跳转到路径导航栏
跳转到正文内容

图文:中国科学院院士陈国良

http://www.sina.com.cn  2011年11月25日 12:01  新浪科技微博
中国科学院院士陈国良中国科学院院士陈国良

  新浪科技讯 11月25日上午消息,2011(第八届)CCF中国计算机大会(2011 CCF China National Computer Conference ,CCF CNCC 2011)于2011年11月24-26日在深圳举行。新浪科技将全程直播此次大会。

  上图为中国科学院院士陈国良做题为《计算思维:大学计算教育的振兴科学工程研究的创新》的演讲。

  以下为演讲实录:

  各位领导、各位代表:大家早上好!我讲话不习惯坐着,我喜欢到处走,但是因为有PPT,所以我一会儿站着,一会儿坐着,请大家原谅。

  今天不算是报告,就算是闲谈吧,谈谈计算思维。我为什么讲这个题目,我想大家在座的都是搞计算的,因为我们是计算机大会,我们的计算机科学跟计算机学科的现状是什么样的呢?我们计算科学是很伟大的,为什么?因为计算科学是理论科学、实验科学,被称为推动人类文明进步和科技发展的三大科学,或者三大手段或者叫三大支柱。注意,计算科学居然有这么高的位置,它当然是伟大的。但是我们计算机学科,特别是计算机教育,特别是计算机的基础教育它是有问题的。在社会上,对它存在着误解,在社会上也有不好的形象,甚至我们计算机基础教育的存在性都是有危机的,这就是我们的现状。

  那么我们作为计算机教育者和改革者,或者是普及者,我们应该怎么办呢?我们应该积极地改变这种局面,要想改变这种局面,这几年都有一些比较大的术语,面对着我们计算机科学、计算机学科存在的问题,我们要积极行动起来,要纠正社会上对计算机学科的片面理解,要改变计算机学科不需要理论目前只是工具的社会的不良影响,要扭转计算机学科在现在社会上,特别是计算机基础教育认为很有可能存在危机感的错误观念,我们要树立计算科学、计算机科学的研究和在工业革命中的中心位置。我们要传播计算机科学的魅力,这就是我的关键标语。

  我们要改变我们现在的情况,所以,我们要提倡计算思维,我们要提倡计算思维在教育和科学中的作用,我们要把这种思维普适化、大众化,真正融入到人类的一切活动中。因为计算思维是属于科学思维,所以我现在来进什么叫科学、什么叫思维、什么叫科学思维、科学思维的重要性、科学思维究竟包含了什么内容。因为,科学思维包含了理论思维、实验思维和计算思维,所以最后就引出了我的报告的正题就是计算思维。我的报告的题目是:计算思维,大学计算教育的振兴科学工程研究的创新。

  具体怎么讲呢?因为材料很繁杂,所以我把思路告诉大家,我给大家报告具体的思维是这样:因为主体是讲计算思维,所以我先讲一下计算思维的定义、计算思维的特点、计算思维对其他学科的影响,然后把计算思维在教育界、在科学研究中,在教育界,我们计算机科学在中国存在一些问题,不单是在中国,在美国也是这样,所以我首先介绍美国的情况,美国的计算机教育存在的问题也很严重,所以美国首先就有一个PITAC报告,而且在美国的学术界,CISE启动了CDI计划。我最后的结论是要给大家讲讲计算思维的基本情况。

  现在开始正式讲第一部分。什么是科学,这是概念性的介绍,给科学下一个定义是比较困难的,但是,我们总得对它有所理解,所以我就把达尔文讲的东西拿出来,达尔文给科学下过一个定义:“科学就是整理事实、从中发现规律、作出结论”。科学包括自然科学、社会科学和思维科学。什么是思维呢?思维是高级的心理活动,是认识的高级形式,思维是人脑对现实事物概括、加工、揭露本质特征,人脑对信息的处理包括分析、抽象、综合、概括等,因为思维是跟大脑有关的。

  那么,科学的重要性是什么呢?我刚才已经跟大家讲了,理论科学、实验科学和计算科学作为科学发现三大支柱,这种说法被学术界同行广泛应用和赞同。

  那么科学思维是什么呢?因为一般的科学是理论科学对应着理论思维,实验科学对应着实验思维,计算科学对应着计算思维。科学有没有一个基本的意义呢?科学思维我们没有一个严格的定义,我们是这样理解的:一般指的是理性认识及其过程,也即经过感性阶段获得的大量材料,通过整理和改造,形成概念、判断和推理,以反映事物的本质和规律,国科发财197号文《关于创新方法工作的若干意见》认为科学思维是创新的灵魂。

  一般科学思维包含三种思维:理论思维、实验思维和计算思维,其中计算思维就是我今天讲的重点,下面我讲计算思维,计算思维是运用计算机的计算概念,它的重要性是说计算思维如同我们小孩子入学受到的各种教育,都必须具备的思维本领。我们不要把这个定义看得很难理解,下面写了一些计算机科学、计算机教育或者科学工作者经常使用的思维方法,举一些例子告诉大家这就是计算思维,大家不要把计算思维当成一个全新的概念、抽象的概念。比如计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个困难的问题演化成如何求解它的思维方法。我们把复杂的问题分成两个部分,不行再把每个部分做分成两部分。一个大问题,一个人做不了,分成很多部分同时去处理,这就是变性处理。连工人都知道、连小孩都知道,边唱边跳。计算思维是一种通用的分解方法,来对复杂的任务进行设定。计算思维是以选择一个合适的表述方法,我们搞计算机模拟、搞计算机仿真都属于计算思维。比如目前最流行的海量数据,我们用海量数据来加快计算,在时间和空间之间进行折中,这也是一种计算思维(图)。

  讲到这儿,大家对计算思维还不是太理解,所以我觉得周以真是一个非常好的计算教师,他讲特征并不是我们讲得那么抽象,他讲计算是什么、不是什么,我觉得这非常好。比如他说计算思维是概念化而不是程序化,计算机科学不是编计算机编程,像计算机科学家那样去思维,远远不止计算机编程。他说计算思维是一种根本性的技能,他说计算思维是人的,而不是计算机的思维。计算思维是思想,不是人造品。不只是将我们生产的软硬件等人造物到处呈现给我们的生活。

  他又讲了计算思维是工程思维了互补与融合,计算思维面向所有的人、所有地方。当计算思维真正融入人类活动的整体时,它作为一个问题解决的有效工具,人人都应当掌握,处处都会被使用。这就是周以真教授讲的计算思维的特征,它是什么、它不是什么。下面还有省略号,就是说大家还可以继续补充它的内容。

  计算思维不单单是计算机学科所关心的课题,实际上,计算思维对其他学科有着深远的影响。事实上,我们已经见证了计算思维对其他学科的影响,例如:计算生物学正在改变着生物学家的思考方式:纳米计算正在改变着化学家的思考方式,量子计算正在改变着物理学家的思考方式,计算驳议理论正在改变着经济学家的思考方式,等等。其实由于计算机科学的普及,我们计算机科学的专业术语现在都已经是口语化,把树倒过来画已经习以为常,什么“非确定随机算法”、“垃圾收集”这样的术语都已经司空见惯了。这就说明我们计算机科学的知识、计算机科学的发展、计算的思维已经自觉、不自觉地深入到其他学科,而且大家都在使用,而且都习以为常,实际上大家已经接受它了。

  下面是他举的一些例子,我就不一一再讲了,比如它的对于生物学的影响,他说用计算过程来模拟,比如大大提高的人类基因科学的速度,对脑科学、对化学、对地质学、对数学、对工程、对经济学、对社会科学、对医疗、对娱乐,还有艺术、体育、教育等等方面,这些都是周以真教授讲的计算思维对其他学科的影响。

  现在我们落实到怎么样把计算思维用在我们的教学上,我刚才讲了,我们的计算机大学的教育,特别是基础教育还有一些问题,而且它的重要性早就在我们国家明确提出来,大学计算机基础教育的重要性体现在大学通识教育,因为我们要培养学生的思维能力,要培养学生对学科的精神追求和高尚人格。就说明,计算机的基础教育占了重要的位置,正是因为这样,国家明确规定把计算机基础课程是和数学、物理等同地位的基础课程。

上一页 1 2 下一页

分享到:

新浪简介About Sina广告服务联系我们招聘信息网站律师SINA English会员注册产品答疑┊Copyright © 1996-2011 SINA Corporation, All Rights Reserved

新浪公司 版权所有