引入计算思维的医学类计算机基础系列课程教学

引入计算思维的医学类计算机基础系列课程教学

摘要：针对教育部计算机基础课程教学指导委员会提出的“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维能力”的教学总体目标要求，结合多年教学实践经验，通过研究计算思维与医学类计算机基础课程教学的关系，提出将计算思维思想引入医学类计算机基础系列课程教学过程的理念，改变目前计算机基础教学的教学方法，培养学生结合自身专业的计算机技术应用能力和创新能力。

关键词：多元思维；计算思维；计算机基础教学；创新能力

1.正确认识和理解计算思维的概念

要将计算思维思想引入医学类计算机基础系列课程教学过程中，首先要思考这些问题：计算思维的真正内涵是什么？计算思维与理论思维、实验思维的关系怎样？在教学过程中怎样运用计算思维思想？过去已有的教学方法与计算思维的关系是什么？

根据周以真教授对计算思维的定义，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了计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维最根本的内容即其本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。计算思维中的抽象超越物理的时空观并完全用符号表示，其中数字抽象只是一类特例。

人类认识世界和改造世界的两种思维形式是理论（数学）思维和实验（工程）思维。理论思维以推理和演绎为特征，以数学学科为代表。实验思维以观察和总结自然规律为特征，以物理学科为代表。计算思维是不是可以与上述两种思维形式相提并论？这还有待研究。从学科的角度看，计算思维以设计和构造为特征，能解决许多工程问题。笔者认为至少目前还不能把计算思维的思维形式提高到等同于理论思维和实验思维的高度，它还要获得众多学科的共识。

单从计算机科学与技术学科来说，计算思维思想在一定范围内源于理论思维和实验思维，或者说在一定范围内是理论思维和实验思维的延续，能在理论思维和实验思维的基础上解决实际问题，也就是能够解决过去理论思维和实验思维方法还没有解决的问题，在学科范围内发展理论思维和实验思维。这一点可以通过列举许多计算机科学与技术学科的成果证明：许多问题是理论思维和实验思维方法解决不了的问题，而使用计算机思维方法（计算机技术）就能解决。例如，符号积分和定理证明结果说明仅有数学科学而没有计算机技术是不能完全解决问题的；人类正常基因图谱的构造同样不能仅仅依赖于实验思维方法，而要依靠计算机技术完成。这正是计算思维的方法让计算机科学与技术学科展示了其求解问题的魅力。也许有人会认为解决这些问题的思想方法还是理论思维或实验思维的思想方法，只是使用了计算机这个高速运算的现代化工具。不错，计算思维思想方法可以借用过去已经存在的科学方法，但毕竟它以设计和构造为特征，这样的特征突出了计算思维思想的存在价值。