林丕源《大学计算机基础》第01章 计算思维 林丕源.pdfVIP

教学研讨会专题报告 信息学院软件学院 计算思维 Computational thinking ——兼谈计算思维促进计算机教育改革 计算思维—— 背景 信息学院软件学院 2005年6 月美国总统信息技术咨询委员会(PITAC)给美 国总统提交重要报告 “Computational Science: Ensuring America’s Competitiveness” 。 报告指出，大约在半个世纪前，前苏联成功地发射了世 界第一颗人造卫星，它撼动了美国在政治与科技上的领导地 位，促使美国在科学、工程和技术领域进行全面的改革。报 告认为，如今美国面临的挑战，比半个世纪前来得更加广泛、 复杂，也更具长期性。 报告认为，美国还没有认识到计算科学在国家改革中的 中心位置。 报告建议，将计算科学长期置于国家科学与技术领域中 心的领导地位。 计算思维—— 背景 信息学院软件学院 致美国总统报告不到半年的时间，美国国家基 金会(NSF)就将美国计算教育与研究领域，甚至是 其他有关领域的专家召集在一起，分4个大区召开 研讨会，检讨美国计算教育出现的问题，给出了4 份相应的研究报告。 报告分析了美国计算教育出现的严重问题，报 告建议在美国国家科学基金会的资助下全面改革美 国的计算教育，确保美国的国际竞争力。 计算思维—— 背景 信息学院软件学院 2006年，美国NSF计算机与信息科学与工程学部(CISE) 率先启动了扩大 “计算”参与面的BPC 国家计划。 2007年，CISE又启动了旨在振兴美国计算教育的国家 计划CPATH ，通过 “计算思维”从根本上改变本科计算教 育的内容。 2008年，美国NSF为此启动了一个涉及所有学科的，以 计算思维培育为核心的重大国家科学研究CDI计划，进一步 将计算思维的培育扩展到美国的各个研究领域。 2011年，美国NSF又在启动CE21计划，其目的是提高 K-14 （中小学和大学一、二年级）老师与学生的计算思维能 力。 Jeannette M. Wing (周以真) 信息学院软件学院 2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学 系主任周以真 （Jeannette M. Wing ）教授在美国计 算机权威期刊 《Communications of the ACM》杂 志上发表 “计算思维 (Computational Thinking)” 一文。指出： 计算思维是运用计算机科学的基础概念 进行问题求解、系统设计、以及人类行为理 解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活 动。 周以真论计算思维 信息学院软件学院 • Computation thinking will be fundamental skill used by everyone in the world by the middle of 21st century. (计算思维将是21世纪中叶全球每一个人都 使用的基本技巧。) • Computational thinking is a fundamental skill for everyone, not just for computer scientists. To reading, writing, and arithmetic, we shoul