张菡

摘 要：计算思维是运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统以及理解人类行为的思维活动。本文主要介绍了计算思维中的思维方式：逻辑思维、算法思维、网络思维和系统思维，以及思维本质：抽象和自动化。

关键词：计算思维;思维方式;思维本质

计算思维主要包括数学思维、工程思维以及科学思维中的逻辑思维、算法思维、网络思维和系统思维。运用逻辑思维精准地描述计算过程，运用算法思维有效地构造计算过程，运用网络思维有效地组合多个计算过程。

1.思维方式

1.1逻辑思维

逻辑思维是人们运用概念、判断、推理等思维方式，反映事物本质与规律的认识过程。逻辑思维属于抽象思维，其特点是以抽象的概念、判断和推理作为思维的基本形式，以分析综合、比较、抽象概括和具体化作为思维的基本过程，从而揭示事物的本质特征和规律性联系。

1.2算法思维

算法思维具有非常鲜明的计算机科学特征。算法思维是学习编写计算机程序时需要掌握的核心技术我们操作计算机时，每单击一次鼠标，在手机上每一次点击购物，都会启动一个程序，而这些程序都构筑在各种各样的算法上。

解决任何一个问题都有它的方法和步骤，使用计算机解决问题也是如此。比如向一个包含3*3个方格的图形的每一个方格中，分别填入1-9中的不同数字，要求三个横向、三个纵向、两条对角线方向上的三个数字之和相等。可以将这9个数字分别填入不同的方格进行试验，最后得到答案，这是一种常用的算法—枚举法，完成这项工作要进行较多的试验。可以让计算机用这个方法去做，因为它具有高速运算的特点。

1.3网络思维

网络思维强调构成网络的核心是对象之间的互动关系，包括基于机器的人机互动关系，涉及以虚拟社区为基础的交往模式、传播模式、搜索模式、组织管理模式、科技创新模式等，如社交网络、自媒体、人肉搜索、专业发展共同体;也可以包括机器间的互联关系，涉及因特網、物联网、云计算网络等的运作机制。

互联网在人们日常生活中正在起着越来越重要的作用，建设这样的网络就贯穿着网络思维的思想。

1.4系统思维

系统思维就是把认识对象作为系统，从系统与要素、要素与要素、系统与环境的相互联系和相互作用中，综合地考察认识对象的一种思维方式。简单地说，就是对事情全面思考，不就事论事，把想要达到的结果、实现该结果的过程、过程优化以及对未来的影响等一系列问题，作为一个整体进行研究。

计算机系统是一个庞大的系统，它由硬件、软件组成，硬件中包括各个部分，需要相互协同;软件中有操作系统、各种程序设计语言、各种应用软件，它们在不同层面上向人们提供使用计算机的方法，也需要相互协同。

2.计算思维的本质

计算思维的本质是抽象和自动化。

2.1抽象

在计算思维中，抽象思维最重要的用途是产生各种各样的系统模型，以此作为解决问题的基础。抽象思维是对同类事物去除其现象的次要方面，抽取共同的主要方面，从个别把握一般，从现象把握本质的认知过程和思维方法。

（1）分离：暂时不考虑研究对象与其他事物的总体联系。任何一种对象与其他事物都有着千丝万缕的联系，都是整体的一部分。

（2）提纯：观察分析隔离出来的现实事物，“从共性中寻找差异，从差异中寻找共性”，提取出淹没在各种现象和差异中的共性要素。

（3）区分：对研究对象各方面的要素进行区分，并考虑这种区分的必要性和可行性。

（4）命名：恰当地对每个需要区分的要素给予命名，以反映“区分”的结果。命名体现的是“抽象化是现实事物的概念化”，以概念的形式命名和区分所理解的要素。

（5）约简：撇开非本质要素，以简略的形式表述前面提到的“区分”和“命名”的要素及其之间的关系，形成“抽象化”的最终结果。

2.2自动化

自动化包括自动执行和自动控制两方面。

（1）自动执行：可以按预先设计好的程序或系统自动运行。这需要一组预定义的指令及预定义的执行顺序，一旦执行，这组指令就可根据安排自动完成某个特定任务。

（2）自动控制：自动执行体现了程序执行后的必然效果，但这种执行并非总是线性的，往往因时而变，程序应能随时响应用户的需要。

随着人工智能技术的发展，自动控制开始走向只能控制。智能控制是指不用人干预，能独立驱动智能机器自主实现目标的过程。自动控制不仅体现在计算机程序中，在社会事务的处理方面也很常见，例如各种应急预案就是针对特定事件的产生而“自动执行”的快速反应机制。自动化技术正在改变人们的生产、生活和学习方式，也正改变着人们的思维方式。

符号化、计算化、自动化思维，以组合、抽象和递归为特征的程序及其构造思维，是计算技术与计算系统的重要思维。对计算思维能力进行训练，不仅使我们理解计算机的实现机制和约束、建立计算意识、形成计算能力，而且有利于提高信息素养，从而更有效地利用计算机。

参考文献：

[1]董荣胜.计算教育哲学初探[J].计算机科学，2013.

[2]李廉.计算思维-概念与挑战[J].中国大学教学，2012.

[3]邬贺铨.大数据思维[J].科学与社会，2014.

[4]陈国良.计算思维导论[M].北京：高等教育出版社，2012.