计算思维：振兴大学计算教育的关键

"大学计算教育的振兴" 在当前的科技时代，计算思维的引入对于大学计算教育的振兴至关重要。计算思维不仅限于计算机科学，而是涵盖了更广泛的学科领域，旨在培养学生的创新能力和解决问题的能力。本文由陈国良撰写，强调了计算思维在科学与工程研究中的核心地位，并探讨了其对大学计算教育的影响。 首先，科学与思维是密不可分的。科学被定义为通过整理事实来发现规律的过程，包含了自然科学、社会科学和思维科学。而思维则是人脑对现实世界进行抽象、概括和理解的高级心理活动。理论科学、实验科学和计算科学共同构成了科学发现的基础，它们分别对应理论思维、实验思维和计算思维。计算思维，也称为构造思维，强调设计和构造，是计算机科学和相关领域的重要思维方式。 接着，文章深入讨论了计算思维的内涵，它包括对问题的分解、抽象、模式识别、算法设计和优化等关键元素。通过具体的实例，如网络科学和虚拟实验室的研究，展示了计算思维如何在各个学科中发挥作用，推动科技创新。例如，美国国家科学基金会（NSF）的EHR&CISE学部和CDI计划都强调了计算思维在科学研究中的重要性。 在大学计算教育方面，计算思维的引入可以解决基础教学中的一些问题。美国采取了PITAC报告、BPC、CPATH和CE21计划等策略来推动计算思维教育，而我国的高等教育也在计算机基础课程教指委的工作中逐渐重视计算思维的培养。通过构建计算思维课程的总体框架，让学生不仅掌握技术知识，还能培养出解决问题和创新的能力。 最后，计算思维对于科学发现和技术创新的影响不容忽视。它能够促进跨学科合作，激发新的研究方向，比如网络科学的快速发展，以及虚拟实验室的创新应用。在中国，尽管计算思维的研究还处于起步阶段，但已显示出巨大的潜力和价值。 大学计算教育的振兴依赖于计算思维的融入。通过改革教育体系，培养学生的计算思维能力，可以更好地应对未来科技发展的挑战，为社会输送具备创新精神和实践能力的高素质人才。