計算思維能力對就業(yè)創(chuàng)業(yè)的影響

時間:2022-12-23 03:31:47

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計算思維能力對就業(yè)創(chuàng)業(yè)的影響

摘要:進(jìn)入信息化社會,國家需要大量高科技人才推動國家科技的發(fā)展,本文從計算思維的概念以及計算思維對人的發(fā)展的重要性,計算思維的培養(yǎng)有三種切實可行的方法,建立計算思維能力有助于大學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè),為大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:計算思維;大學(xué)生;編程能力;就業(yè);創(chuàng)業(yè)

一、計算思維的相關(guān)概念

計算思維是運用計算機(jī)科學(xué)相關(guān)概念進(jìn)行問題求解、設(shè)計相應(yīng)系統(tǒng)并融入人類行為的一系列思維活動的統(tǒng)稱[1],計算思維是每個人都應(yīng)具備的思維能力,受計算能力的限制,最終由人和計算機(jī)共同執(zhí)行。理解計算思維的相關(guān)內(nèi)容就是掌握人們是如何利用計算系統(tǒng)對現(xiàn)實世界中各種事物進(jìn)行控制和處理,培養(yǎng)計算思維有利于培養(yǎng)復(fù)合型知識結(jié)構(gòu)的人才,對新型計算手段的創(chuàng)新也有重要意義。具有計算思維的人通過對數(shù)據(jù)的收集、整理,能夠加深對問題的近一步研究,通過點看到面、透過表面看到實質(zhì),具有舉一反三的能力。找出其共性問題為其建立數(shù)據(jù)模型,將其抽象為具有數(shù)據(jù)特征的問題,然后通過編寫程序代碼的形式解決所有相似問題,最后還能通過大量數(shù)據(jù)對其進(jìn)行測試以驗證該解決方案的正確性。計算思維不只是在計算機(jī)編程中使用,在人類工作生活的各行各業(yè)中也廣泛運用。培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力,也有利于其他課程的學(xué)習(xí)。

二、鍛煉和提高我國大學(xué)生的計算思維能力的方法

通過對美國基礎(chǔ)教育(K-12)的計算思維能力培養(yǎng)形式提出以下可借鑒方法:(一)計算機(jī)編程課程的學(xué)習(xí)是計算思維能力培養(yǎng)的直接。手段和方法國外教育與我國教育有很大區(qū)別:國內(nèi)教育重點在知識點的傳授,讓學(xué)生學(xué)習(xí)時更加的直接,縮短學(xué)習(xí)時間;國外教育重點在能力的培養(yǎng),讓學(xué)生通過實踐探索總結(jié)其中的奧妙,使記憶更加牢固,無形中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新及動手能力。可以對我國的教育模式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保留我國的直接快捷,同時,提高學(xué)生的實踐動手能力比例,以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。計算思維與編程能力相輔相成,編程過程就是讓學(xué)生將學(xué)習(xí)到的理論知識實踐化的過程,一方面,通過編程操作有助于計算思維的培養(yǎng);另一方面,計算思維的運用能快速地提高編程能力,二者相互促進(jìn),計算思維及編程能力的提高能使學(xué)生從技能操作層面上升到創(chuàng)新創(chuàng)造層面。通過編程語言的學(xué)習(xí)既掌握了該種高級語言的語法規(guī)則,同時,也鍛煉了人們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力,這是任何一門課程都無法替代的。如果人們能夠從小就開始接觸計算機(jī)編程,真正投入精力去了解、掌握,那么計算機(jī)編程將給人們打開一個觀察、認(rèn)識世界的全新視角[2]。布倫南等人將計算思維定義為三維框架,主要包括以下三個關(guān)鍵部分:(1)計算相關(guān)概念:如順序、循環(huán)、事件、條件、運算、數(shù)據(jù)等;(2)計算實現(xiàn):如迭代、繼承、測試、抽象化、模塊化;(3)計算觀念:如表達(dá)方式、連接、質(zhì)疑等[3]。上述所提出的計算思維的特征和關(guān)鍵部分都是我國計算機(jī)專業(yè)人員在計算機(jī)編程語言學(xué)習(xí)中所要學(xué)習(xí)的,可見,通過計算機(jī)編程語言的學(xué)習(xí)能更加直接有效地提高人們的計算思維能力的培養(yǎng)。(二)計算思維與其他課程的融合。找到提高計算思維的主要方法后,其他課程的學(xué)習(xí)也是必不可少的,將語文、數(shù)學(xué)、音樂、地理、物理、化學(xué)等課程與計算機(jī)編程進(jìn)行融合對不同年齡的孩子在計算思維方面也有不同的鍛煉與收獲,能使其將不同學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行融合,使各科之間的分界線不明顯,在使用時能夠靈活轉(zhuǎn)換,不會造成理論與實踐相脫節(jié)的情況,并能充分表達(dá)自己的思想,最大程度激發(fā)孩子的創(chuàng)造力。如在Scratch編程中孩子理解了計算機(jī)模塊化的編程思想后,任課教師只需布置主題任務(wù),不要對具體實現(xiàn)過程加以約束,通過游戲式的程序開發(fā)方式讓孩子展開想象力,有的制作新年賀卡、有的編寫音樂播放程序、有的開發(fā)小游戲……,孩子可以自由設(shè)計,按照自己的想法在程序中融入各種元素,在程序設(shè)計開發(fā)過程中即運用了計算思維、鍛煉了程序開發(fā)能力,同時,也提高了對其他課程的理解與探究的欲望和學(xué)習(xí)的熱情。每一個優(yōu)秀作品的呈現(xiàn)都離不開宏觀的布局及微觀每個細(xì)節(jié)的實現(xiàn),其中的耐心與創(chuàng)新力也是必不可少的。STEM教育為科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多學(xué)科的融合,為提高大學(xué)生的就業(yè)率,需要多學(xué)科、多專業(yè)培養(yǎng),畢竟現(xiàn)實生活中發(fā)生的大多數(shù)問題無法單純地界定為是某一知識領(lǐng)域的問題,大都需要運用多種學(xué)科的知識來共同解決。在高等教育中無論是哪個專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng),都應(yīng)融入STEM教育,只有這樣才能培養(yǎng)出符合社會需求的復(fù)合型人才。(三)經(jīng)常進(jìn)行計算思維練習(xí)。使用計算機(jī)解決實際問題包括兩個過程。1.實際問題的抽象過程如何將現(xiàn)實生活中存在的實際問題抽象成計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)操作問題,這就是計算思維,當(dāng)具有計算思維后,就能夠很容易地將問題進(jìn)行分解、抽象,就知道應(yīng)該如何在計算機(jī)中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,這就是數(shù)據(jù)庫課程中所講解的將數(shù)據(jù)由現(xiàn)實世界到信息世界的抽象過程,這一過程非常重要,只有這一步成功了,才能進(jìn)入第二個過程。2.代碼的實現(xiàn)過程當(dāng)對實際問題抽象為數(shù)據(jù)模型后,就需要通過計算機(jī)借助于某種具體的編程語言進(jìn)行程序代碼的編寫實現(xiàn),代碼的調(diào)試。在這兩個過程中第一個過程是非常重要的,筆者通過自己的實踐教學(xué)發(fā)現(xiàn),大部分同學(xué)不會編程的原因,不是某種程序設(shè)計語言不會運用,大部分學(xué)生對別人編寫好的程序都能讀懂,說明程序閱讀是沒有問題的,那么差的是什么呢?分析原因,就出現(xiàn)在第一個環(huán)節(jié)的練習(xí),也就是計算思維能力及邏輯思維能力沒有得到鍛煉,還不具備使用計算思維的方式來理解和分析問題,造成無法進(jìn)入第二個——程序代碼的編寫環(huán)節(jié)。為解決這個問題,在高校計算機(jī)專業(yè)課程中開設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程就是鍛煉學(xué)生問題抽象能力的,通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的講解,向?qū)W生講授傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型無非也就是線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)。拿來一個現(xiàn)實問題,先分析其屬于哪種(邏輯)結(jié)構(gòu),然后再根據(jù)操作來確定采用哪種存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲,使操作更加方便,因為不同的存儲結(jié)構(gòu),在代碼實現(xiàn)時操作思想就不同,語句代碼自然也不同,相應(yīng)的時間復(fù)雜度及空間復(fù)雜度也不同,也就是效率也有所不同。畢竟實際問題的解決,還是要講究效率問題的。計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的內(nèi)容要熟練掌握,通過這門課程的學(xué)習(xí)會大大提高學(xué)生的邏輯思維能力及計算思維能力。

三、編程能力對大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)的影響

人類研究發(fā)明了計算機(jī),使計算機(jī)越來越智能,成為人腦的延伸,同時,計算機(jī)的不斷強(qiáng)大和發(fā)展反過來也改變了人們的生活及思維方式,人們也開始使用類似于計算機(jī)的思維模式進(jìn)行思考問題,這一點對于當(dāng)今社會的每個人來說都深有體會。數(shù)字化是未來社會發(fā)展的大趨勢,在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將編程認(rèn)定為未來所有產(chǎn)業(yè)必須掌握的技能,成為社會生存的一項基礎(chǔ)能力。各種人工智能產(chǎn)品已無法阻擋深入人們的工作和生活,機(jī)器人在幫助人們的同時,對人們的工作也產(chǎn)生了極大的威脅,大量公司引入機(jī)器人代替員工工作,裁員的消息不斷充斥著網(wǎng)絡(luò)。以前是人與人的競爭,只要比別人強(qiáng),就會獲得這份工作;現(xiàn)今是人與機(jī)器的競爭,人如何才能競爭過不知疲憊的機(jī)器,答案只有一個,那就是在思維方面戰(zhàn)勝機(jī)器人。據(jù)美國計算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會CSTA的報告,到2020年將會產(chǎn)生920萬與STEM有關(guān)的工作,其中一半都與計算思維緊密相關(guān)[4]。可以看出,只有計算思維方式才符合數(shù)字化社會的發(fā)展,在未來大量的工作崗位將被機(jī)器人所取代,計算機(jī)編程語言就像一門外語一樣,只有具備了一定的編程能力才能夠?qū)W會與智能機(jī)器進(jìn)行溝通,未來所剩無幾的崗位將是留給懂編程的高科技人才。具備一定的編程能力有利于大學(xué)生盡快融入社會,適應(yīng)社會的思維模式,在社會中找到適合自己的工作,對大學(xué)生的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)將有極大幫助。

四、結(jié)語

計算思維是一種思維習(xí)慣,不是只有學(xué)習(xí)計算機(jī)的人才具有的,不管從事什么專業(yè)學(xué)習(xí)的人都應(yīng)該具備這種思維習(xí)慣,特別是在如今信息化社會,要求人們更應(yīng)具備這種思維習(xí)慣,并努力提高其能力,當(dāng)人們具備了這種思維習(xí)慣后,會不自覺地運用到自己的工作和生活中,計算思維的運用能夠降低工作出錯的概率、提高工作效率。計算思維形成過程中的同時,培養(yǎng)了人們就業(yè)、創(chuàng)業(yè)所需的各項素質(zhì)能力,如敏捷的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、堅強(qiáng)的意志等,這些能力的培養(yǎng)不管是以后從事哪種工作,都是必不可少的。

參考文獻(xiàn):

[1]鄭福妍,鄭寶民,高云輝.非計算機(jī)專業(yè)計算思維培養(yǎng)[J].黑河學(xué)院學(xué)報,2017(7).

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[3]郁曉華,王美玲.計算思維培養(yǎng)之路還有多遠(yuǎn)?——基于計算思維測評視角[J].開放教育研究,2020(3).

[4]羅海風(fēng),劉堅,羅楊.人工智能時代的必備心智素養(yǎng):計算思維[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2019,29(6).

作者:鄭福妍 鄭寶民 韓雪 單位:黑河學(xué)院