前言

什麼是運算思維(Computational Thinking)?

Shape

運算思維是一種思考過程。微軟研究院全球副總裁周以真(Jeannette Wing)對運算思維的定義如下:

「 運算思維是一個思考的程序。它的目的是闡明問題,並呈現其解決方案,因而讓「運算器」(包括機器與人) 能夠有效率地執行。」

為什麼要談運算思維呢?因為程式設計基本上就是和電腦溝通。更確切地說,學習寫程式就是學習如何下指令給電腦執行。因此,在學習程式語言之前,我們必須先了解、熟悉撰寫程式背後的「思考模式」。

「軟體工程師的工作就是轉換,把經營或管理的模糊概念轉換成程式碼。」軟體工程師 Weiliang Chew

資料來源: https://tw.alphacamp.co/blog/algorithm-and-computational-thinking

LEARN MORE

為什麼要學運算思維?

Shape

培養運算思維能訓練邏輯思考、提升問題解決能力。你會學習如何拆解問題,一步一步找到最有效的解決方法。學習運算思維也有助於了解電腦的運作模式,也就是電腦如何「思考」和執行指令。有了這些知識,你就更能有效運用科技解決問題。

無論你想解決什麼問題,運算思維能幫助你分析問題、找到核心議題,並採取適合的解決方法或工具(例如程式語言)。需要和工程師或技術團隊合作時,發揮運算思維能促進彼此之間的溝通、增加你的工作效率,也有助培養跨領域的技能。

資料來源: https://tw.alphacamp.co/blog/algorithm-and-computational-thinking

LEARN MORE

Google for Education 運算思維

Shape

這是著重於解決問題、程式設計、STEM (科學、技術、工程、數學) 科目的課程,可以協助學生面對未來的種種挑戰。為了盡可能讓學生贏在起跑點,許多學校都在設法協助學生培養一套技術技巧。

LEARN MORE

運算思維

運算思維由來

Shape

2006年3月,卡內基梅隆大學教授。美國國家自然基金會計算與資訊科學工程部助理部長。周以真(英語:Jeannette M. Wing,)教授在美國權威期刊(Communication of the ACM)上給出運算思維的定義

運算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及理解人類行為等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動
運算思維的本質是抽象(Abstract)和自動化(Automation)。它是如同所有人都具備"讀、寫、算"(簡稱3R)能力一樣,都是必須俱備的思維能力

英文期刊: https://www.cs.cmu.edu/~15110-s13/Wing06-ct.pdf

LEARN MORE

ISTE對運算思維的解釋

Shape
CT is a problem-solving process that includes (but is not limited to) the following characteristics:(CT是一個問題解決的過程,包括但不限於下面的特色)
Formulating problems in a way that enables us to use a computer and other tools to help solve them(把問題型塑成一個可以讓我們用電腦和其他工具去解決的樣子)
Logically organizing and analyzing data(有邏輯的組織和分析資料)
Representing data through abstractions such as models and simulations(使用模型和模擬,抽象化的表示資料)
Automating solutions through algorithmic thinking(透過演算法的思考將答案自動化)
Identifying, analyzing, and implementing possible solutions with the goal of achieving the most efficient and effective combination of steps and resources(以步驟和資源最有效益的整合為目標,確認、分析、實作可行的答案)
Generalizing and transferring this problem-solving process to a wide variety of problems(一般化和轉移這個問題解決過程到各式各樣的問題)

資料來源: https://tw.alphacamp.co/blog/algorithm-and-computational-thinking

LEARN MORE

運算思維的其他解釋

Shape
澳洲資訊科技課程將運算思維 定義為「利用數位科技設計與實作演算解法解決問題的思維」(ACARA, 2013)
英格蘭在運算課程中的定義則為「一種凌駕於電腦軟硬體之上,能針對系統與問題 提出思考架構的思維模式」(DOEE, 2013)
Google則將其定義為「一種包含許多 特性的問題解決過程,如:邏輯化的排序與分析資料、用循序的步驟產出解法,以及特定特質,如:能自信處理複雜度與開放式問題」(Google, 2015)。
LEARN MORE



CT應用於各領域

運算思維元素 資訊科學 數學 科學 社會研究 語言藝術
抽象化 使用程序來封裝一組重複使用的指令;使用函數;使用條件敘述、迴圈、遞迴等 使用代數的變數;辨識應用問題中的基本事實;研究代數函數並與程式函數比較;使用迭代(interation)來解決應用問題 為一個物理的實體建立模式 總結事實,從事實中演繹結論 使用明喻和隱喻;寫有分支的故事
問題解析 定義物件和方法; 定義main和functions 利用表示式表達運算順序 對物種進行分類 -- 撰寫大綱
資料表示 使用資料結構,例如:陣列(array),鏈結串列(linked list),堆疊(stack),圖(graph),雜湊表(hash table)等 用長條圖、圓餅圖表示資料;使用集合、數列、圖等表示資料 從實驗資料做出結論 總結並表達趨勢 為不同句型呈現其樣式
模式化與模擬 算法,參數掃描(parameter sweeping) 繪製笛卡爾平面上的函數並修改變數的值 模擬太陽系運動 玩世紀帝國、Oregon trail 重現一個故事
演算法思維 學習經典演算法; 針對某一領域的實作演算法 做長除法、因數分解;作加減法的進位 進行實驗程序 -- 撰寫操作說明

程式設計推動

關於推動大學程式設計計畫

Shape
此計畫目的在使所有學生都有機會學習程式設計之能力,進而將所學應用在自己的專業或未來的職場,期待除了能讓學生具備程式設計或運算思維的基本素養外,也希望非資訊領域學生在學習程式設計後,能進一步擴大其所屬專業領域在資訊應用上的想像空間,進而達到其專業領域的典範轉移(paradigm shift),創造更多跨領域發展加值應用的可能,提升國家資訊力與整體競爭力。
LEARN MORE

共通性需求工作

Shape
在本課程中,我們將針對完全沒有程式設計基礎的學員,從零開始介紹所謂的「運算思維」(computational thinking)。所謂運算思維,是一套以解決問題為目標的思考方式,在面對適合被電腦解決的問題時特別適合,也很適合作為正式學習程式設計等資訊技術之前的前導課程。
LEARN MORE

網頁教學

Shape
可以讓學員從沒有基礎開始學習,由 HTML/CSS認識網頁程式設計,學會JavaScript程式設計、熟悉DOM的結構,並善用jQuery進行網頁的操作。
LEARN MORE

APP教學

Shape
學習 Android裝置的程式設計,不需要撰寫較為艱澀的 Java 語法,只要透過最淺顯易懂的開發工具APP Inventor2,使用拼圖模式來組合程式,就可以完成 Android 裝置的應用程式。
LEARN MORE

互動設計教學

Shape
本課程將以簡單的電腦小遊戲為包裝,從中了解程式邏輯及運算思維,進而學習Processing程式設計技巧。透過年輕人的語言與表達方式,跳脫老師的呆版形象,讓學生能在學習的過程中,不僅能紮實學習更增添許多有趣的元素。此外本課程著重與動畫結合之多媒體程式設計,讓同學在學習程式邏輯中體驗撰寫程式的樂趣,最後能獨立製作屬於自己的遊戲。
LEARN MORE

資料分析教學

Shape
在大數據的時代,運用程式有效率地處理資料、分析內涵與呈現結果是相當實用且重要的能力。本課程將以資料分析應用引導學生學習程式設計。
LEARN MORE

相關影片

運算思維(Computational ..

運算思維與程式設計

教育部推動大學程式設計教學

如何做非資訊領域學生的教學..

培養跨域人才的開胃菜..

人工智慧情感運算與科技藝術..

相關連結











教材分享