基于计算思维的大学计算机课程知识体系构建分析
大学计算机基础是在高等学校教育教学开设一门通识课程，随着发展，课程内容及其知识结构应该有所调整，使学生的信息技术技能跟随时代的发展和要求，同时促✉进专业知识应用能力的培养。这就要求大学计算机基础课程的教学目标要扩展到对学生科学思维能力的培养。物理以观察和总结为特征培养学生实验思维能力，数学以推理和演绎为特征培养学生逻辑推理思维能力。计算思维是一类普适的技能，以设计和构造为特征，信息社会中的每个人都应该学习和应用它，创新性学习和应用专业知识。计算机作为工具应用到工作、生活、学习等各种人类活动中，它改变着人们分析、解决问题的方式。
1大学计算机基础教育教学中存在的问题及对计算机认识偏见
1.1计✘算机是工具
计算机作为计算工具而诞生，随着应用而发展。现实中，无论是工作还是学习、生活，都用到บ了计算机，以虚拟现实，提高了计算的效率、精准。但计算机是智能工具，只有开发性的使用，才能充分发挥其效能。
1.2计算机基础教学就是学习工具软件
目前，在大学计算机基础的教学中，多以操作系统、办公软件、系统维护工具软件、网络工具软件的应用为主要内容。上计算机课就是学习软件的应用，不能突破工具软件的限制，创新性使用计算机。随着中小学信息技术课程教学的实施，计算机性能的提高，软件应用接口及操作的优化，计算机广泛地应用普及，工具软件的使用不是件难事。
1.3计算机就是程序设计
从我国开始在大学开展计算机教学时，根据专业的不同开设计算机语言课程，如BASIC ,FO中T中AN,PASCAL等，只应用在数值计算。随着发展，行业对计算机技能的需求，对接行业认证考试、等级考试，计算机教学中计算机语言的程序设计占主要内容。但从教学效果来看，绝大多数学生都不会针对实际问题来编写程序。
1.4计算机教学的目标是参加等级考试、岗位职业资格考试
从现状来看，大多数高等学校计算机教学的目标还是定位在国家级、省级等级考试，并不注重计算机在专业中的应用能力的培养，重在应付考试。
1.5计算机教育教学与专业应用关联性不强
大学计算机教学应该是为专业服务的，利用计算机解决专业应用中的问题，提供新的思路和方法。但是计算机基础在教学内容上并未与专业结合。
1.6教学内容涉及范围广、知识点多、系统性不强
大学计算机基础教学内容大致包含信息技术基本概念、计算机系统基本结构、操作系统基础、计算网络与信息安全、计算机程序设计基础、数据库管理系统、多媒体技术、办公软件等，涉及范围广、知识点多而体现不出课程体系的系统性。同时，教与学都在问题，很多内容浅尝则止，概念理解不了，技术应用不会。
针对上述计算机基础教育教学中存在的问题和认识上的偏见，改革大学计算机基础教学的内容和目标是必要的。计算思维给我们提供了指导思想和方向。
2计算思维
美国卡内基梅隆大学周以真教授2006年在《Communications of theม ACM》杂志中给出并定义了计算思维的概念。周教授认为，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。同时，周教授也对计算机思维进行解释，计算思维是概念化，不是程序化:计算机科学不只与计算机相关;是根本的，不是刻板的技能:计算机思维是根本的技能，是信息社会中每个人必须掌握的;是人的，不是计算机的思维:计算思维给了人类思维的方法和解决问题的途径;是数学和工程思维的互补和融合，可以设计和构造超越物理世界且与之互动的各种系统;是思想，不是人造物:计算思维我们用来求解问题、管理日常生活、与其他人交流的概念;面向所有人，所有地方:计算思维作为一个解决问题的有效工具，我们都应当掌握和使用。
计算思维给出了基于问题的求解观点和方法，它们有助于人们深刻地理解计算的本质以及计算机求解问题的核心思想，特别有利于解决应用计算机到其他学科领域的研究和应用的困惑。实际上，自然问题和社会问题自身蕴涵丰富的属于计算的演化规律，在演化规律中伴随着物质变换、能量转换和信息变换。正确提取信息变换，并用适当的形式加以表达，使之能在计算机中处理，这就是基于计算思维的解决问题的原理和方法。计算机借助于抽象的符号来表达物质变换和能量转换中的问题，完成计算，模拟乃至预测自然和社会中的演化过程。计算思维利用约简、嵌入、转化和仿真等方法，把困难的问题描述成可以解决的问题，采用抽象和分解完成任务和设计系统，借助递归的方法描述无限问题。
计算思维为我们提供了认识、理解自然、社会以及其他现象的一个新视角，数字编码技术应用到解析结构的研究中就是计算思维的一个经典实例，在分子生物学领域引起了一场革命。计算思维给出了解决问题的一种新方法，应用计算思维的抽象和自动化方法可以做出多而复杂的折纸，在日本诞生了计算折纸领域，通过与折纸算法相关的理论来解答折纸过程中遇到的问题。计算思维强调知识创造而非仅使用信息，亚马逊的网上购物推荐系统通过客户浏览网站的痕迹和购物的历史记录，积累了大量的客户信息，设计各种计算方法对这些数据进行深入挖掘并用于图书销售决策中，实现了新知识的创造，为客户有效推荐图书。计算思维利于提高创造和创新能力，在音乐制作领域中，采用计算思维分析声音合成过程与音乐制作⌘过程，借助于计算机的软硬件合成产生大量的声音，实现音乐创作。
3基于计算思维大学计算机课程知识体系
基于计算思维，陈国良教授、董荣胜教授提出了层次化的计算思维表述体系框架，框架中给出了反映计算思维的基本概念。
周以真教授认为通过熟练地掌握计算机科学的基础概念提高计算思维能力。其中，计算是中心概念，其他概念以计算为中心并服务于计算抽象、自动化和设计从不同方面对计算进行了描述;通信、协作、记忆、评估蕴含在抽象、自动化和设计概念之中，认识并理解这些概念的理解，有助于加深入们对计算的认知。我国高校公共计算机课程从计算机文化基础，经历了大学计算机基础、计算机应用基础、大学计算机基础的变化过程，涉及的主要是计算机系统的基本概念及应用软件的介绍，从使用计算机来认识计算机科学，但是未能把计算机与各专业学科融合，促进学科专业能力的创新应用。计算思维系统的提出和深化，使计算机科学延展到计算科学，促使我们在计算机教学过程中应以培养思维能力为重点，提升解决问题的能力为目标。大学计算机基础课程中应融入计算思维，体现计算思维的基本概念及其所应包含的核心概念。
基于计算思维及其表述框架，大学计算机基础课程应构建知识总体框架，并规划出相应的课程内容，强化计算的思维，结合专业应用中的实例，突出计算的方法在解决专业应用问题的思路，实现与专业的融合。
4结束语
基于计算思维的大学计算机基础课程面向所有专业，每个人都应该学习和应用它，是培养学生创新能力的基础，也是信息社会、大数据时代对我们基本能力的要求。
