关于计算机类的创新想法篇1
关键词：计算机；实验教学；创新能力；大学生
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1009—0118（2012）11—0156—02
电子计算机是上世纪人类最伟大的技术发明之一。它的出现和广泛应用把人类从繁重的脑力劳动中解放出来，在社会各个领域中提高了信息收集、处理和传播的速度与准确性，直接加快了人类向信息化社会迈进的步伐，是科学技术发展史上的一个重要里程碑。计算机教学是当代大学教育中不可缺少的一部分，是大学生学习、掌握、运用计算机的主要途径。计算机实验教学作为计算机教学的重要环节，对培养学生的动手、创新思维、分析问题和解决问题的能力，起着不可替代的作用。如何提高计算机实验教学的教学质量，通过实验过程如何培养提高学生的实践能力和创新能力，是每位计算机实验教学工作者所思考的问题。
一、传统计算机实验教学存在的问题
计算机科学是一门知识性与技能性相结合的学科，必须通过课堂教学和大量的实践操作来理解知识、掌握知识、应用知识。实验教学是大学计算机教学的一个重要环节，它与理论教学互为依存，对于培养大学生的实践能力，尤其是实践创新能力有着不可替代的作用。但是长期以来，计算机实验教学一直存在一些问题：在多数高校中没有得到足够的重视，特别是计算机基础课程的实验教学，经常被处于可有可无的尴尬境地；在计算机课程教学的安排上，理论与实验课比例也经常失衡，导致实验课的比例偏低；另外，计算机实验课程本身也存在缺乏系统教学计划，导致实验内容的安排上不够科学严谨，不能保证实验教学的效率的现象；再者就是计算机的发展可谓日新月异，但在实际的实验教学中，实验教学内容和教学方法不能紧跟计算机技术的发展，实验内容及教学方法陈旧滞后；还有就是实验评价过于单一等等。这些问题的存在直接影响了大学生计算机实验学习的积极性，同时也不利于对大学生创新实践能力的培养。
二、应对措施与办法
（一）转变认识，加强对计算机实验教学的重视
高校有关领导及管理部门需要转变思想，提高认识，树立“没有一流的实验室，就没有一流的大学，就不会培养出一流的人才”的观念1。为了适应创新人才培养的要求，必须改变计算机实验教学长期处于从属地位的状况。各高校应该建立与课堂理论教学相互联系而又相对独立的实验教学体系，使计算机理论教学与实验教学有机结合，同步协调发展。同时要加强和规范实验教学的质量管理，改变以往的知识储备性教学为智能开发性教学，在计算机实验教学中切实落实建立多层次的“基础性实验—综合性实验—设计性实验—创新研究性实验”教学模式，培养大学生的创新意识和创新能力，充分发挥大学生的主观能动性和科学探索精神。
计算机教师也要树立创新教育是自己终身教育的远大教育思想，积极培养创新型人才，实施创新教育。在计算机教学中，特别是在实验教学中，不能仅仅满足于传授知识，更应该注重引导大学生认识和发现知识以及获取知识的方法，激发大学生的创新意识和培养他们的创新能力。另外，作为计算机教师，必须要求自己拥有十分扎实计算机学科水平，并不断地去学习计算机领域的新知识，了解计算机发展的新动向，积极主动地去学习、掌握新的计算机知识。
（二）更新教学方法，注重大学生创新能力的培养
随着社会的快速发展，人们认识到创新精神和创新能力对社会的发展速度与质量十分的重要。创新能力的主要因素便是创新想象，它可以激发人们大胆探索，不断地尝试新的东西。所以，在计算机实验教学过程中，教师要改掉尊者自居、高高在上的错误观念，增强服务意识，在实验室里凝造一种民主、平等、理解、尊重的氛围2，要不断引导学生不囿于思维定势，鼓励学生自信地“想”和“说”，使学生敢于提出问题，并且对学生好的想法要及时予以肯定。即使学生的想法是不对的，也不能妄加批评，要引导学生往正确的方向想象，尽量启发、引导学生去思考、发现，最终解决问题。
（三）积极开展综合设计实验，逐步培养大学生创新能力
综合设计性实验是指在指定实验目的、要求和条件下，利用相关课程的综合知识，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。这类实验的积极实施，不仅可以锻炼学生的思维能力、想象能力和实践能力，同时对学生观察力、记忆力、综合思维能力、批判评论能力和探索实践能力的培养也极其有利。因此，为确保综合设计性实验的开展，各高校应加大实验经费投入，采购先进的仪器设备，进一步优化实验条件3，以便学生能够借助先进的仪器设备开展各种综合设计性实验和各类大学生科技创新活动，领会和理解计算机科学先进的发展水平。
（四）完善实验评价体系，调动大学生学习积极性
实验考核方法是学生实验的指挥棒，科学合理的考评办法能起到很好的引导作用。计算机实验课和其他学科实验课程相比，更强调培养学生的实践动手能力，更注重考察学生实验过程中发现问题、解决问题的能力。因此，在教学实践中要不断改进规范学生实验评价体系，应该积极探索符合计算机实验教学特点和规律的实验考核评价体系，注重实验考核方式的多元化和考评指标的规范化，建立健全科学的实验考核制度。这样不仅可避免了不同教师不同标准，或者打印象分；同时也可激发学生对实验的学习兴趣和探索精神，有利用培养良好的操作技能、科学严谨的实验作风和勇于创新的学习精神。为培养大学生的创新精神和创新能力提供有力的制度保障。
三、结语
随着现代科学技术的不断发展，计算机专业已经由以前的热门专业，变成现在的工具性的专业。现在计算机专业的培养要求，不仅仅是学生具有一定的专业知识，还要求学生具备一定的创新能力和素养4。实验室是培养学生创新能力的重要基地，实验教学是实现培养创新人才的重要途径。高等院校必须从思想上重视实验教学，把实验教学与理论教学摆在同等重要的位置，加强计算机实验教学，改革教学方法，改善实验室管理体制，优化考核评价体系。只有这样，才能适应时展的要求，为国家培养出具有实践能力和创新能力的高素质人才。
参考文献：
[1]郭晓静.知识经济背景下的高校创新教育模式研究[m].北京：中国地质大学，2006，（2）.
[2]徐海伟，高珊珊，李永红，郑甲信.实验教学与大学生创新能力培养[J].中国中医药，2011，9（13）：22—23.
关于计算机类的创新想法篇2
关键词：素质本位；计算机；再创造；教学策略
一、贯穿“素质本位”教育理念应注意的几个原则
第一，学生主体性原则。计算机是实践性很强的一门学科，具有很强的人机对话能力，是学生亲自实践的好工具，也是学生自主学习的好老师。所以计算机教学中要全面贯彻“学生主体性”的教育理念，教师要尊重学生在学习中的主体地位，激发学生的主体意识，调动学生的学习积极性、主动性和自觉性，把学习的主动权交给学生，让学生成为学习上真正的主人。让学生在自主的学习实践中理解和掌握知识，在探索与创造中品尝成功与失败的酸甜苦辣。
第二，教师的主导性原则。建构主义认为，教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。教师应转变了传统陈旧的教学观念，由原来的“教”为主，转向以“导”为主，侧重于指导和辅导。在传统教学中，教师过多包办、铺垫搭桥式的教学，久而久之导致的后果是，养成学生依赖老师教的心态，学生学习失去了积极性、主动性和创造性。“素质本位”教育要求教师应在学生发挥主体作用的过程中当好指导者、激励者和引路人的角色，教师的引导、点拨更多地是把知识加以引申，把学习方法教给学生，使学生能够触类旁通，识一山而知千峰；指导学生不断深化对知识的理解，指导学生不断深化和超越自己的认识。只有这样才能让学生充分发挥自己的潜能去自主更新知识，才能使他们适应以后的工作和学习。
第三，个体差异性原则。贯彻“素质本位”教学理念要遵循“以人为本，因材施教”原则。随着中学信息技术课程的开设，高校新生中有一部分学生在入学前就基本掌握了计算机基础知识，基础较好，但有些学生因中学阶段未开设计算机课程，没有任何基础。传统教学无视学生基础与专业的不同，一视同仁地教，出现“吃不饱”厌学和“吃不了”怕学的现象，难以调动学习的积极性，挫伤了学习计算机的兴趣，严重影响了计算机教学效果。针对这一问题，许多学校采取入学考试的形式或问卷调查的方法进行分层教学解决教学对象存在的差异性和学习需求的多元化问题；通过把计算机教学与本专业实践的整合引导学生学以致用。使每个学生能依据自身能力获得最大收益，充分挖掘了不同层次学生的潜力，满足不同专业对计算机的需求。
第四，实践性与创造性原则。我国当代的一些教育理论家也认为:“最有效的学习方法应是让学生在体验和创造的过程中学习”。弗赖登塔尔认为“学一个活动的最好方法是实践”，其目的是将强调的重点从教转向学，从教师的行为转到学生的活动，并且从感觉的效应转为运动的效应。计算机是一门实践性很强的科学，传统教学老师讲的多，学生实践的少，只知道模仿，缺乏独立思考，教学效果事倍功半，更谈不上提高能力，发展创造性思维，挖掘学生的潜力了。“素质本位”教育要求教师通过项目、问题的教学，鼓励学生观察、探索与猜想，让学生有充足的时间在计算机上进行实践和探索，体会菜单设计的科学巧妙，理解操作的实际含义，掌握各种命令的使用规律与技巧。
二、贯穿“素质本位”教育理念的课堂教学策略
近年来，在广大教育工作努力下，计算机教育改革取得可喜的成果，项目教学法、案例分析法、问题教学法、情境教学法、任务驱动法、抛锚式教学法以及分层次教学法等在教学中得到了广泛的应用，对提高计算机教育质量产生了积极的影响。这些教学方法的共同特点在于，采用以学生为中心，以实际需要为基础，以问题或决策为核心，构建教学情境，引发学生认知冲突，激发学习兴趣，引导学生通过自主或合作探究，获得问题的决解思路与方法。这些教学法打破了“教师一言谈”的局面，改变单纯知识传授的情况，通过问题或决策设计把要求学生掌握的知识或技能转化成学生的需求，使学生在需求中掌握知识，提高学生学习兴趣，形成积极主动的学习态度，有效提高学生学以致用能力；有利于学生在获得计算机基础知识与基本技能的同时掌握学习方法，学会学习，获得再学习的能力；有利于学生创新能力创新意识的培养。
（一）“再创造”教学策略
皮亚杰认为，自我发现的东西才能积极地被同化，从而产生深刻的理解。这说明学生在学习中通过自身活动所得到的知识与能力比由教师硬灌的要理解得透彻，学得快，记得牢，同时更善于应用。计算机教学中“再创造”教学策略指的是教师通过设置情境，建立起“智力对象”，所谓智力对象，就是有待组织、有待应用计算机解决的现象。通过组织现象，按知识发生的过程进行概括和抽象，再现用户要求和软件开发人员解决问题思路，还原软件开发人员发现、创造知识的真实过程，让学生充当用户和软件开发人员，引导学生凭借生活的经验、直觉的思维，对“智力对象”的解决方法作出各种猜想，然后再去证实，从而完成利用计算机解决实际问题的操作实践。这种教学策略符合学生学习计算机知识的认知发展规律，消除他们在学习过程中可能产生的距离感和神秘感。
利用“再创造”教学策略，老师不再孤立地一一介绍每个概念及其操作方法，而是让学生以软件开发人员的身份猜想可能的操作方法，并让学生扮演用户的角色提出要求，这样的练习加深了学生对操作方法的科学性和实用性理解，体验“再创造”成功的乐趣，激发学习动力，消除对电脑的神秘感，体会到使用电脑的乐趣，更重要的是获得了如果学习的方式。通过这样的“再创造”策略进行的教学，显然比将一个现成的方法强加给学生要更有效得多。
转贴于
通过“再创造”教学策略，可以进一步促进人们形成计算机教育是一种人类活动的看法。实现这个策略的前提，是要把计算机教育作为一个活动过程来加以分析，让学生始终处于一种积极、创造的状态，感觉到创造的需要，进行“再创造”。老师的任务是为学生提供自由广阔的天地，听任各种不同思维、不同方法自由发展，决不可对内容作任何限制，更不应对其发现作任何预置的“圈套”。“再创造”教学策略，对老师提出了更高的要求，不仅对所教学内容尽可能作周密的设计与安排，更重要的是老师必须掌握丰富的知识，具备高度的随机应变能力，及时处理学生可能提出的各种问题，将教的重点，更多地转移到“解惑”上，以保证将学生引上“再创造”的道路上去，让学生亲身经历创造活动。在再创造教学活动中，学生经常会发现现有应用软件的功能不足，会提出一些好想法来完善软件，突破了对传统、对权威的迷信，充分发挥科学的创造性。
（二）“类比”教学策略
陈国宏：谈《计算机基础》教学中贯穿“素质本位”教育理念类比是一种既古老又极富生命力的科学方法。在近代逻辑中，类比则是类比推理的简称。它是根据两个对象部分属性相似而推出另一些属性也相似的一种逻辑推理方法。类比是由个别到个别（或一般到一般）的思维方法。类比是人们学习过程中常用的方法，根据认知心理学原理，在学习新知识时，最好能找到一种联系，让新旧知识之间相互沟通。而类比就是建立新旧知识之间的一座桥梁。通过类比，我们在教学中可以收到化难为易、化抽象为具体、化模糊为清晰、化生疏为熟悉的效果，使新的知识顺利地纳入到学生已有的知识结构中。计算机学科像其他学科一样是一门“关系学”，各部份内容都有着千丝万缕的联系，特别是计算机应用软件操作都是按菜单分门别类进行，其界面大同小异。例如学了字处理软件woRD操作界面，就可以通过类比方法推测电子表格eXCeL和演示文稿powrepoint操作界面，并通过比较、分析这些应用软件功能异同点猜想其菜单的异同点。在计算机操作方法中，类比的操作比比皆是，如：文件操作、窗口操作、复制操作、删除操作、选取操作、插入操作方法等等。只要我们在计算机教学中贯穿“类比”教学策略，使用了归类分析法，对菜单操作、工具操作、快捷菜单操作、鼠标操作、键盘快捷操作等方法进行类比迁移，培养学生利用类比的正迁移获取知识的能力，学会举一反三，掌握规律，让“类比”成为学生学习最可信赖的老师。
（三）“比喻”教学策略
比喻能化平淡为生动、化深奥为浅显、化抽象为具体、化冗长为简洁。计算机的神秘、抽象是学生学好计算机知识的难点，在教学过程中教师应针对抽象概念，在现实社会中寻找学生熟悉的原型，采用比喻方法，有效地激发学生联想，唤醒长期记忆中有关的知识、经验或表象，从而使学生能利用自己原有认知结构中的有关知识与经验去同化当前所学的新知识和操作技能，赋予所学知识和技能以某种实际意义。例如：用人的基本信息：姓名、籍贯、身高、出生日期等来比喻文件的基本信息：文件名、扩展名、大小、创建日期等；猜想文件的排列、查找等操作也可以通过其基本信息：名称、类型、大小、修改时间等方式进行。在介绍计算机硬件和软件组成时，让学生自学后，要求学生在社会中寻找比喻的原型来说明，从而加深学生对计算机各部件的理解，发现计算机组成的科学性与合理性。学生在进行操作时，经常会忘记操作对象的选取，为了让学生加深理解与记住，可做这样的比喻：女孩在涂口红时要先选定涂口红的部位——嘴唇，如果不选择乱涂其结果不得而知。计算机的桌面、图标、窗口、文件夹、文件管理方法等都可以通过比喻的方法让学生寻找其熟悉的原型。在word文字处理软件教学中，可让学生回忆现实生活中一些刊物的排版方式，并作为具体的创作原型。
参考文献
［1］张奠宙，唐瑞芬，刘鸿坤.数学教育学［m］.南昌：江西教育出版社，1996，(01).
［2］杨开城.有关建构主义学习理论教学启示的思考［J］.电化教育研究，1999，(02).
［3］彭尔霞.培养大学生计算机操作能力增强学生的就业竞争力［J］.教书育人，2006，(10).
关于计算机类的创新想法篇3
摘要：本文分析了计算学科课程教学计划CCC2002的特点，并从计算机科学与技术方法论的角度探讨了基于知识背景开展计算学科课程教育的基本思想，另外还研究了计算科学思想史研究与基于知识背景计算学科课程教学的关系，同时在课程内容设置、教学组织实施、学生学科素养与能力培养等方面阐述了基于知识背景课程教学对计算机课程教学改革产生的重要影响。
关键词：CCC2002；课程教学；计算科学；科学史
中图分类号：G642文献标识码：B
1引言
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称aCm)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称ieee-CS)联合攻关组在《aCm通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果――“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，aCm和ieee-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，aCm、aiS和ieee-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(n.a.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.a.w.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对it本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
参考文献：
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ComputerCoursesteachingandtheComputingScienceHistoryResearch
ZHanGXiao-ru,ZHanGZai-yue
(Schoolofelectronicsandinformation,JiangsuUniversityofSci.&tech.,Jiangsu,Zhenjing,212003.)
关于计算机类的创新想法篇4
关键词：计算机美术；素材；组合
中图分类号：J01文献标识码：a文章编号：1009-8631（2011）01-0136-01
一、引言
计算机美术是一门新兴的边缘学科，它是计算机技术与传统美术相结合而产生的一门新型交叉型学科，可以说，计算机美术的出现是符合电影、电视对特效技术的实际需要的。由于以计算机作为依托，因此计算机美术的发展与计算机技术的发展息息相关，它利用一些专门的软件在电脑上制作、编辑物件，从而形成视频动画或静止图像。由于计算机美术的发展时间尚短，因此还没有形成系统、规范的操作方法和设计模式，很多人在对其进行应用的过程中都因为没有掌握合适的方法而不能得到应有的效果。为此，本文从计算机美术设计中的素材优化实用方面对如何做好计算机美术设计进行说明。
二、如何实现计算机美术设计中素材的优化实用
在利用计算机进行美术设计的过程中有两个主要环节，即素材的选用和素材的组合，只有对这两个环节都加以注意才能充分发挥素材的重要作用，创造出理想的作品。
（一）对素材的选择
1.要把设计意图作为选择艺术作品的基础
合理地引用艺术素材在作品设计中很关键，因为设计者的设计思想和设计理念都是通过引用艺术作品来实现的。真实反映现实是摄影作品的最大功用，因此，如果要保持一种设计的写实风格，采取引用摄影作品的方法是最好的手段。但是，完全单一地引用一幅摄影作品在现实创作过程中也很少见，在后期必须对其进行加工和编辑，把艺术作品融入到创作中去，这样就可以达到既写实又不照搬的目的，同时也能更好地体现设计者的创作意图。
在对传统手工绘画的引用中，又有两种情况：即素描和着色。当设计意图确定后，要依据创作意图来选择合适素材。素材选用的是否正确会在很大程度上影响作品的精彩与否，甚至成功与否，它的意义还体现在能否正确表达设计师的创意。
2.引用素材时应当注意的问题
对于普通图画、相片、字体之类的普通素材，在引用上比较自由，后期创作空间也很大，甚至还可以对它们进行自由组合来使创作意图得到充分表达。但是在对艺术作品的引用上却有很严格的限制，由于艺术作品都有自己独特的风格，对这些艺术作品进行编辑、修改，稍有不慎就会造成“画虎不成反类犬”的结果，因此，在引用艺术作品时，要尽可能放大被引用对象，注意到其中的每一个细节，精确地进行选取，把他们拷贝到新图像中去。
设计风格总是受到艺术作品风格的影响，因此，在实际创作中，艺术作品的风格往往处于主导地位，其他元素处于附属的地位，它们要协调和配合好艺术作品，不能让处于主体地位的艺术作品去适应其他元素的风格。
（二）对素材进行合理的组织
选择了合适的素材之后就该对素材进行合理的组合了，对这些素材的有机结合是创作中的关键性环节。
首先，科学的观察方法是我们正确认识事物的基础，因此，在看待事物时一定要注意科学的观察方法，因为我们所要表现的东西都来自我们的视觉经验，要想准确表达一样东西前提是对这个东西看的准确。养成仔细观察的习惯对创造出一个好的作品是极为重要的。
电脑美术和电脑绘画都是对多种元素进行合理组合，从而形成整个画面。如果一幅画面均衡、有序并且富有节奏韵律的作品，我们会觉得它很有美感，反之则会觉得它很丑。因此，各种元素的合理组合很重要，元素的主次位置一定要排列好，一个好的经营位置可以给作品增光添彩，位置经营的不好则会导致作品失色。
想象力和创造力是艺术的灵魂，但想象力和创造力不是凭空出现的，它们来自于对现实的体验，因此，在素材合理组织的过程中，还必须运用自己丰富的想象力，为作品增光添彩。另外，还要注意各个元素之间的相互作用，例如色调搭配之类的。
三、结语
在利用计算机进行美术设计的过程中有两个主要环节，即素材的选用和素材的组合。只有对这两个环节都加以注意才能创造出理想的作品，优化使用素材。
参考文献：
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关于计算机类的创新想法篇5
关键字：计算机；tRiZ理论；平面设计
tRiZ理论不单是一种创新理论，也是一种独特的思维模式，为创新计算机平面设计作品提供最活跃的元素。对于上述问题，尝试融入tRiZ理念对清代床榻雕花在计算机平面设计中的创新设计方法展开研究。本文选取清代床榻雕花为对象，对其进行提取、重构等操作，深入分析清代床榻雕花图案存在的特征及其文化内涵，以期为类似研究提供重要的参考。
一、tRiZ理论与创意思维的关联
（一）概述tRiZ理论
tRiZ作为苏联G.S.altshuller提出来用于解决发明创造相关问题的理论，在对世界上250多万件专利进行分析基础上，归纳出技术发展应遵循一定的规律及解决不同类型工程之间矛盾的新理论，其体系包含发明创造问题情境与描述方式；理想化以及理想设计等[1-2]。与传统创新方式相比，tRiZ理论能够揭示创造发明过程中出现的内在规律及原理，重点分析系统之中出现的矛盾，并非不逃避矛盾，旨在有效解决矛盾，从而获取最终的理想解。tRiZ理论并非使用折中或妥协的对策，其根据技术演化规律对设计及开发过程展开研究，并非是一种随机行为。分析实践情况发现，利用tRiZ理论有助于加快人们进行创造发明的进程，也能得到质量较高的新产品。tRiZ理论有助于用户系统分析问题的情境，快速掌握问题的本质或矛盾，可以进一步明确问题探索方向，打破传统的思维定式，采用新视角深入分析问题，根据技术进化规律对其未来发展情况予以预测，有利于开发具有竞争力的新产品。
（二）tRiZ理论与创意思维的结合
tRiZ创新理论就是通过科学发现理论及其方法对于问题开展理性的分析及解决，其蕴含着人们创新需要遵守的共性原理，也是tRiZ理论最早、最核心的内容，且简单易学[3]。创意思维就是大脑对客观事物本质属性计算机平面设计中tRiZ理论的应用文|蒙兰兰及其内在联系进行抽象概况的潜能。思维方法作为人们根据思维活动实现目标用到的工具及手段，根据其范围划分成一般、具体、各学科特有的一种思维方式。创意思维作为一种系统的思考模式，其可以物化的心理活动及表现形式，成为实现创意设计的灵魂和行为导航。传统创意思维方法提到的反散思维就是大脑所显示多维扩散的思维模式，经一个思维起点提出与之相关的设想，找出多个途径有效解决问题的思维方式，这种思维不拘泥于传统做法，具有更多的创造可能[4]。转换思维则是通过联系及发展的眼光，由不同方面、视角观察物体，转变新视角，防止采用不同思维定式，进而获得对物体的全面认识及理想的解决方案。聚合思维是指根据已有表象升华得到逻辑结论，降广阔思路聚集成相应的焦点，被称为有范围、有方向的一种收敛性思维模式。
二、tRiZ理论下平面设计创意思维分析
采用tRiZ理论，有利于激发传统,创意思维内的发散、聚合及转换思维，从而产生满足计算机平面设计的创意思维方法，这一过程通过理性准则引导人们的感性思维，寻找计算机平面设计本质的思维原点，采用多功能原理对发散思维进行激发。德国哲学家黑格尔指出：“创造性思维要具有丰富的想象”。计算机平面设计中发散思维被称为创造性思维之首。依据tRiZ理论中的多功能原则，运用一个物体拥有不同的功能这个原则促使发散性思维产生。即：一个主题包含多种不同的解释，一个物品用处多样化，这就是多功能原则的表现。处于任意时间或环境下，如果物体具有多用性，能促使其拥有良好的协作及增值效应。tRiZ理论中的组合原理就是把空间或时间层面相同的物体或者实现类似操作的物体进行组合。对设计元素进行结构重组，把新色彩或材料等引入旧物体内，这也是组合原理一种重要的手段，进一步激发聚合思维。蒙兰兰（1982.11.29-），女，壮族，广西来宾，本科，讲师，研究方向：平面设计。摘要：针对计算机平面设计在创新方面的不足之处，下文在阐述tRiZ理论及其与创意思维相关性基础上，对其在计算机平面设计创意思维的表现进行分析。在此基础上，以清代床榻雕花图案为依据，利用tRiZ理论对清代床榻雕花图案进行提取、重构等处理，把图案用于平面设计内，成为一种行之有效的实践方式。这种设计能够为我国传统文化在计算机平面设计中的应用提供新思路与方法，促使传统图案与平面设计相融合，为我国传统文化精神内涵有更好的解读。关键字：计算机；tRiZ理论；平面设计例如：对完整的形象进行拆分处理，变成单一视觉元素并将其分布在画面内，借助相同或相近手法实施加工处理，促使其主体反复出现并设计相应的秩序，恰当调整其规格或者色彩肌理等，确保获取具有意境及视觉冲击力的设计效果。例2：创作宣扬我国民间传统文化的平面作品。选定具有典故且耳熟能详形容文化的词汇“百花齐放”作为主题，选取花朵图案作为设计元素，对其主体大小、方向或位置进行秩序重组。对同一种本体元素开展“加工”，挑选比较典型的视觉元素碎花布，对其色彩、肌理实施相应的调整。采用盛开花朵这个造型及传统印花布纹样，代表我国民间传统文化大放异彩，最终的效果图也形象饱满，具有明确的意义。
三、tRiZ理论在计算机平面设计中的应用实例
（一）清代床榻雕花
我国明清时期制造出来的家具作为重要的艺术瑰宝，与明代家具的清新雅致不同，清代床榻雕花重视在图案方面下功夫，绚丽、复杂的图案也是清代家具的主要特点。床榻家居发展至清代，这个时期的雕花图案风格、表现手法等与这个时期的历史环境等因素存在密切的关联。清代家具前期沿袭明代时期的朴实、简洁等特点，在后期的产设计风格有显著的变化。清代后期在床榻装饰纹样设计中下足功夫，表现为雕花图案非常复杂，展现出多元化的特点。而把我国传统图案用于床榻不同部件，展现出统治人员炫耀财富以及广大人民对美好生活的憧憬。除使用传统装饰纹样之外，由于受到西方科学艺术的影响，床榻雕花图案也会选用西洋图案为装饰，构成中西合璧的文化装饰风格。清代床榻雕花图案主要特点为丰富多样、形态变化万千等，由题材方面分析，主要划分如下：龙、鹿、凤等动物纹案；葫芦纹、缠枝纹等植物纹；云纹、如意纹等几何文字纹；这些丰富多彩的雕花图案共同组成清代床榻雕花图案的“形”。这里的“形”表示床榻雕花图案的外部轮廓，也是广大人民所创作事物的外在形式。清代床榻雕花图案相关元素不仅拥有良好的审美外形，也有独特的象征内涵，进而表达相应的寓意。如：蝙蝠纹内的“蝠”与“福”同音，代表着福气、幸福，这种纹案与其他图案完美组合，构成独特的寓意。蝙蝠纹与云纹交织起来，寓意为“福从天降”。这也充分说明，清代床榻雕花不单拥有绚丽的外观，也充分利用有象征意义的图案丰富其内涵。装饰图案通过形表达意，雕花图案多种多样，均代表着吉祥。床榻上的装饰图案，能够日日警醒着人们，也寄托着百姓的美好祝福及愿望，显示出理性与感性、人与自然之间的和谐统一。
（二）tRiZ理论在计算机平面设计中的应用
tRiZ是俄语的缩写形式，在苏联著名的科学家阿奇舒勒及研究团队对世界上多数专利及科学知识深入研究、分析基础上，提出接近发明创造问题一种设计方法。经过长时间的发展，tRiZ理论也是有效解决发明创造问题的有效武器。目前，这个理论体系发展得比较成熟，总结多项发明创造原理。由计算机平面设计层面展开研究，经过深入分析tRiZ理论，总结其可用在计算机平面设计中的发明原理，并归结五大类，其分类如表1所示。通过分析上述类别可知，每一个类别原则上均能相互组合，进而组成不同的设计方案。此外，不同类别的原理支持单个或多个进行组合，获取不同的表达形式。
（三）床榻雕花提取及特征
清代的床榻雕花图案题材比较复杂，且体系庞大，对图案进行提取时，主要选取图案题材作为类别，例如：几何文字纹中对寿字、十字纹进行提取；植物花纹类别内提取灵芝纹等；禽瑞兽类提取鹿纹、象纹等。在此基础上，通过直接提取法对上述雕花图案予以总结及特征分析，获得相应的床榻雕花图案。提取清代床榻雕花图案相关元素后，通过深入分析发现，清代床榻外观大多属于四方形有柱有顶结构，且展现出对称、重叠、分割、辐射等方法，组成相应的有序性。与此同时，依照形式美法则，在对比操、对称中展现均衡，在重复环节随之发生渐变。而所使用的禽瑞兽类、浮雕人事景物雕花栩栩如生，清代床榻雕花所用纹饰部分是人们通过真人真事改编，再通过夸大手法流传而来的故事，有些则是人们发挥自身想象塑造出的神话故事。
（四）重构清代床榻雕花图案
对清代床榻雕花图案进行提取操作，使用上文提及的18条tRiZ发明创造原理进一步演绎图案，确保其构成线条清晰、节奏明快的基本图案，演绎结果如表2所示。由于不同类型展示的结构有所差异，设计不同的图案会给受众带来不同的心理感受。对清代床榻雕花图案实施重构处理，应立足于图案自身，在此基础上，运用tRiZ原理在计算机平面设计中的应用，促使上述提取元素通过tRiZ发明理论进行重构，获得与此相关的图案设计元素。
四、tRiZ理论下计算机平面设计实现
（一）设计步骤
通过tRiZ理论对清代床榻雕花图案进行一系列处理后，获得相应的图案设计元素，并把上述元素用于计算机平面设计中。那些外形简单、意蕴深厚的图案，不单满足现代人的审美要求，也保留着我国传统文化图案的魅力，从而为更多的现代人接受。通过上述分析，制定与之相应的设计流程，将提取而来的元素与计算机平面设计作品进行结合。实施步骤如下：通过整理、归纳清代床榻相关资料，找到清代床榻雕花重要元素；利用tRiZ理论对清代床榻雕花图案进行重构；设计、评估后再次回归至实施步骤，开展设计与评估，直至获取满意的设计结构，设计流程如图1。
（二）设计实现
遵循tRiZ理论对清代床榻雕花展开创新设计，将其用于计算机平面设计内。设计中选取清代床榻雕花图案作为出发点，结合tRiZ有关理论，自形、意这两个方面依次设计相应的方案，这种做法不单可以延续雕花图案外形，对于我国传统文化精神内涵有着深入的解读，顺利实现传统文化和平面设计间的完美融合。方案1：这个方案采用tRiZ理论复制等方式，把图案设计元素以平面化形式附加至有关的衍生品内，例如：抱枕、明信片等。依托不同中介物展现清代床榻雕花元素中的“形”，利用计算机平面设计方法显示在大众面前，进而得到对其外星的延续形式。方案2：这个方案旨在诠释清代床榻雕花图案蕴含的文化元素。利用tRiZ理论进行合并、嵌套等处理，以“禄、寿、祥”这个主题进行设计。这组设计将床榻雕花图案中“鹿”、“兽”、“象”表达的寓意，其内在用到相应的招贴设计中，代表着人们所向往的美好寓意，如：长寿、吉祥等。从构图方面分析，开展动静、虚实、繁简之间的比较，分别挑选鹿、兽、象作为主体，结合灵芝纹、十字纹等进一步装饰，确保上述装饰图案文化内涵及其寓意融到计算机平面设计中，有利于深入解读中国传统文化的独特内涵，也对其赋予新的表现形式，从而获取具有节奏感、秩序感的图案。
五、结束语
关于计算机类的创新想法篇6
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。
计算思维思想从理论高度上解析了计算机科学与技术学科是一门计算的学问（什么是可计算的？怎样计算？）。计算机科学与技术学科不仅仅是编程，也不仅仅是工具，重要的是它包含了包括编程在内的解决实际问题的科学思想与方法，因此计算机科学与技术学科的教师不能只是单纯教会学生使用计算机，而是要教授一种（定义为计算思维）新的思维方法，培养学生利用计算机技术认识和改造世界的创新能力。
计算思维思想的内容包括抽象和分解、递归、推理、约简、嵌入、转化、仿真、建模、利用海量数据等。这些内容的表达形式有的是在理论思维和实验思维活动中就有，还有一些是因为有了计算机技术才出现。无论是哪一种，我们要做的就是将这些内容以程序化的方式表达出来，最终解决问题。对于这些问题的解决，如果有方法，而人类自身的计算能力不一定能解决，那么只能依靠计算机。
在教学过程中，教与学涉及两类人群，教要有方法，学要有悟性。我们现在主要关注教的问题，也就是教学方法，而将计算思维思想引入教学过程，就是改进教学方法。在过去的教学活动中，我们的教学方法或多或少地运用了抽象和分解、递归、推理、转化、仿真、建模等方法，这些思维方法当然可以沿用，此外我们还要使用计算机技术出现之后才有的方法。计算思维只是一种形式的思维方法。我们在实际工作中提倡多元思维，能解决问题的方法就是好方法。计算思维的方法将是我们在教学过程中主要运用的思维方法。
2.将计算思维思想引入医学类计算机基础系列课程中的方法
医学类计算机基础系列课程包括大学计算机、程序设计语言、数据库应用、多媒体技术、医学图像处理、医学信息系统与医学信息决策等。课程设置目标是通过系列课程的教学，培养医学生将计算机技术应用在其专业领域的能力和创新能力。
以医学生最初开设的两门课程（大学计算机和程序设计语言）为例，计算思维的思想方法无处不在。在过去的教学实践中，不少的教学方法都运用了计算思维的思想方法。当然，我们也将引入过去没有融入课程的计算思维思想。
2.1在大学计算机课程教学中需要加强的思维训练
（1）对于当今的大学生，我们应该教授算法与数据、算法方法等内容，让学生理解计算机解决问题的能力。算法方法包括抽象、递归、推理、转化、仿真、建模、利用海量数据等。
（2）对于海量数据，我们可以通过存储与挖掘思想方法的教学，教会学生通过对海量数据的分析、加工处理、挖掘，找出新的数学模型（建模），产生新的经济增长点。这就是从量变中找出质变的线索。
（3）在操作系统的教学中，windows对于CpU的管理实际上是串行运算和并行运算的实践。计算机的并行运算能力可以突破常规限制，解决过去解决不了的问题。现代超级计算机的运算能力充分体现了并行运算算法的作用。
（4）操作系统功能的共性抽象问题。多数大学计算机基础课程都会介绍windows的使用，即文件复制、移动、删除、换名等功能。在教学中，我们不能把自己变成microsoft公司的产品推介人，正确的做法是抽象出所有操作系统功能的共性，让学生理解所有操作系统从功能上讲基本相同，只是实现形式不同。我们从教学过程作出总结：操作系统提供给用户的功能是用户能够对“对象”进行新建、复制、移动、换名、删除、显示文件内容等操作，其中的对象指文件或文件夹。通过学习windows，学生就能掌握操作系统的功能共性，无师自通地使用其他操作系统。
（5）网络与通信内容的教学能够让学生了解如何共享信息资源以及计算机如何改变世界并拉近人们之间的距离，学会从众多的医学类数据库中查找、筛选出所需信息。
（6）在office、Flash、photoshop、网页制作等应用软件教学中，介绍应用软件的功能只是一个方面，更重要的是对软件应用目标、通用进行归纳。这就要求教师以自己的体会和语言讲解清楚，而不是向学生灌输书本知识。
（7）对于医学类大学生来说，大学计算机课程还要融入医学专业知识，教师需要将计算机技术应用于医学专业的案例传授给学生，让其尽早接触计算机医学应用，同时引入医学类信息表达形式如DiCom标准以及医学数据库和医学信息系统等。这对一名从事医学类大学计算机课程教学的教师提出了更高要求，教师需要适当地掌握医学专业知识。
2.2在程序设计课程教学中需要加强的思维训练
（1）在程序设计课程的教学过程中，以程序语句语法为重点讲授课程内容是不明智的。程序设计课程的教学目标不只是让学生学会用某种程序设计语言写出能够让编译程序通过的应用程序代码，更重要的是学会解决问题的思想方法，这就是计算思维。如果教师在讲授程序设计课程时，把教学重点放在某种语言的语句语法上，按我们过去的说法是教学方法不当，没有抓住重点；按计算思维的说法则是教师自身还没有悟出科学解决问题的思想方法。对于一个工程问题，如果有如何建立数学模型的思路，那么不用某种程序设计语言也能用自然语言画出解决问题的流程框图；有的问题用数学、工程方法解决不了，可以换个思路；对同一个问题，则要研究有多少种解决问题的方案，哪一种方案最优。
（2）程序设计语言模型问题。任何一门程序设计语言能解决数学模型化的一切工程问题。在教学过程中，我们总结出图1所示的程序设计语言模型，这是任何程序设计语言都需遵守的模型，源于人类的自然语言。对于一个初涉程序设计的人来说，有了这个语言模型，就有了一个参照对象（自身生活中学习人类自然语言的模型），对于其学习程序设计语言有很大帮助，这实际上是计算思维中的抽象方法。没有计算思维概念的提出，我们也能总结出程序设计语言模型图，实际上程序设计语言模型的概念出现在计算思维概念之前。
（3）医药类院校要不要开设程序设计课程的问题。过去几十年，有人主张医药类院校不用开设程序设计课程，到现在为止，还有人这样认为。进一步，有人说在程序设计课程中，是否要引入计算思维的思想？或者说，能看懂他人的程序就不错了，不需要自己编写程序。笔者的见解是在医药类院校需要开设程序设计课程，实际上，近十年来绝大多数院校都开设了程序设计课程；在程序设计课程中应该引入计算思维思想，医药类院校学生也应该学会编写程序，因为学会编写程序的过程，实际上是培养解决问题思路的过程。
由此可见，计算思维的概念诞生时间不长，但其思维方式的运用很早就有。国内计算机基础系列课程教学的发展历程，实际上是一个自觉与不自觉地实践计算思维观的过程。无论是过去的思维方法，还是现在补充的新思维方法，我们要做的就是将计算思维思想引入课程教学，完善计算机基础系列课程教学方法。此外，教师不能只教学生怎样做，还要告诉学生这样做的道理。
3.把握契机，做好医学类计算机基础系列课程建设
医学类计算机基础系列课程的建设包括课程教学体系、教学大纲、教学资源、教学过程实践诸多方面，其中包括教学基本要求等的教学体系构建方案已由上一届教学指导委员会制定。我们现在的工作是在教学基本要求的指导下，根据教学指导委员会课题医药类大学生计算机应用能力培养优化研究及医药类大学计算机基础系列课程建设与改革的要求，做好教学大纲、教学用书、教学资源、教学过程实践各个环节的工作。其中，最重要的工作是在课程建设过程中引入计算思维思想，改革课程内容与教学方法，做好课程教学工作。教师需要具备必要的交叉学科研究基础知识，才能教好课程，更好地培养学生的创新能力。
根据课题要求，我们组织全国近20所医药类院校的计算机基础系列课程教师参与研究，组织建设医药类大学计算机、VB程序设计、数据库应用、药学计算、医学信息分析与决策5门课程。目前，我们已完成大部分教材、教学资源建设，正在参与研究如何开展课程教学实践，从各个院校反馈的教学实践情况看，师生反映良好。课题组教师认为融入计算思维思想后的教材、案例和其他教学资源确实改革了教学方法，提高了教学质量。学生则反映从课程中学到了思想方法，提高了应用计算机技术的能力。从考试成绩上看，学生提高了综合运用能力考试题型的得分率。
关于计算机类的创新想法篇7
关键词：高中计算机教学；创新能力；创设情境
当前时代是一个信息时代，科技时代，在人类历史的发展进程中，恐怕没有任何一个时代像现在这样在科学技术发展方面如此飞速，日新月异。高中生作为祖国明天的主力军，他们的创新素质如何决定着我们的祖国能否在明天激烈的世界竞争中站稳脚跟，迎头赶上。从这个意义上来讲，我们教育工作者身上的重担可想而知，培养学生的创新精神是我们日常生活、工作的必需，而且刻不容缓。那么如何在高中计算机教学过程中培养学生的创新精神呢？笔者根据自己多年的高中计算机从教经验将其总结如下，供各位同仁批评指正。
一、计算机科任教师要及时更新观念，积极培养自身的创新精神
俗语说：“言传不如身教。”具体到高中计算机这个学科也是如此，要想培养学生的创新精神，教师首先得身先士卒，做出表率，在自己的课堂上营造一种积极创新的氛围，进而影响整个学校，并一步步在社会上形成渗透。
随着课程改革的逐步深入，原有的教学理念正在改变，素质教育的课堂不再以学生学到多少学科知识、教师在课堂上的讲授多么精彩为唯一的标准，很大程度上是在关注教师是否培养了学生一定正确科学的学习方法，是否激发了学生对所教学科的兴趣，
是否培养了学生对所学知识的创新意识。
前面笔者已经谈到，当前的信息技术发展非常迅速，相关工作者稍有懈怠便会落后。可以说，当前的教育部门也给我们计算机教师的学习进修、制作比赛等活动搭建了许多平台，面对这样的机遇，我们教师一定要倍加珍惜，积极准备，全心参与，在不断的活动中，一步步强化自身素质，一步步培养自身的学习能力与创新精神。
二、计算机教师要多方联系，积极谋划，为学生创设一个具有创新精神的学习环境
1.鉴于计算机学科的特点，教师要多向校方反映，并积极联系、参与学校的图书征订工作，在图书类别的选择上一定要有针对性，选择适合学生的计算机认知水平，符合当前时展潮流，有利于学生创新精神培养的相关书籍。
2.教师要多方联系学校的团委、政教处、学生会等相关组织，结合各个月份的有特色的教学活动，广泛组织与计算机知识相关的各种比赛，譬如，网页制作、输字速度、知识竞赛、信息技术沙龙座谈等等一系列的活动，对表现优异的学生进行奖赏，并鼓励其参加更高级别的比赛，在全校形成计算机创新活动的浓厚氛围，对于学生素养的全面提高意义重大。
3.计算机教师还可以联系其他学科教师积极进行课程整合，这种整合的过程其实就是一个创新的过程，积极鼓励学生将物
理、化学、英语等学科的作业放到网络里面，与全国各地的同龄人进行交流讨论，对于学生掌握其他学科知识及培养学生计算机方面
的创新精神有很大的帮助。
三、计算机教师在授课方式上要理论联系实际，让学生在实际动手操作的过程中自然提升其创新能力
计算机课程是实践性较强的一门课程，教师如果将计算机教学仅仅停留在口头上，理论上，学生不但掌握不了真正的精髓，而且极易失去对学习计算机的兴趣，所以，教师一定要想尽一切办法，在授课方式上努力做到理论联系实际，在学生实际动手操作的过程中培养学生的创新能力。
当前，计算机的使用已经渗入社会中的每一个角落，学校工作也不例外，鉴于此，教师可以积极联系有关学校部门，在合适的一些岗位上，为学生争取一定的实践机会，让学生参与到具体的计算机工作当中，一方面深化了自身所学理论，另一方面也可以激发学生创新的意识。
另外，当前学生的家长工作也可以说各行各业、五花八门，教师要鼓励学生参与家长事业中涉及计算机的相关事务，譬如，有开婚庆公司的，就完全可以在实际运作中锻炼自己所学到的知识，一方面强化了学生素质，另一方面高中生独特的思维与想法也可以给他们的工作带来一定的新意。
总之，我们这里所讲的创新精神并不是非得让学生有所发明创造才行，而是通过教师与学生的共同努力，使学生在平时的学习过程中不再以一节课上学到多少具体知识为标准，而是要学生形成一定的自我发现、自我学习、自我质疑、自我创造等一系列极富创造精神的学习习惯与学习方法。只要我们用心思考、积极行动，培养学生的创新能力就绝不只是一句口号，而会变成我们的美好现实，为祖国的未来建设贡献自己的一份力量。
参考文献：
［1］戴士弘.高中教育课程教学改革［m］.北京:清华大学出版社，2007.
［2］任宏伟.高中学校计算机课程合作学习实验研究［D］.河北师范大学，2005.
关于计算机类的创新想法篇8
关键词：计算思维；艺术院校；计算思维；落地
计算思维是指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计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维的概念最早是由麻省理工学院的seymourpapert教授在1996年提出的，而美国的卡内基・梅隆大学的周以真教授则清晰系统地阐述了计算思维，并将这一概念提到前台，使其广受关注。如今，计算思维概念在我国得到进一步的发展，计算思维的思想正逐步得到认同，大学生计算思维能力的培养也得到国内教育界的广泛重视。
值得注意的是，计算思维并非只适用于计算机专业领域，而是越来越多地对不同的学科领域产生影响。在信息化的大背景下，计算机学科与艺术学科的融合愈发紧密，不仅仅产生了计算机艺术这门新兴的交叉学科，同时也改变了艺术专业的学习方式和艺术创作方式，甚至改变了艺术工作者和艺术院校师生的思维方式。如何使计算思维在艺术院校落地，如何将计算思维引入到教学中，使艺术院校学生能够正确理解和认识计算思维，提高他们的计算思维能力，值得我们深入探讨和研究。
1计算思维的概念
周以真教授对计算思维的定义是：计算思维是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、设计系统和理解人类的行为，其中涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。再进一步来说，计算思维就是通过嵌入、约简、转化、仿真等方法，把一个看起来困难无从下手的问题重新阐释成一个人们知道如何解决的问题。
周以真教授同时指出，计算思维是每个人具备的基本技能，绝不仅仅属于计算机科学家。我们在对学生进行解析能力的培养时不仅需要让他们掌握算术、阅读、写作等技巧，还要让他们学会计算思维。她还认为，计算和计算机是促进计算思维传播的有效途径，计算思维在不久的将来会成为每个人所具备的技能组合，而不仅仅适用于科学家。
计算思维主要具有6个特征：（1）计算思维是一个概念，而不是单指程序。计算思维要求能够像计算机科学家那样在抽象的多个层次上进行思维，而非仅仅只要求做到计算机编程。（2）计算思维是根本的技能，而非刻板的技能。计算思维是每一个人为了能够在社会中做出贡献、发挥职能所必须掌握的，而并非简单的机械重复。（3）计算思维是人的思维，而不是计算机的思维。计算思维是人类解决问题采用的某种方式，它并非要求计算机代替人类思考，也并非要求人类像计算机那样思考。（4）计算思维是数学和工程思维的互补与融合。计算机学科从本质上既源于数学思维也源于工程思维，而数学和工程思维的互补与融合又很好地体现在理论、抽象、设计这3个学科形态层面上。（5）计算思维是一种思想、思维的方式，而不是人造物理实体。计算思维与人造的计算机设备不同，它看不见、摸不着，却以一种概念的形式影响人们求解问题、交流互动、管理日常生活的方式。（6）计算思维面向所有人，适用于所有领域。计算思维是一种普遍适用的思维方式，可以成为所有人解决问题的工具，融入各种人类活动。
2计算机艺术与计算思维
计算机艺术出现以前，有观点认为计算机科学家就只能运用抽象思维进行科学活动，而艺术家则只能运用形象思维进行艺术创作。事实上，正如诺贝尔获得者李政道教授所说：“科学与艺术是一枚硬币的两面，它们是不可分割的。它们都源于人类活动最高尚的部分，都追求深刻性、普遍性、永恒和富有意义。”科技发明和艺术创作作为人类在客观世界中活动的产物，都源于生活，彼此之间有着深层的共通性和关联性。随着社会进步和科技发展，科学开始追求概念美，艺术开始追求形象美，这令它们从不同的领域走到一起。而计算机艺术的产生与发展将使得科学与艺术的联系方式更为丰富和新颖，同时也将为各自的领域带来概念上的冲击和思维方式的革新。
现如今，计算机艺术作为科学与艺术相结合的一门新兴的交叉学科正被越来越多的人接受，众多艺术家也逐渐开始尝试使用计算机来进行艺术创作。计算机艺术的领域很宽泛，包括计算机绘画、书法模拟、计算机音乐创作、影视、舞蹈、广告设计、服装设计、图形设计、动画设计、工业产品和建筑造型设计等。目前，在计算机艺术中发展最活跃的当属计算机美术。计算机技术可以在美术设计的众多方面加以运用，例如在基础图案创作中的运用，在色彩调配中的运用，在立体设计中的运用等。计算机能够为传统美术提供更新颖的技术手段，绘画的技法和色彩的调配均可以借助计算机强有力的交互性操作完成；计算机音乐使得声音可以进行数字化处理，特殊的技术极大地提高了音效保真度，丰富了音乐表现力，使得音乐的质量和构造能力有了巨大的飞跃，配合计算机使用的软、硬件合成器可以生成各种仿真音效，使作曲者能够打破传统的创作思维模式，运用前所未有的创作方法编写出更为新颖、奇特的音乐作品；计算机技术对影视领域产生了巨大的影响，原始影片经过计算机数字化处理与加工，可以大大增强画面质量，增加丰富的数字特效，带来原始影片所不具备的视觉冲击，数字化的影像技术由正逐渐取代传统的影视制作。
随着计算机科学的发展、学科间的融合，计算机技术对其他学科产生深刻的影响，而在此过程中计算思维也已经在不知不觉间深入到其他学科之中，并正为众人使用：量子计算正改变着物理学家的思维方式；纳米计算正改变着化学家的思维方式；计算生物学正改变着生物学家的思维方式；计算博弈论正改变着经济学家的思维方式等。同样的，计算思维也正改变着艺术家的思维方式，影响着当今艺术创作者的创作观念和思维方式的转变与更新。
3计算思维在艺术院校存在的困难及认识上的误区
3.1计算思维对艺术类人才培养的重要性没有引起足够重视
计算思维的概念传入中国后很多人对计算思维的重要性认识不足，一种普遍的观点是：计算思维只是一种计算机应用能力，与其他专业的关系并不密切。事实上，计算思维是人类科学思维活动所固有的组成部分，是解决问题的一种通用方法，作为合格的高校大学生，应当具备计算思维的基本技能，艺术类学生也不例外；另一方面，随着艺术类学科的发展和转型，其与计算机学科的融合日益紧密，计算思维也影响着艺术创作者的思维方式，艺术类高校应该对艺术类学生的计算思维能力培养引起重视。然而目前的现状却是：大部分艺术院校仅将计算机作为一种工具，甚至认为计算机课程可有可无，没有深入研究计算思维在学生专业学习中的作用，更不要说培养计算思维能力了。
3.2对计算思维融入教学存在认识上的误区
计算思维的重要性逐渐被各大高校接受，部分高校甚至把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务，然而由于经验不足，对计算思维在教学上的应用只能是摸着石头过河，也存在着一些认识上的误区，这些误区在艺术高校也普遍存在。例如：没有认识到计算思维是已存在的思维活动，是每个人都具备的一种技能，错认为只有计算机专业的学生要着重培养计算思维能力；没有认识到计算思维能力培养是一个长期的、潜移默化的过程，认为几节课就能够实现培养计算思维能力的目标；将计算思维能力培养的方式、方法看得太过简单，认为只要在计算机基础课程中使用了某种计算机编程语言，或是在课程中添加了有关程序设计、数据结构及算法实现等内容，就是计算思维；对计算思维认识不够深，研究不够充分，认为要实现计算思维能力的培养，就必须要开设程序设计类课程，也只能通过这一种方法，忽视了其他的学习途径。
3.3艺术院校学生计算机基础薄弱
由计算思维的概念可知，计算思维是一系列的思维活动，而这一系列的思维活动是以计算机科学的基础概念为依托的，因此，进行计算思维能力的培养，基础的计算机能力是必不可少的。然而，在艺术院校中，除了与计算机密切相关的专业外，大部分学生的计算机水平不高。笔者在本校从事计算机基础教学，教授过各个专业的学生，在此过程中发现，有些学生在高中时很少接触计算机，有些从未系统地学习过计算机，有些甚至连最基本的常规操作都难以进行。由于基本的计算机知识的缺失，让他们在大学算机基础课程的学习过程中感到困难重重，更不要说计算机编程、数据结构、多媒体等类型的课程。这种现状使得艺术类学生的计算思维能力培养更难以进行。
3.4缺乏合适的教学方法和手段
在艺术院校中，大部分学校开设了计算机基础及相关课程，但这类课程往往局限于概念、技术与应用。基于这样的教学目的，在教学过程中，教师所采用的教学方法和手段也会只侧重于基础概念的讲授、软件的基本操作等，这样做或许可以帮助学生掌握某一种软件的使用方法，却忽视了思维的过程。以photoshop这门课为例，教师往往按照软件的菜单功能按部就班进行讲解，认为只要将所有功能的操作或概念介绍一遍就算完成了这门课程的教学任务。殊不知了解软件功能到利用软件设计出优秀的作品还有很大距离。现有的教学方法没有引导学生进行思考，无法帮助学生提高计算思维能力。
4计算思维如何在艺术院校实现的几点思考
4.1分层教学、多样化教学
计算思维能力的培养不可能一蹴而就，而是循序渐进的过程。艺术院校的学生通常计算机能力比较薄弱，更应该从基础着手，再逐步实现计算思维能力的培养。如果在授课的开始就直接给学生开设难度较大的程序设计、数据结构等课程显然是不合适的，学生难以理解课程内容，兴趣缺失，学习效果自然不好。计算机类课程的开设可按照几个层次逐渐展开：首先普及计算机文化、熟悉计算机基础概念；然后培养专业应用能力，帮助学生熟知计算机在各自学科中的应用；在前面两部分内容中融入计算思维能力的训练。而不同的专业也可以根据自身培养目标，科学制订本专业的计算机科目教学要求，做到层次递进，有所侧重，通过分层教学，让学生在潜移默化中掌握计算思维的技能。
艺术学院校的专业类别相差很大，各个专业有不同的培养目标和不同的应用需求，同时，不同专业的学生计算机能力差别也非常大，因此，要尽量根据学生的水平及能力安排教学班级、组织教学内容。要培养学生的计算思维能力，对开设的计算机类课程需要满足多样化的要求。多样化首先是指内容和难度的多样化，即针对不同的专业、学生不同的需求开设内容、难度不同的课程。其次是课程的多样化，即在开设一门计算机基础课的基础上，开设一系列的计算机类相关课程。针对艺术类学生的特点，此类课程不一定必须是程序设计、数据结构这种明显打上计算机专业标签的科目，而可以根据不同的专业定制与计算机学科融合的交叉科目。
4.2采用合适的教学方式方法和手段
在计算思维能力的培养中，选择合适的教学方法也是至关重要的。大多数艺术院校的学生计算机理论基础比较薄弱，某些专业与计算机的相关性不大，如果直接向血色灌输枯燥的计算机理论知识，会让学生失去学习的兴趣和信心，因此，培养艺术院校学生的计算思维能力首先必须提高学生的学习兴趣，例如在教学过程中可以引入贴近学生日常生活的例子，通过合适的案例引导学生利用计算思维的思想去理解、分析专业问题；其次，为了使计算思维的学习能与学生自身专业融合，应当抽取出与所学专业相关而易于理解的问题，然后进行“简约”；同时，还可通过画出问题分析流程图的方式将问题进行细化，这样既可以帮助学生理解也易于分析问题的本质。通过不同的教学方法和手段逐步加深学生对计算思维的认识和理解，进而实现艺术学科问题到计算学科问题的转换。
以多媒体类课程为例，我校学生的社会实践活动非常丰富，为数不少的学生都参与过艺术表演活动或大型赛事的采编和播出工作。教师完全可以将这些案例引入课堂，让学生实际进行视频、音频录制，学习如何进行多媒体文件的压缩、类型转换以及多媒体软件的使用等，在具体操作过程中帮助学生掌握多媒体技术。同时，教师也可以准备一些水平较高的获奖作品，与学生自己制作的作品进行比对，分析学生作品的不足之处，引导学生自行思考：自己的作品和获奖作品的差距在哪里？如何改进自己的作品？为什么改进后会有更好的结果？这种案例加启发思考式的教学方法既能够帮助学生更为扎实的掌握理论技术和软件的使用，也可以让学生在日后遇到新的多媒体应用问题时可以举一反三，运用计算思维能力解决实际问题。
当然，在教学方法的选择上，以上列出的几种都不是唯一的可选项，只要能够突出实践能力、激发学生思维活动的教学方法和手段都值得尝试。通过教学方法的改革，加强对问题求解、设计与实现模型的学习与训练，向学生展现计算思维的魅力和基本思想方法。
4.3艺术学科与计算机学科融合，在教学中引入跨学科的元素
关于计算机类的创新想法篇9
法国南部拉斯科洞穴岩画至今已有一万五千年历史，欧洲先民在岩画上留下的巨大的彩色野牛攻敌图依然使人惊心动魄；非洲东南部加坎斯伯洞穴岩画经过了约九千年的风霜，非洲先民描绘的集体使用弓箭的狩猎场面和白衣妇人的舞蹈姿态仍在召唤后人的加入。
科学的参与性、实践性与艺术的思想性、情感性是人所共见的事实。然而，艺术家们对科学实践的探求和科学家们对社会人生的思考是在科学和艺术的创造中更值得我们关注的现象。
自公元前3500年苏美尔人在泥版上书写象形文字以来，生存与思考成了有文字记载的人类文明史的主线。从西方的泥板书、羊皮纸到东方的甲骨文、青铜器，生存状态的改变、科学技术的进步与人类记录思想、保存思想的不懈追求始终联系在一起。埃及金字塔是科学也是艺术；悉尼歌剧院是艺术又是科学。苹果砸出的牛顿地心引力是由生存状态引发的科学思考；罗丹的雕塑精品《思想者》是对科学思考的艺术提炼。
科学家与艺术家是人类文明的代表，他们都关注人类的生存状态。在使命感、责任感的强烈驱动下，科学家和艺术家们所表现的共同点是他们的创新意识。所不同的是：科学家们更多地是通过自己的实践行为直接参与和推动改变外部世界和人类生存状态的过程--研究生命起源、探索外层空间就是这种追求的体现；而艺术家们对人类生存状态表现更多地是强烈的爱憎感情和深刻的哲学思考，他们内心情感的积淀和爆发通常是各种艺术创作源泉之所在--对现实的批判和对理想的追求是大师们作品的共同主题。
深处音乐殿堂的交响乐出现于十八世纪后半叶。交响乐以其内容深刻、结构完美，能够表现复杂而变化多样的思想感情，被认为代表了人类音乐思维的最高成就。而由铜管乐器组、木管乐器组、弦乐器组和打击乐器组构成的，能够演奏交响乐的管弦乐队则是十八世纪声学和乐器制造技术水平的最高体现。
摄影艺术和电影艺术均诞生于十九世纪，是基于科学家对光学原理的深刻理解。在二十世纪发展过程中，有声电影、彩、立体电影、宽银幕电影、球幕电影等形式的不断出现，更是把艺术创作与科学进步融为一体。当然，艺术家们不仅仅是接受科学成果，他们的艺术创作也在某种程度上推动着科学技术的进步和发展。法国电影大师梅里爱1902年在电影《月球旅行记》中，利用现代蒙太奇手法和特技手段讲述了一个科学家登月探险的故事。虽然银幕上的科学家显得那样幼稚，类似炮弹的登月工具显得那样拙劣，但这毕竟是第一次把人类登月的愿望付诸行动的尝试，尽管这种尝试是在银幕上。我们很难说1969年美国宇航员阿姆斯特朗等人登上月球的行动不是这种努力的延续。
1905年爱因斯坦提出的相对论，揭示了空间、时间、物质和运动之间的内在联系。他的相对时空观不仅为科学认识世界提供了思想武器，也为艺术家对现实世界的思考和反馈提供了理论依据。作为科学家的爱因斯坦从小学习小提琴，并经常与身为出色钢琴家的母亲一起演二重奏。爱因斯坦的传记作者巴内什?霍夫曼写道：爱因斯坦的深刻本质藏在他的质朴个性之中；而他的科学本质藏在他的艺术性之中--他对美的非凡感觉。毕加索的分析立体主义油画作品，把对象分解后重新装配组合，在一个平面上同时表现人物的正面、侧面和斜侧面，在一定程度上是从艺术创作的角度印证了爱因斯坦科学理论中的相对空间概念。
从某种意义上说，艺术家和科学家的共通点是人性的流露。毕加索的大型油画《战争》与《和平》用的是分析立体主义手法，表现的却是人类最直白的呼声；爱因斯坦是最早认识到原子分裂可能释放出可怕的毁灭性力量的科学家之一，他又是战后积极呼吁废除所有核武器的和平斗士。正是有了这样一个共通的基点，人类才得以生存，社会才得以发展。
今天，人类已经走到了二十一世纪。二十世纪末，美国麻省理工学院媒体实验室主任尼格拉庞地的《数字化生存》一书给人类的生存与思考打上了新的时代烙印。当人们用计算机、多媒体、互联网等数字化元素重新构建我们的生存环境时，数字化生存与人性化思考就成了当代科学家与艺术家们所必须关照的共同主题。
计算机出现于二十世纪四十年代。计算机是科学技术进步的产物，然而，一般人可能不太注意，从计算机诞生的第一天起，科学家们就思考着在计算机的数字化内核中融入人性化元素。从纯数字化的汇编语言到以英语为基本指令的高级编程语言的发展，是计算机与人对话的成功尝试；从占据一栋楼的大型主机到可放在办公桌面上的个人计算机的出现，是计算机与普通人交往的开始。
个人计算机的早期操作系统需要用户记忆DoS指令，苹果公司发明的图形界面使没有学过操作系统的用户也能使用计算机。键盘曾经是计算机输入的唯一途径，道格拉斯?恩格巴特发明的鼠标却用一个按键动作完成了人机交互的复杂过程。计算机表现的纯文本信息过于单调，立体声和动态视频在计算机信息处理中的应用使人的感官得到了充分的满足。语音识别、远程登录、动态交互、人工智能等，这些与计算机技术相关的科学进步实际上反映的是科学家们在数字化生存中最直接的人性化思考。
富有感情的艺术家们是人性化的代表。在二十世纪的艺术殿堂中我们却常常看到艺术家们的数字化生存方式。
电子音乐是现代电子技术和音乐艺术的结合。以电子振荡为发声原理的电子琴和电子合成器具有以物理发声为基础的传统乐器不可比拟的长处。电子合成器不但能模拟传统乐器和自然界音响，而且能合成自然界不存在的音响。电子计算机音乐的出现使音乐家的创作空间更为拓展，他们可以将音乐的速度、力度、节奏、和声风格、曲式结构按自己的愿望编成计算机程序输入计算机，实现创作和演奏。截止2001年4月，在网上设有自己主页、有姓名可考的电脑音乐人有1105人之多。目前在世界范围内专业化电子音乐、社会化电子音乐和家庭化电子音乐已经成为音乐艺术创作中不可或缺的有机组成部分。
电脑美术是从计算机界面设计中逐渐分离出来的一个独立艺术门类。早期的电脑美术作者多为从事计算机图象处理或略有色彩和造型基础的计算机软件人员。他们与计算机的天然缘分和工作需求使早期的电脑美术作品带有明显的实用目的。计算机界面、书籍装帧、设计效果图是最常见的样例。随着专业美术人员计算机水平的提高和介入，电脑美术才真正出现了以艺术创作为目的的作品。近年来，世界各地每年都有国际性的计算机美术作品展示和学术研讨会举行。网上的电脑艺术虚拟展览会更是电脑美术领域的专利。当笔者在因特网上输?quot;DigitalGraphics"作关键词查找站点时，著名的搜寻网站雅虎反馈了801个站点。从这些网站展示的大量作品中，你除了看到表现计算机长处的线条、色彩、拼接和变形处理的创作手法外，艺术家们将计算机表现能力与传统油画甚至中国画技法结合的作品，已可达到乱真的程度。
计算机交互媒体艺术的出现是艺术家们数字化生存的高级阶段。从二维平面到三维动画，从视觉艺术到视听交互，从虚拟现实空间到可以由用户选取交互点的虚实结合的交互媒体--计算机技术的每一步发展，都为艺术家们提供了更为广阔的创作空间。交互媒体艺术的集中表现是在电子游戏领域。2001年3月，第16届世界游戏开发者大会在美国硅谷附近的圣何塞举行，会议的主题是关于"电子游戏中的人工智能生命"。所有在计算机行业工作的人都知道一个奇怪的事实：最新的计算机软硬件技术一定是在游戏领域最先应用。在电子游戏的创作和开发过程中，计算机科学的最新发展与艺术家的无边想象力得到了完美的结合。声音、光影、色彩与无数个三维模型一起构成了许多令儿童和成人都为之疯狂的生动场景。人们在虚拟世界中赛车、探险、打斗，身不由己地扮演一个有着数字生命的角色去与他人交往，去构建新的社区，甚至去创建你自己的帝国。
可以想见，随着计算机在日常生活中的普及与在艺术领域的广泛应用，艺术家的数字化生存与科学家的人性化思考将是未来社会的突出主题。
二十世纪七十年代中期，当个人计算机刚刚从实验室走向公众的时候，美国电影《未来世界》就给我们展现了缺乏人性化的数字化发展将给人类社会带来怎样的灾难。1984年，从没使用过电脑的加拿大小说家威廉?吉普森在作品《神经漫游者》中，第一次提出了当时科学家们还未能描述的网络虚拟空间的概念。在作品中，作家担心的不是网络空间是否能够形成，而是在融合现实世界和虚拟空间的网络社会中人性的挑战和争斗。
生存与思考是人生的基本状态，数字化生存与人性化思考则揭示了人生基本状态中现实的矛盾与对立。我们相信，艺术家的数字化生存与科学家的人性化思考将为消除生存矛盾、推动社会发展起到不可替代的决定作用。
参考书目：
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8,neuromancer,bywilliamGibson,newYork:aceBooks,1995.
关于计算机类的创新想法篇10
版权法是目前国际上保护计算机软件知识产权的主要法律，基本方式有三种。一是顺应软件技术特点，修订和完善版权法，明确软件的版权地位；二是制定专门的同版权法配套的软件保护补充性法规；三是把典型案例的判决原则与结果作为软件版权保护的依据。版权法保护软件有明显好处，比如：可版权标准低，只要求软件具备主观新颖性、独创性、非抄袭性，几乎所有软件都在受保护之列；版权获权程序简单，权力在软件开发完成后自动生效；软件的创造思想可以被别的开发者利用，去创作新的软件，推动软件技术和软件事业的发展。
计算机软件包括程序和文档两个部分，它的根本用途是按照程序的逻辑步骤，控制硬件的运作，达到预期效果。软件具有“思想表达混合性”的特征，兼具“思想”（idea）和“表达”（expression）两重性，是软件和传统版权作品的重要区别。所以，用版权法保护软件，除了体现出其具有的优点外，还显示出其不可克服的局限性。“思想/表达二分法”是版权法的基石与遵循的核心原则。二分法原则要求版权法只保护软件“创作思想的表达形式”，不保护软件“表达形式的创作思想”，但是，软件的精华正在创作“思想”。据iBm公司提供的资料，软件开发总投入的80%要用于软件功能确定和逻辑设计。单纯依靠版权法保护软件，会使软件最有价值的部分得不到保护；对“思想”与“表达”界限的划分，法律界一直没有普遍接受的标准。在软件的“思想”与“表达”之间有个较宽的模糊区，即使在法律制度相对完备的美国，软件保护的司法实践也常常陷入“思想”、“表达”不易把握的境地；软件的价值在使用，如果不能保护软件的使用权，那么，就软件保护做的任何努力将失去意义，版权法恰恰不禁止对作品的使用；越来越多的新的技术问题，比如：屏幕显示技术、数据结构设计等是否受版权保护，争议不少；版权法对作品的保护期是50年或70年，如此长的保护期对经济寿命只有10年左右的软件而言，不会给权利人带来更丰厚的经济收入，却会减损软件的社会应用价值，妨碍公共利益。
版权法对软件知识产权的保护不仅不全面，而且效力不够。为了拓展版权法对软件保护的外延，增强保护力度，于是就出现了软件版权扩大保护。1985年，在whelan诉Jasolw案中，美国第三巡回法院判决计算机程序的SSo，即结构（structure）、顺序（sequenre）和组织（organization）属于“表达”，不属于“思想”。whelan案奠定了软件版权扩大保护的基础和原则。1986年，在Lotus诉paperback与Stephenson案中，版权保护范围进一步扩大到程序用户接口（操作命令、树形结构选单、应答信息等）的设计。软件版权扩大保护在美国国内外法学界产生强烈反响，招致众多批评意见。集中的观点是，软件版权扩大保护背离了版权法原则，曲解了版权概念，造成版权保护体系的混乱。面对压力，美国一些法院的态度有了转变。1991年8月，在Ca诉altai案中，纽约州东部联邦地方法院否定了whelan案建立起来的判断规则，表明软件版权保护重新回到了保护作品“表达”的版权法原理的正确轨道。大部分学者指出，软件版权扩大保护不是提高软件保护水平的可取办法，如果软件创造思想具备创造性理应受到法律保护，这种保护应该是专利法，不是版权法。
专利法保护水平高，是最有效的知识产权保护手段，软件一旦获得专利权，权利人就对权利享有高度的独占性，尤其是使软件创作“思想”受到有效保护；从社会利益角度考虑，专利法要求权利人公开技术成果，使他人能公平利用软件技术，促进软件价值的最大化，还能避免同类软件的重复投入、重复开发；发明专利的保护期为15到20年，对软件保护比较合适。事实上，人们早就注意到专利法对软件知识产权保护的积极作用，70年代有的国家就制定了软件专利审查标准，把专利保护作为软件保护的一条途径，只是由于对软件技术的特点认识不足，加之软件可专利权标准不统一，以及多数软件无法满足新颖性、创造性、实用性的专利“三性”要求，才使软件的专利法保护地位没有得到真正确立。随着发明创造与软件的关系不断密切和软件版权扩大保护的被否定，软件的专利法保护日益紧迫地提上日程，很多国家纷纷修订既有的或制定新的专利审查标准，降低软件的专利可及性条件，赋予更多软件以专利权。
原来的《欧洲专利公约》规定软件不是专利法保护的客体，修改后的公约指出，将计算机硬件系统与软件当成一个整体，如能够对现有技术做出贡献，可授予专利权。欧洲专利局新的审查基准确认，和软件有关的发明若具有技术性，能够获得专利权。
1987年，美国制定软件专利审查的“指导原则”。1995年，专利商标局（pto）提出《计算机应用发明的审查基准草案》规定：被计算机程序或其它形式软件控制的计算机或其它可程序控制性装置视为一种可专利“机器”（machine）；在计算机上或计算机协助下实施的一系列特殊的操作步骤视为一个可专利“过程”（process）；当在计算机上运行时，能用来控制计算机以某种特殊方式运作的计算机可读内存（Computerreadmemory），视为一种专利“制品”（articleofmanufacture）。草案就不受专利保护的情况作了排除。
1988年，日本公布《有关计算机软件发明的审查办理案》。1992年公布《新软件专利审查标准框架方案》，把软件发明申请分成四种类型：用于控制与计算机连接的设备的软件发明（如汽车用空调装置和方法等）；用于控制计算机硬件的软件发明（如多道程序设计控制装置与方法，假想存储控制装置和方法等）；用于利用计算机硬件进行应用领域特有的信息处理软件发明（如假名汉字转换装置与方法、传票认可系统、计算机设计支援装置和方法等）；用于控制计算机及相关装置的软件发明，且必须采用物理量控制或用于控制物理量（如利用计算机的图像处理装置）。1997年1月起，日本又对固化在CD-Rom和软盘上的符合一定条件的软件实行专利保护。
1985年，专利法开始在我国实施，《审查指南》第十二章的软件发明申请的判断标准规定，只有能使计算机结构或电子数据处理设备产生变化、能使机器硬件技术作出相应变革，引起机器设备在技术上有新的创造性的改进的计算机程序和能使计算机系统或机器设备，以全新的具有创造性方式运行的计算机程序才可予以专利保护。1993年4月1日起生效的新的《审查指南》，舍弃上述苛刻条件，提出了符合软件技术发展的、宽松的软件专利标准。
各国规定的软件可专利保护标准不完全相同，其中比较一致的观点是包含软件发明申请的主题必须同时具备“三性”、“二要素”，而且，该判断标准是唯一的。“三性”就是指专利“三性”。“二要素”一是指包含软件发明申请的主题要能够产生技术效果，这是“二要素”中的主要方面；二是指包含软件发明申请的主题要能形成完整的技术方案，技术方案的基本因素包括：软件处理的数据结构、处理数据结构使用的算法和管理软件运行的用户界面等。“二要素”就是要求包含软件发明申请的主题必须是能够形成完整的具有新的技术效果的发明创造。根据传统理论，只有当软件与硬件相互支持，形成完整技术方案，产生技术效果时，软件才能获得专利权。新的认识是，既使硬件不发生任何变化，只要将特定软件和公知计算机作为一个整体考查出现了新的、实质性的技术进步，符合“二要素”与“三性”要求，就能被授予专利权。
算法（algorithm，或称逻辑算法）属于智力活动范畴，而智力活动的规则和方法不被授予专利权，各国专利法就此问题有着类似的规定。但是，算法对软件开发是极其重要的，算法创新往往是软件技术创新的基础。软件离不开算法，因此，软件多年来也被认为是抽象智力思维的产物。算法是早期软件可专利法保护的最大障碍。比如：中国专利局《审查指南》就曾规定，作为数学算法集合的计算机程序是智力活动的规则和方法的例子，不能授予专利权。具体地讲，如果包含软件发明申请的主题是一种算法，又没有实际的技术效果，权利要求整体的最终结果是纯数字，则该软件不能获得专利权。现在学术界的共识是把算法本身同利用算法解决问题的过程分别对待，不排除在关于软件发明申请中包含数学算法特征。然而，算法特征应该是具备技术性的特征，能产生某种技术效果。包含算法应用在内的与软件相关的发明专利保护逐渐受到重视，十几年来，在美国、日本等国家已经有数百项涉及算法的软件发明获得专利权。
在工业化国家，呈现出倾向于用专利法保护软件知识产权的趋势。美国政府1992年公布了一份私人调查材料，和1970年相比，1991年被授予专利权的软件数量由27件上升到602件，增长率达2400%.截止1996年4月，美国获得专利的软件数量累计达11万件。受到专到保护的有apple的下拉式选单、merrillLynch的现金管理系统、iBm的基本输入输出系统（BioS）等著名软件。1985年，日本软件专利申请量是5000件，1990年为12000余件。近几年，日本每年的软件专利申请量平均为2～3万件，占全部专利申请量的10%.