發(fā)布時間：2023-03-22 17:40:01
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物科學專業(yè)導論論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：非生物類專業(yè)；生命科學導論；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0073-02
聯(lián)合國教科文組織21世紀教育委員會報告強調教育必須是完整的教育，只有完整的教育才能培養(yǎng)更多具有完善知識結構、滿足科學創(chuàng)新、符合社會發(fā)展需要的高素質人才[1]。生命科學教育是素質教育的重要方面，2005年教育部高校生物科學與工程教學指導委員會制定了非生物學類專業(yè)生物學基礎課程教學基本要求，建議非生物類專業(yè)學生生物學普及教育的核心課程為《生命科學導論》課程[2]。但是，生命科學的研究內容涉及面寬，對教與學都是一種挑戰(zhàn)，如何在教學組織、教學體系優(yōu)化和教學過程綜合化等方面開展《生命科學導論》課程教學是目前教育領域內面臨的主要難點。因此，作者對非生物類專業(yè)學生生命科學素質教育進行了一定的探索與研究，結合幾年來對非生物類專業(yè)學生進行《生命科學導論》講授的體會和感受，談幾點認識。
一、開設《生命科學導論》課程的重要性
《生命科學導論》是面向高校非生物類專業(yè)學生的一門綜合性教育課程，旨在促進大學生不斷提高對現(xiàn)代生命科技的認識，激起對生命科學熱點問題的興趣，加深對科學交叉、滲透、融合的理解，激發(fā)探索和創(chuàng)造激情，樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀，增強社會責任感和社會適應能力。隨著生命科學的發(fā)展，《生命科學導論》課程開設是非生物類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要內容，逐步改變著高校基礎教學的結構體系。2002年國家教育部專門發(fā)文件積極促進非生物學專業(yè)本科生生物教學的實施，要求具有“國家生命科學與技術人才培養(yǎng)基地”的高校必須面對全校非生物學專業(yè)本科生開設《生命科學導論》課程，以培養(yǎng)交叉學科的研究人才，促進學生將專業(yè)知識與生命科學知識結合，產生新思路，開拓新領域，也為了提高本科生的綜合素質，增強學生的健康與環(huán)保意識[3，4]。所以，對非生物類專業(yè)學生開設《生命科學導論》課程具有積極的意義。
目前，全國很多院校對非生物類專業(yè)學生開設了《生命科學導論》課程相關的生物學素質教育課程[3，5-7]，課程性質多樣化，在教學計劃實施中充分體現(xiàn)了非生物類專業(yè)教學的特色。我校結合實際情況也對非生物類專業(yè)學生開設了《生命科學導論》課程，制訂了具體的教學要求，使學生掌握生命科學與技術的基本常識、了解該學科的主要領域和進展，培養(yǎng)學生具備基本的生命科學素養(yǎng)。
二、教學內容的改革
鑒于非生物類專業(yè)學生的基礎層次參差不齊，不同專業(yè)的學生對生物學知識的需求也不盡相同[4，8，9]，我們對教學內容進行了精選、整合，針對不同專業(yè)的學生設計了不同的教學內容。面向文科學生時，采用講座形式組織教學內容，主要以生命科學的熱點問題和發(fā)展方向為主，結合介紹基礎知識，使學生獲得必要的現(xiàn)代生命科學基礎知識，了解現(xiàn)代生命科學的新發(fā)展及其與人文科學交叉的趨勢，幫助學生樹立正確的現(xiàn)代生命科學觀，參與社會發(fā)展的決策。面向理工科學生時，教學內容側重學科交叉意識的培養(yǎng)，采用系統(tǒng)講授、部分自學的教學方式，以生命科學系統(tǒng)知識為主線，同時介紹生命科學領域內的最新進展，使學生理解、認識一些生命現(xiàn)象和過程，啟迪學生的跨學科創(chuàng)新思維。
另外，學生對部分教學內容缺乏興趣，如分類、形態(tài)、結構等生物學專業(yè)知識，因此提倡一些“開放性”內容由學生自學，激發(fā)學生思考與自學。同時，在教學過程中也應加強教學實踐環(huán)節(jié)，如組織學生參觀生物標本館、生物園地等基地，以開拓學生視野，加深學生對理論知識的理解。
三、立體化教材的建設
根據多年的教學實踐及其他高校相關方面的經驗，編寫了適合非生物類專業(yè)學生的教材《現(xiàn)代生命科學導論》。主要包括生命的物質基礎、生命的新陳代謝、細胞與細胞工程、生物體內的信號和傳遞、人體的防御系統(tǒng)、遺傳及其分子基礎、豐富多彩的生命世界、生物與環(huán)境、生物技術的發(fā)展與倫理問題等內容，從不同角度對生命科學進行全面、系統(tǒng)的介紹，體現(xiàn)了知識的系統(tǒng)性和科學性。
本教材具有以下特點：（1）考慮到非生物學類專業(yè)學生的生物學基礎較淺，內容編排由淺入深，力求形象生動、通俗易懂，可啟發(fā)學生思維，開闊思路。（2）從適合非生物專業(yè)文、理工類學生的教學理念與教學目標出發(fā)，選擇以生命基本特征為主線，以生命活動的重要方面為主題，綜合性地介紹生命本質，同時以生命科學的熱點理論、應用和問題為切入點，采取專題綜述、論證、探究等多種形式，在不同層次上啟發(fā)學生自主探索的興趣和開展深入思考。（3）在各章節(jié)內容后附上思考練習題，便于學生鞏固知識，加深理解。
四、多元化的考試方式
考試是測評學生掌握知識能力的必要手段之一，好的考試方式不僅能夠客觀全面地評價學生，且有助于提高教學效果。因此，我們增加了過程評價和發(fā)展性評價等多元化學生成績評定方法，以利于促使學生注重自身整體能力和綜合素質的培養(yǎng)提高[2]。通常采用平時考核（如專題演講報告、課堂討論和考勤等）、撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式，不但評價了學生參與教學活動的態(tài)度、完成作業(yè)的質量，又考查了學生對知識的了解和掌握程度，同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣，減輕了學生的思想壓力，且避免了少數(shù)學生平時不學習，通過考前突擊準備獲得較高分數(shù)，導致課程成績不合理的情況發(fā)生[10]。
總之，為了提高非生物類專業(yè)學生的生命科學素質，在非生物類專業(yè)開設《生命科學導論》課程是新時期高等教育發(fā)展的需要，是歷史的必然。我們在改革、優(yōu)化教學內容、教學方式等基礎上，建立了本校非生物類專業(yè)《生命科學導論》課程的教學體系，以期完善學生的知識結構、培養(yǎng)科學的思維能力，使學生發(fā)現(xiàn)學科間的交叉點，為今后的跨學科學習、研究奠定基礎，從而促進科學研究更好、更快的發(fā)展。
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摘要：生物信息學是較新的交叉學科，大部分文獻資料都是英文的，對學生的專業(yè)英Z能力要求較高，僅靠開幾門課遠遠不夠。應用驅動的生物信息學專業(yè)英語教學體系在大學英語和專業(yè)英語課程的基礎上，以應用為驅動和引導，以網絡資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作為核心內容，使學生在課程設計、綜合實驗及科研等實踐過程中提高專業(yè)英語水平，收到了良好的效果。
關鍵詞：應用驅動；生物信息學；專業(yè)英語
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）21-0232-02
一、前言
生物信息學是近年新興的一門交叉學科，其研究內容包含了生物信息的獲取、處理、儲存、分發(fā)、分析和解釋等在內的所有方面，它綜合運用數(shù)學、計算機科學和生物學的各種工具，來闡明和理解大量數(shù)據所包含的生物學意義（張春霆，2000）。與其他的生物學專業(yè)一樣，該專業(yè)要求學生掌握基本的專業(yè)英語閱讀和寫作能力；同時，由于是新興專業(yè)，其大部分專業(yè)資料，包括專業(yè)網絡資源、常用軟件和文獻資料等大都是英文，并且對生物學、計算機及數(shù)學領域的專業(yè)英語詞匯都有一定要求，因此，生物信息學專業(yè)對于專業(yè)英語的要求比其他專業(yè)更高一些。近年，人們陸續(xù)提出將任務或項目驅動教學法（周冬菊等，2011）、CBI（Content-based Instruction）專業(yè)英語教學法（智慧，2011）等應用于生物類專業(yè)英語教學，并強調網絡資源和應用（劉進平等，2011，2013）以及科研文獻（方強&趙威，2014）等在生物類專業(yè)英語教學中的作用。重慶郵電大學生物信息學院生物信息學本科專業(yè)通過總結不同的教學方法，結合生物信息學專業(yè)自身的特點，系統(tǒng)地提出了應用驅動的生物信息學專業(yè)英語教學體系，并收到了良好的教學效果。
二、體系構成
應用驅動的生物信息學專業(yè)英語教學體系由兩部分組成：①基礎部分，包括大學英語和生物信息學專業(yè)英語；②應用部分，包括雙語教學課程、生物信息學網絡資源、生物學軟件及專業(yè)文獻資料閱讀及寫作。內容由淺到深，從基礎教學逐步過渡到專業(yè)應用。整個體系以應用為驅動和向導，其核心內容是網絡資源查詢、專業(yè)軟件使用及專業(yè)文獻資料的閱讀及寫作，其形式主要為課程設計、綜合實驗及學生課外科研。
1.大學英語。大學英語教學分為基礎階段和應用提高階段（田志環(huán)，2008），大學英語是基礎階段的主要英語教學形式，在高中階段語法學習的基礎上，鞏固提高學生的英語聽、說、讀、寫能力，為后面的應用階段英語教學奠定基礎。
2.專業(yè)英語課程。生物信息學專業(yè)英語課程是基礎階段到應用提高階段的過渡，其教材根據本專業(yè)的特點采用自編教材，內容除生物信息相關內容外，還兼顧生物、計算機和數(shù)學（主要是概率統(tǒng)計）等領域。生物信息學專業(yè)英語課程內容分三個層次：專業(yè)英語，主要是理科專業(yè)英語的特點，常用句型；生物類專業(yè)英語，主要是了解生物學專業(yè)名詞的構詞特點及熟悉常見生物學專業(yè)名詞；生物信息學專業(yè)英語，了解生物信息學常見的研究領域，熟悉生物信息學專業(yè)詞匯。內容從一般到特殊，學生通過該課程的學習初步了解生物信息學專業(yè)英語的特點，掌握基本的專業(yè)詞匯。
3.雙語教學專業(yè)課。生物信息學專業(yè)的雙語課程是整個專業(yè)英語教學體系的核心，是學生掌握專業(yè)英語詞匯的主要途徑。雙語課程包括分子生物學、進化生物學、Perl程序設計等，其教材采用國外原版教材（影印版），教師上課幻燈片主要用英語，講解用英語+漢語，配合學生的課前預習和課后復習，在掌握專業(yè)知識的同時，熟悉生物信息學專業(yè)詞匯，提高專業(yè)英語閱讀能力。
4.網絡資源。隨著生物信息學的快速發(fā)展，網絡上英文的生物信息學資源也越來越多，主要包括生物學數(shù)據庫、多媒體生物信息學資料（如新一代測序儀介紹等）及公開課視頻資料。網絡生物數(shù)據庫如GenBank、UniProt、Ensembl、Pfam、PDB等包含了大量的生物學數(shù)據及分析工具，內容系統(tǒng)完整，更新速度快，是生物科研工作者的寶庫，同時也是生物信息學專業(yè)英語學習的寶貴資源。這些數(shù)據庫的幫助頁面有詳細的資源介紹及使用方法說明，若能仔細閱讀，在學習這些網絡資源的同時，專業(yè)英語能力也會有極大的提高。另外，網絡上的很多公開課，如亞利桑那大學的“生物多樣性”、可汗學院的“生物學”及“概率”、麻省理工學院的“生物學導論”等，都是很好的在線學習資源。
5.生物信息學軟件。生物信息學領域很多常用的軟件，如序列比對軟件BLAST、FAST、TeeCoffee、ClustalW/X系統(tǒng)發(fā)育分析軟件MEGA、PAUP、PHYLIP、PAML，新一代測序數(shù)據分析軟件Velvet、SOAP、Bowtie、BWA等及其他生物信息學領域的很多軟件的界面及幫助文檔都是英文，在掌握使用這些軟件的同時，也可以熟悉相關領域的英文專業(yè)詞匯。
6.專業(yè)文獻資料閱讀。在學生的生物信息學課程設計、生物信息學綜合實驗、畢業(yè)設計、科研班及創(chuàng)新實驗等課程及活動中，需要閱讀適量的英文文獻。在前面掌握了一定量的專業(yè)詞匯的基礎上，通過英文文獻資料的閱讀，進一步提高了學生的專業(yè)英語閱讀水平，并初步掌握生物信息學專業(yè)英語寫作的基本要求，對于學生以后的研究生階段的學習或專業(yè)相關工作奠定了專業(yè)英語基礎。
三、教學效果
專業(yè)英語學習的最終目的是應用，主要包括專業(yè)英語文獻資料的閱讀及論文寫作，因此，對于教學效果也主要從閱讀和寫作兩方面進行評價。
1.專業(yè)英語閱讀。經過幾年系統(tǒng)的專業(yè)英語學習，學生從入學時覺得專業(yè)英語神秘莫測，看到英文資料就跳過，到畢業(yè)時能比較順利地閱讀專業(yè)文獻資料，查詢GenBank等英文專業(yè)數(shù)據庫，也不再害怕使用英文界面的專業(yè)軟件。
2.專業(yè)英語寫作。在專業(yè)英語閱讀能力提高的基礎上，學生的專業(yè)英語寫作能力也有了較大提高。尤其是科研班的同學，基本上可以用英語將自己的科研工作總結成論文初稿，畢業(yè)論文中的英文摘要也較少出現(xiàn)語法和拼寫錯誤。
經過四年的學習，學生生物信息學專業(yè)英語的閱讀和寫作能力都有了較大提高，為進一步的學習和工作打下了良好的基礎。
四、結語
該體系以應用為導向，從基礎到應用，由易到難，主要培養(yǎng)學生的生物信息學專業(yè)英語閱讀能力，兼顧專業(yè)英語寫作訓練，取得了較好的效果。英語的學習是一個積累與逐步提高的過程，專業(yè)英語更是如此，尤其是專業(yè)詞匯的積累需要大量的閱讀與寫作實踐。因此，要使學生學好專業(yè)英語，僅靠開幾門課是遠遠不夠的。學生通過課程設計及生物信息學綜合實驗等應用性課程及課外科研活動，在掌握了專業(yè)知識的同時提高了專業(yè)英語閱讀和寫作能力，為進一步深造打下基礎。
參考文獻：
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依個人之見，計算機依據用途可以分為三大類：第一類為高端技術應用，是科技工作者和大學計算機專業(yè)研究人員，通過不懈的研究創(chuàng)新，推出更新的科技成果產品；第二類是普通應用，人們把它作為一種高效率的工具，在工作和生活的各種應用環(huán)境中大量使用；第三類是玩具，在當今這個信息社會中，更為壯觀的是全球的人都把計算機當做一個高級的智能玩具，用來娛樂、游戲。
研究高端科學技術的人們，不僅要懂得電子計算機是如何工作的，而且還要知道它是如何制造出來的，要了解它從一個幾十噸重的龐然大物變成今天的筆記本電腦的演變過程；把它當工具使用的人，則只要了解電子計算機的基礎知識，學會編制程序的方法，就能得心應手地開展自已應用領域的工作，沒有必要去過問它是怎樣造出來的；把電腦當作玩具者，則只要知道計算機的操作命令就行了。當然興趣不一樣，玩的方法也就各有特色?？萍籍a品、工具、玩具只是人們在各自使用范圍內對計算機的不同理解，但它顯現(xiàn)出來的本質仍然是一臺不折不扣的電子計算機。
鑒于電子計算機與人們是如此親密無間，電子計算機也就必然從高端科技演變成為人們的基礎知識。2006年3月，曾任美國卡內基?梅隆大學(CMU)計算機科學系主任，現(xiàn)任美國基金會(MSP)計算機和信息科學與工程部(CISE)主任的周以真Jearmette M.Wing教授，在美國計算機權威刊物《Communicatons of the ACM》上，首次提出了計算思維的觀念。計算思維這一觀念提出后，立即得到美國教育界的廣泛支持，并引起了歐洲的極大關注。2007年9月19日，歐洲科學界、工業(yè)界和政府的一些領導者還在布魯塞爾皇家科學院召開了一次名為“思維科學――歐洲的下一個政策挑戰(zhàn)”的會議。
在國內，為了緊跟國際學術動態(tài)，推動教學理念的更新，全國高等學校計算機教育研究會早在2003年10月31日，就在桂林電子工業(yè)學院主辦了全國“計算機科學與技術方法論”專題學術研討會，在熱烈的討論中，也萌發(fā)了計算思維的理念。本次會議有來自全國百余所高校的150余位代表參會，還吸引了哲學界、物理學界的學者參加，討論中不僅有相同的觀點共識，也有對立的論點交鋒，會議開得熱烈、成功。大會收到論文100余篇，其中64篇由核心刊物《計算機科學》雜志專輯發(fā)表。
5年之后的2008年10月31日，全國高等學校計算機教育研究會又在桂林電子科技大學召開了“計算思維與計算機導論”專題研討會，探討了科學思維與科學方法在計算機學科教學創(chuàng)新中的作用。來自全國80多所高校，包括70多位計算機學院院長、主管教學的副院長在內的近百名專家出席了會議。在本次會議上，桂林電子科技大學董榮勝教授、武漢大學費定舟教授、國防科大李婷婷博士、著名計算機教育家蘇運霖教授、中國人民大學趙總寬教授等分別就有關計算思維與計算機導論、計算思維與計算機方法論、哲學思維、計算思維及科技創(chuàng)新、歷史上重大科學發(fā)現(xiàn)與技術創(chuàng)新中蘊含的計算思維、中國古代科學中蘊含的計算思維――算法化思想、計算思維在各學科領域的應用、計算思維在計算機學科各門課程中講授的經驗和體會等內容作了大會報告，探討了在教學過程中如何以課程為載體講授面向學科的思維方法，以及這種講授對國家科學與教育事業(yè)發(fā)展的作用等。
這兩次會議的核心宗旨是期望促使我國計算機教育界的同行們要更新思維，盡快適應計算機科學領域發(fā)生的根本性變革。
2008年6月29日至7月14日，中國國家科學基金委員會組織了計算機科學代表團，訪問了美國的lO所大學和美國國家科學基金會。訪問成員對“計算思維”有了更強烈的感受：中國工程院院士、國家自然科學基金委員會副主任、清華大學孫家廣教授說：“最具有基礎性和長期性的思想是‘計算思維’。這也給中國計算機科學技術的學科建設工作提供了很好的參考”。中國計算機學會理事、國家自然科學基金委員會信息科學部二處(計算機學科)處長劉克教授說：“在大學中推進‘計算思維’這一基本理念的教育與傳播工作也非常必要”。中國計算機學會高級會員、2007年中國計算機學會王選獎獲得者、中國科學院計算技術研究所研究員徐志偉總工程師說：“‘計算思維’就本人了解而言，這可能是近十年來最具有基礎性、長期性的學術思想。這個思想由美國國家科學基金會主管計算機與信息科學與工程學部的副主任珍妮特?文(Jeannette Wing)博士提出。簡言之：計算思維是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式，就像識字、做算術一樣；任務是在2050年以前，讓地球上每一個公民都具備‘計算思維’能力。換句話說，以前要‘掃盲’，是掃‘文盲’，在21世紀，要掃‘計算機盲’。當然，要做到這點，必須說清楚什么是計算思維?！彼终f：“計算思維這一思想也部分地給出了初步理論，可用于解釋為什么美國正在發(fā)生各種學科、教育、科研活動和機構變革的實踐。這也給中國計算機科學技術的學科建設工作提供了一個很好的參考。這個思想還應該更正面地理解，即計算思維的普及可以從科學界、研究界開始，給予科技人員一種新的視角和思維方式?！毙熘緜タ偣こ處熥詈罂偨Y說：“計算使人們能夠發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新CDI(Cyber Enabled Discovery and Innovation)，是實現(xiàn)計算思維的第一個美國國家科學基金會的重大計劃。它的目的是，通過計算思維的創(chuàng)新和進步(包括概念、方法、模型、算法、工具和系統(tǒng)等)，對科學與工程領域產生新理解、新模式，創(chuàng)造革命性的研究成果。”
從以上這些論述來看，在2050年以前，要讓地球上每一個公民都具備“計算思維”能力，要掃“計算機盲”。因此，應把計算思維看成是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式。國際上已經在大聲疾呼了，我們中國的計算機教育工作者豈能坐視不理，我們應該結合國情，奮起直追!
2010年7月19日至20日，北京大學、清華大學、浙江大學、復旦大學、上海交通大學、南京大學、中國科技大學、哈爾濱工業(yè)大學、西安交通大學九所知名高校在西安交通大學舉辦了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎課程研討會”。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計算思維能力培養(yǎng)研究”的報告，并主持了該專題的討論，各有關高等學校計算機基礎課程教學負責人 及骨干教師出席了大會。經大會研究討論后就增強大學生計算思維能力的培養(yǎng)發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。這是個好兆頭，作為全國高等學校計算機教育研究會，我們在表示積極支持的前提下，還要力爭在促進建立“計算思維”的觀念上作出貢獻。
那么，什么是計算思維?
周以真教授指出：“計算思維代表著一種普遍的認識和一類普適的技能，每一個人，而不僅僅是計算機科學家，都應熱心于它的學習和應用?！彼终f：“計算思維是每個人的基本技能，不僅僅是計算機科學家。我們應當使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(Reading Writing and Arithmetic――3R)，還要學會計算思維?！?/p>
中國科學院計算所李國杰院士說：“計算思維運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為，它選擇合適的方式陳述一個問題、對一個問題的相關方面建模，并用最有效的辦法實現(xiàn)問題求解?！崩顕茉菏窟€認為，計算機科學本質上源自數(shù)學思維和工程思維。然而，計算思維遠遠不只是為計算機編程，它是抽象的多個層次上的思維，與“讀寫能力”一樣，是人類的基本思維方式。他強調，“計算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬于計算機科學家?！彼ㄗh，在培養(yǎng)孩子們的解析能力時，不僅要求其學會閱讀、寫作和算術，還要學會計算思維。
因此，我們可以這樣來認識計算思維：計算思維是運用計算機科學的基礎概念來進行問題的求解、系統(tǒng)的設計以及人類行為的理解等，它包括了涵蓋計算機科學廣度的一系列思維活動。計算思維是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式，就像閱讀、寫字、做算術一樣，成為人們最基礎、最普遍、最適用和不可缺少的基礎思維方式。
計算思維的普及可以從科學界、研究界開始做起，它能給科技人員一種新的視覺和思維方式。
在大學里推進計算思維這一基本理念的教育和傳播工作是十分必要的，建議面向所有專業(yè)的大學新生開一門“怎么像計算機科學家一樣思維”的課程。還應當讓沒有進入大學之前的學生接觸計算的方法和模型。要培養(yǎng)具有“計算思維”能力的中國計算機本科大學生，就需要制定出具有“計算思維”能力特色的教學計劃。因此，對我國現(xiàn)行教學計劃的創(chuàng)新改革已經到了刻不容緩的時候了。我國計算機教育界同行已經在審時度勢地審定和修改現(xiàn)行的教學計劃，發(fā)掘新特色，尋找新亮點。
在全民中有計劃、有步驟地進行計算思維觀念的宣傳和普及工作，也應當提上議事日程。美國人已經提出，在2050年以前，要讓地球上每一個公民都具備“計算思維”能力，要掃“計算機盲”。因此，應該把計算思維看成是一種本質的、所有人都必須具備的思維方式，激發(fā)人們對計算機領域科學探索的興趣，使計算思維成為一種常識。周以真教授說，“我特別需要抓住尚未進入大學之前的聽眾，包括教師、父母和學生，向他們傳送下面兩個信息：智力上的挑戰(zhàn)和引人入勝的科學問題依舊亟待理解和解決。這些問題的解答僅僅受限于我們自己的好奇心和創(chuàng)造力?！?/p>
結論應當是：當計算思維面向所有的人，所有的地方，真正融入人類活動的整體，不再表現(xiàn)為一種顯式哲學的時候，計算思維就將成為一種現(xiàn)實。
綜上所述，不妨把計算思維看成是“基礎的回歸”，把學習計算機科學看成像學習數(shù)學或英語一樣的基礎知識。主修數(shù)學或英語的人，可以從事各種各樣的職業(yè)。主修計算機科學的人，當然也可以從事各種各樣的職業(yè)，比如，一個人在主修計算機科學以后，可以直接從事醫(yī)學、法律、商業(yè)、政治以及任何類型的科學和工程職業(yè)，甚至藝術工作。也就是說，在原來的數(shù)、理、化、天、生、物六大基礎學科的基礎上，加上計算機科學而成為七大基礎學科。
這里還要闡明幾個概念：
計算思維是概念化，而不是程序化。因為計算機科學不只是為計算機編制程序，而是要像計算機科學家那樣去思維，進而要求在抽象的多個層次上思維。
計算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑。計算機的思維方式也決不是要人類像計算機那樣去思考。計算機的工作非常機械、枯燥、沉悶，人類則聰穎并富有想象力，是人類創(chuàng)造了計算機，給計算機賦以智能和激情。當人類為自己配置了計算機系統(tǒng)，人類就能夠用自己的智慧來解決那些在計算時代之前不敢嘗試的問題，進而實現(xiàn)“只有想不到，沒有做不到”的境界。
計算思維是數(shù)學思維和工程思維的互補與融合，和所有學科的形式化基礎都是建筑在數(shù)學之上一樣，計算機科學在本質上也來源于數(shù)學思維。又由于人類建造的計算機系統(tǒng)是一個能夠與實際世界互動的系統(tǒng)，計算機科學在本質上又來源于工程思維。由于基本的計算機系統(tǒng)受到的限制，迫使計算機科學家必須進行計算性思考，不能只是單純地進行數(shù)學思考，而要開拓視野，用構建虛擬世界的自由來使人類能夠設計出超物理世界的各種系統(tǒng)。
計算思維是人類的思想活動，不是人造的物品，它不只是以人類生產的軟件、硬件等人造物的物理形式到處呈現(xiàn)并時刻融入人們的生活，更重要的是，它是人類用以接近求解問題、管理日常生活、建立與他人交流和互動的計算概念。因此，不能把計算機科學只等同于為計算機編制程序，也不能把主修計算機科學局限于狹窄的就業(yè)范圍，更不能認為計算機科學的基礎研究已經完成，只剩下工程實現(xiàn)的問題了。當人們行動起來去改變這個領域的社會形象的時候，計算思維就是一個引導著計算機教育家、研究者和實踐者的宏大愿景了。
計算思維不僅是計算機科學家的思維，它已經不局限于計算機領域，計算機科學家對各種學科都產生了興趣。例如，他們堅信生物學家能夠從計算思維中獲益，計算機科學也確實對生物科學作出極大貢獻，它不僅具有能夠從海量的序列數(shù)據中搜索尋找模式規(guī)律的本領，最終還能用體現(xiàn)數(shù)據結構和算法(指計算抽象和方法)自身的功能方式來表示蛋白質的結構，計算生物學正在改變著生物學家的思考方式。類似的，計算博弈理論正在改變著經濟學家的思考方式：納米計算正在改變著化學家的思考方式；量子計算正在改變著物理學家的思考方式。當然，計算思維不僅僅限于科學家，計算思維應該成為每個人的技能組合成分?？梢赃@樣認為：普適計算之于今天就如計算思維之于明天。普適計算讓今天實現(xiàn)了昨天的夢想，而計算思維將是明天的現(xiàn)實。
計算思維是利用啟發(fā)式的推理尋求解答，它可以在不能確定的情況下進行規(guī)劃、學習和調度。實質上就是搜索、搜索、再搜索。
計算思維是利用海量數(shù)據來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行權衡。我們來看一些日常生活中的事例：當你的孩子早晨去上學時，他把當天所需的東西放進背包，這就是“預置和緩存”；當有人弄丟了自己的物品，你建議他沿著走過的路線去尋找，這就叫“回推”；在什么時候停止長期租用的物品而為自己買一個呢?這就是“在線算法”；在超市付費時，你應當去排哪一個隊呢?這就是“多服務器系統(tǒng)”的性能模型；為什么停電時你的電話仍然可以用呢?這就是“失敗的無關性”和“設計的冗余性?！碑斢嬎闼季S真正滲透到每一個人的生活之中的時候，“預置和緩存”、“回推”、“在線算法”、“多服務器系統(tǒng)”、“失敗的無關性”和“設計的冗余性”等專業(yè)詞匯也就成為人們的日常語言了。
計算思維既然與人們的工作和生活如此密切相關，計算思維理所當然地應當成為人類不可或缺的一種生存能力。當今的信息社會已經離不開計算機了，未來的社會一定更需要計算機來加速實現(xiàn)美好的愿景。從事計算機科學技術研究和計算機教育的同行們，我們有責任首先成為具有計算思維能力的先驅者和促進者，大家首先要齊心協(xié)力地用計算思維的觀念和能力把自己武裝起來，再用自己的切身體會去培育更多的人們具有計算思維的觀念，再把計算思維的觀念提升到計算思維的能力。我堅信：通過大家的共同努力，一定能把國際上流行的“2050年全世界的每一個公民都應具有計算思維能力”的預言變成現(xiàn)實!
參考文獻：
[1]Jeannette putational Thinking[J].Communications of the ACM，2006，49(3)：33－35.
