計(jì)算思維與思維導(dǎo)圖

計(jì)算思維與思維導(dǎo)圖計(jì)算思維概念發(fā)展史理論體系核心內(nèi)容應(yīng)用方向概念計(jì)算思維（ComputationalThinking）是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。目的是使每個(gè)孩子在培育解析實(shí)力時(shí)不僅駕馭閱讀、寫作和算術(shù)還要學(xué)會計(jì)算思維，并自覺地運(yùn)用到日常學(xué)習(xí)、探討與將來的工作中發(fā)展史計(jì)算思維的提出

2006年3月，現(xiàn)任美國基金會計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)與工程部主任的周以真教授，在《CommunicationsoftheACM》上，首次提出了計(jì)算思維的概念，并為此撰寫了針對高校全部新生的“計(jì)算思維”講義，并以此作為“怎樣像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維”課程的主要教材。計(jì)算思維這一概念提出后，馬上得到美國教化界的廣泛支持，也引起了歐洲的極大關(guān)注。目前，計(jì)算思維是當(dāng)前國際計(jì)算機(jī)界廣為關(guān)注的一個(gè)重要概念，也是當(dāng)前計(jì)算機(jī)教化須要重點(diǎn)探討的課題。計(jì)算思維不僅影響著美國，也影響著英國的教化，在英國的愛丁堡高校，人們在一連串的研討會上探究與計(jì)算思維有關(guān)的主題。每次研討會，都有不少專家探討計(jì)算思維對不同學(xué)科的影響。研討會上所涉及的學(xué)科已延長到哲學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、建筑、教化等各個(gè)不同的領(lǐng)域。國內(nèi)有關(guān)計(jì)算思維的探討

上世紀(jì)80年頭，錢學(xué)森先生在總結(jié)前人的基礎(chǔ)之上，將思維科學(xué)作為11大科學(xué)技術(shù)門類之一。自從錢學(xué)森提出思維科學(xué)以來，各種學(xué)科在思維科學(xué)的指導(dǎo)下漸漸發(fā)展起來，計(jì)算學(xué)科也不例外。黃崇福教授可能是國內(nèi)最早闡述計(jì)算思維的學(xué)者。1992年，在其所著的《信息擴(kuò)散原理與計(jì)算思維及其在地震工程中的應(yīng)用》一書中給出了計(jì)算思維的定義：“計(jì)算思維就是思維過程或功能的計(jì)算模擬方法論，其探討的目的是供應(yīng)適當(dāng)?shù)姆椒?，使人們能借助現(xiàn)代和將來的計(jì)算機(jī)，逐步達(dá)到人工智能的較高目標(biāo)?！眹鴥?nèi)關(guān)于計(jì)算思維的研討大部分都是在與計(jì)算機(jī)方法論一起探討的。桂林電子科技高校計(jì)算機(jī)與限制學(xué)院董榮勝教授在對計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)方法論的探討中指出：計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)方法論雖有各自的探討內(nèi)容與特色，但它們的互補(bǔ)性很強(qiáng)，可以相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)方法論可以對計(jì)算思維探討方面取得的成果進(jìn)行再探討和吸取，最終豐富計(jì)算機(jī)方法論的內(nèi)容；反之，計(jì)算思維實(shí)力的培育也可以通過計(jì)算機(jī)方法論的學(xué)習(xí)得到更大的提高。兩者之間的關(guān)系與現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法論之間的關(guān)系特別相像。

2010年7月19日至20日，北京高校等九所知名高校在西安交通高校舉辦了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”。教化部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計(jì)算思維實(shí)力培育探討”的報(bào)告。大會就增加高校生計(jì)算思維實(shí)力的培育發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。理論體系P.J.Denning認(rèn)為計(jì)算原理可總結(jié)為7類：計(jì)算通信協(xié)作記憶自動(dòng)化評估設(shè)計(jì)核心內(nèi)容操作模式計(jì)算思維建立在計(jì)算過程的實(shí)力和限制之上，由人由機(jī)器執(zhí)行。計(jì)算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由任何個(gè)人獨(dú)自完成的問題求解和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算思維直面機(jī)器智能的不解之謎：什么人類比計(jì)算機(jī)做得好？什么計(jì)算機(jī)比人類做得好？最基本的問題是：什么是可計(jì)算的？迄今為止我們對這些問題仍是一知半解。當(dāng)我們必需求解一個(gè)特定的問題時(shí)，首先會問：解決這個(gè)問題有多么困難？怎樣才是最佳的解決方法？計(jì)算機(jī)科學(xué)依據(jù)堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)來精確地回答這些問題。表述問題的難度就是工具的基本實(shí)力，必需考慮的因素包括機(jī)器的指令系統(tǒng)、資源約束和操作環(huán)境。為了有效地求解一個(gè)問題，我們可能要進(jìn)一步問：一個(gè)近似解是否就夠了，是否可以利用一下隨機(jī)化，以及是否允許誤報(bào)（falsepositive）和漏報(bào)（falsenegative）。計(jì)算思維就是通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個(gè)看來困難的問題重新闡釋成一個(gè)我們知道怎樣解決的問題。計(jì)算思維是一種遞歸思維它是并行處理。它是把代碼譯成數(shù)據(jù)又把數(shù)據(jù)譯成代碼。它是由廣義量綱分析進(jìn)行的類型檢查。對于別名或賜予人與物多個(gè)名字的做法，它既知道其好處又了解其害處。對于間接尋址和程序調(diào)用的方法，它既知道其威力又了解其代價(jià)。它評價(jià)一個(gè)程序時(shí)，不僅僅依據(jù)其精確性和效率，還有美學(xué)的考量，而對于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還考慮簡潔和優(yōu)雅。抽象和分解來迎接龐雜的任務(wù)或者設(shè)計(jì)巨大困難的系統(tǒng)。它是關(guān)注的分別（SOC方法）。它是選擇合適的方式去陳述一個(gè)問題，或者是選擇合適的方式對一個(gè)問題的相關(guān)方面建模使其易于處理。它是利用不變量簡明扼要且表述性地刻畫系統(tǒng)的行為。它使我們在不必理解每一個(gè)細(xì)微環(huán)節(jié)的狀況下就能夠平安地運(yùn)用、調(diào)整和影響一個(gè)大型困難系統(tǒng)的信息。它就是為預(yù)期的將來應(yīng)用而進(jìn)行的預(yù)取和緩存。應(yīng)用方向計(jì)算思維在其他學(xué)科中有很大影響。例如，機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)變更了統(tǒng)計(jì)學(xué)。各種組織的統(tǒng)計(jì)部門都聘請了計(jì)算機(jī)科學(xué)家。計(jì)算機(jī)學(xué)院（系）正在與已有或新開設(shè)的統(tǒng)計(jì)學(xué)系聯(lián)姻。計(jì)算機(jī)學(xué)家們對生物科學(xué)越來越感愛好，因?yàn)樗麄儓?jiān)信生物學(xué)家能夠從計(jì)算思維中獲益。計(jì)算機(jī)科學(xué)對生物學(xué)的貢獻(xiàn)決不限于其能夠在海量序列數(shù)據(jù)中搜尋找尋模式規(guī)律的本事。最終希望是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法（我們自身的計(jì)算抽象和方法）能夠以其體現(xiàn)自身功能的方式來表示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。計(jì)算生物學(xué)正在變更著生物學(xué)家的思索方式。類似地，計(jì)算博弈理論正變更著經(jīng)濟(jì)學(xué)家的思索方式，納米計(jì)算變更著化學(xué)家的思索方式，量子計(jì)算變更著物理學(xué)家的思索方式。這種思維將成為每一個(gè)人的技能組合成分，而不僅僅限于科學(xué)家。普適計(jì)算之于今日就如計(jì)算思維之于明天。普適計(jì)算是已成為今日現(xiàn)實(shí)的昨日之夢，而計(jì)算思維就是明日現(xiàn)實(shí)。思維導(dǎo)圖概念發(fā)展史理論體系核心內(nèi)容應(yīng)用方向概念思維導(dǎo)圖又叫心智圖，是表達(dá)放射性思維的有效的圖形思維工具。是有效的思維模式，應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思索等的思維“地圖”，有利于人腦的擴(kuò)散思維的綻開。發(fā)展史1971年托尼·巴贊漸漸形成了放射性思索(RadiantThinking)和思維導(dǎo)圖法(MindMapping)的概念。思維導(dǎo)圖是大腦放射性思維的外部表現(xiàn)。相對于國外的發(fā)展來說，國內(nèi)的思維導(dǎo)圖的應(yīng)用還剛剛起步。有越來越多的人走近了這個(gè)行列，上海師范高校教化技術(shù)學(xué)系主任黎加厚博士，河北省唐山市開灤二中的齊偉，上海市上南中學(xué)的張國正、北京師范高校網(wǎng)絡(luò)教化試驗(yàn)室的趙國慶等等已經(jīng)有眾多的教化界的先行者在關(guān)注和主動(dòng)談?dòng)懰膽?yīng)用。也已經(jīng)有相關(guān)的公司在進(jìn)行思維導(dǎo)圖軟件的制作開發(fā)和漢化工作，國內(nèi)的很多的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和公司也在嘗試著把思維導(dǎo)圖作為培訓(xùn)課。理論體系腦科學(xué)大量試驗(yàn)探討和臨床證據(jù)表明，人的大腦分左右兩個(gè)半球，思維導(dǎo)圖運(yùn)用了學(xué)生的左右兩邊大腦一起參與學(xué)習(xí)和記憶。一般而言,左腦偏重于邏輯思維,右腦偏重于形象思維,形象記憶更輕松、更簡潔被人所接受。認(rèn)知心理學(xué)結(jié)構(gòu)性學(xué)問也稱理性學(xué)問,指某一領(lǐng)域內(nèi)各概念如何相互關(guān)聯(lián)的學(xué)問。結(jié)構(gòu)性學(xué)問將陳述性學(xué)問整合成有用的學(xué)問結(jié)構(gòu),描述了個(gè)體對不同內(nèi)容領(lǐng)域概念的組織(學(xué)問結(jié)構(gòu))。結(jié)構(gòu)性學(xué)問有助于促進(jìn)從前學(xué)問的運(yùn)用。核心內(nèi)容閱讀書籍假如是理論性書籍,很多狀況下前后章節(jié)連續(xù)性不是很強(qiáng)，可以讀完一章之后進(jìn)行一次整理，假如是整體性較強(qiáng)的書籍，并且在短時(shí)間內(nèi)可以閱讀完成，可以讀完全書一并制作思維導(dǎo)圖，這個(gè)大家依據(jù)實(shí)踐狀況和書籍難度自行推斷。構(gòu)建框架可以干脆將書籍的書目錄入到思維導(dǎo)圖中，也可以選擇比較重要的部分錄入。主要的目標(biāo)是將書籍中最重視的部分框架清晰的反映在思維導(dǎo)圖中。錄入重點(diǎn)將書中的重點(diǎn)論證部分錄入思維導(dǎo)圖，同時(shí)將自己摘錄、勾畫的部分錄入，這個(gè)時(shí)候不必變更書中原句，簡潔的錄入即可。這時(shí)有兩種內(nèi)容，第一種是和書籍框架及論證有關(guān)的，放入導(dǎo)圖的對應(yīng)分支下;其次種是與框架無關(guān)，可以在導(dǎo)圖中建立一個(gè)“雜項(xiàng)”的分支，將全部內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)扔進(jìn)這個(gè)分支下。調(diào)整方式假如讀書的目的不是為了了解作者的思路或者純粹和作者有關(guān)的東西，那么確定不關(guān)切作者或者本書的思維框架如何，但是在書中可能關(guān)切其中某些部分。比如《如何閱讀一本書》中，關(guān)切如何做分析閱讀，如何做檢視閱讀，如何做主題閱讀，那么可能要做三個(gè)主要的分支。論證引入將內(nèi)容和論證放入相應(yīng)分枝中,完成了整體框架的構(gòu)建，這時(shí)候就是該細(xì)化的時(shí)候了。細(xì)化語言細(xì)化每個(gè)分支的邏輯性和語言?？蚣芤呀?jīng)有了，每個(gè)分支下也有了確定內(nèi)容，但是每個(gè)獨(dú)立分支下的邏輯性并不清晰，須要將書中原話轉(zhuǎn)變成自己理解的話語，盡力簡化。同時(shí)，將這些句子的邏輯關(guān)系理清，用分支的形式體現(xiàn)出來，這時(shí)就有了一個(gè)層次、邏輯清晰的思維導(dǎo)圖了。處理雜項(xiàng)大家沒有遺忘雜項(xiàng)中還有很多內(nèi)容吧，處理一下這些句子，有些內(nèi)容可以放入前面整理出的框架中，有些東西則和全書整體框架并不相關(guān)。內(nèi)容歸檔比如管理一個(gè)特地的導(dǎo)圖，日常雜項(xiàng)一個(gè)導(dǎo)圖，談讀書系列一個(gè)導(dǎo)圖。將雜項(xiàng)中的內(nèi)容分門別類的歸入這些導(dǎo)圖中去，不必太過在意構(gòu)架和體系，可以同樣在它們中建立雜項(xiàng)，扔進(jìn)去就OK