體育高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)與計(jì)算思維能力培養(yǎng)初探

王益義

摘要：針對(duì)目前計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)教學(xué)研究的不斷興起和深入，以及體育高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀，本文分析了體育高職院校計(jì)算機(jī)教學(xué)的特點(diǎn)和面臨的問(wèn)題，提出將計(jì)算機(jī)教學(xué)與計(jì)算思維有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用多種教學(xué)模式在教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；能力培養(yǎng)；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)；體育高職院校

目前，體育高職院校課程設(shè)置普遍偏重于體育專(zhuān)項(xiàng)能力的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，而輕視問(wèn)題求解的意識(shí)、思想、方法和能力等的培養(yǎng)，即突出技巧性和實(shí)用性，忽視素養(yǎng)性和思維性的培養(yǎng)訓(xùn)練。但隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須具備利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行問(wèn)題思考、問(wèn)題求解的技能，體育高職院校學(xué)生自然也概莫能外。因此，如何培養(yǎng)體育高職院校學(xué)生的計(jì)算機(jī)使用技能和計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解能力，給計(jì)算機(jī)教學(xué)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

● 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)教學(xué)

1.計(jì)算思維

計(jì)算思維就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)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)。[1]這一概念由時(shí)任美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任的周以真教授于2006年提出，被國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)學(xué)界、社會(huì)學(xué)界以及哲學(xué)界的廣大學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究與探討，并獲得了廣泛的贊同和支持。周以真教授指出：[2]計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自摘要：針對(duì)目前計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)教學(xué)研究的不斷興起和深入，以及體育高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀，本文分析了體育高職院校計(jì)算機(jī)教學(xué)的特點(diǎn)和面臨的問(wèn)題，提出將計(jì)算機(jī)教學(xué)與計(jì)算思維有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用多種教學(xué)模式在教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；能力培養(yǎng)；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)；體育高職院校

動(dòng)化。計(jì)算思維是每個(gè)人都必須具備的思維能力，而不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。如同所有人都具備“讀、寫(xiě)、算”能力一樣。計(jì)算思維作為人類(lèi)求解問(wèn)題的一條重要途徑，其能力的提高有助于人們對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的求解。計(jì)算思維提出了面向問(wèn)題解決的系列觀(guān)點(diǎn)和方法，這些觀(guān)點(diǎn)和方法有助于人們更加深刻地理解計(jì)算的本質(zhì)和計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的核心思想。[3]

2.計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)

計(jì)算思維是當(dāng)前國(guó)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)教育需要重點(diǎn)研究的重要課題。[4]計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要性已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)教育工作者充分的重視。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)應(yīng)由一系列的課程組成，而大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是其中最重要也是最適合的一門(mén)課程。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是普及計(jì)算機(jī)文化、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力和訓(xùn)練計(jì)算思維能力的重要環(huán)節(jié)，將計(jì)算思維引入計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革中就成了非常重要和緊迫的任務(wù)。

● 體育高職院校計(jì)算機(jī)教學(xué)與計(jì)算思維培養(yǎng)現(xiàn)狀

本文以浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)為例進(jìn)行分析研究。我院作為全國(guó)14所體育類(lèi)高職院校之一，目前針對(duì)5個(gè)體育相關(guān)專(zhuān)業(yè)，按照專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，分別開(kāi)設(shè)了《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》和《多媒體課件制作與應(yīng)用》兩門(mén)計(jì)算機(jī)課程，而其中《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》為各專(zhuān)業(yè)必修之公共基礎(chǔ)課程，共54學(xué)時(shí)，由理論知識(shí)講授和操作技能訓(xùn)練兩部分組成，以期末測(cè)試與等級(jí)證書(shū)考試相結(jié)合作為評(píng)價(jià)手段。作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育工作者，筆者在常年的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐中，總結(jié)了以下幾點(diǎn)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：

（1）學(xué)生入學(xué)時(shí)計(jì)算機(jī)水平參差不齊、應(yīng)用能力差異較大。由于體育類(lèi)高職院校的特殊性，大部分學(xué)生由省下屬體校升入，或自小就在各體育項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)隊(duì)訓(xùn)練、生活，因此基本是零起點(diǎn)，基礎(chǔ)較差。

（2）傳統(tǒng)授課模式簡(jiǎn)單機(jī)械的講解和示范，學(xué)生往往難以消化，容易遺忘，由此造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低，自主學(xué)習(xí)積極性差，學(xué)生往往按照教師講解的步驟一步一步地完成設(shè)計(jì)和操作，缺乏自己思考的過(guò)程，欠缺計(jì)算思維能力的訓(xùn)練。

（3）教學(xué)內(nèi)容主要著眼于軟件工具的使用，忽視計(jì)算機(jī)理論和計(jì)算機(jī)文化的傳授和傳播；重視操作過(guò)程，而缺少思維能力訓(xùn)練，陷入了“狹義工具論”的境地，淪為Office軟件的操作練習(xí)，以致大部分的學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)就是Office的使用。

（4）計(jì)算機(jī)證書(shū)考試也在一定程度上影響著計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)容和水平。將計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的證書(shū)與畢業(yè)證書(shū)捆綁，雖能促使學(xué)生掌握一些考試的方法和技巧，卻易陷入誤區(qū)。學(xué)生和教師通常以通過(guò)等級(jí)考試為課程的主要目標(biāo)，而忽視了計(jì)算機(jī)教學(xué)的本質(zhì)內(nèi)容，使得計(jì)算思維能力的培養(yǎng)無(wú)從談起。

（5）由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，計(jì)算機(jī)教材與實(shí)踐平臺(tái)總是落后于現(xiàn)實(shí)，技術(shù)與技能方面的教學(xué)內(nèi)容總跟不上時(shí)代的發(fā)展。

上述情況表明，以實(shí)用性教學(xué)為主的體育高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)注重軟件工具的操作使用，卻長(zhǎng)期忽視學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，使得計(jì)算機(jī)教學(xué)淪為了微軟辦公產(chǎn)品說(shuō)明，而無(wú)法教會(huì)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的方法和能力。因此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革勢(shì)在必行，改變觀(guān)念，改變?cè)械慕虒W(xué)思想和教學(xué)方法，確立培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為教學(xué)核心，將計(jì)算思維貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。

● 基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式

1.基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式

基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式中，師生圍繞任務(wù)進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。教師設(shè)計(jì)任務(wù)、呈現(xiàn)任務(wù)、實(shí)施任務(wù)、總結(jié)評(píng)價(jià)，學(xué)生在明確任務(wù)、完成任務(wù)、合作交流等教學(xué)過(guò)程中學(xué)習(xí)計(jì)算思維的知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算思維能力，培養(yǎng)解決問(wèn)題和實(shí)踐創(chuàng)新的能力。[5][6]在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過(guò)程中，教師在設(shè)計(jì)和實(shí)施任務(wù)時(shí)需要注意培養(yǎng)學(xué)生間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，使學(xué)生在交流中探究解決問(wèn)題的思路，并進(jìn)行成果展示和評(píng)價(jià)，交流心得，鞏固已有知識(shí)拓展新知識(shí)。

體育類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生最不缺的就是活力，缺少的是教師的有效引導(dǎo)。因此，在基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)實(shí)踐中，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出針對(duì)性強(qiáng)、難度適宜并融入計(jì)算思維方法的任務(wù)，然后引導(dǎo)學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上采用計(jì)算思維來(lái)解決問(wèn)題，完成任務(wù)，并啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的相關(guān)概念方法解決專(zhuān)業(yè)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如，Excel軟件教學(xué)中，任務(wù)設(shè)計(jì)是與體育專(zhuān)業(yè)相關(guān)的“學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)成績(jī)管理系統(tǒng)”，要求學(xué)生充分利用Excel的各項(xiàng)基礎(chǔ)功能來(lái)解決現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜數(shù)據(jù)和信息管理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)的思維方式解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的意識(shí)、思維和方法。endprint

2.基于計(jì)算思維的案例教學(xué)模式

案例教學(xué)法根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，通過(guò)模擬真實(shí)的案例，進(jìn)行案例重現(xiàn)，在教師的引領(lǐng)下，組織學(xué)生對(duì)教學(xué)案例進(jìn)行思考、分析，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念和操作的理解。選擇和組織基于計(jì)算思維的案例時(shí)，應(yīng)從簡(jiǎn)單原則出發(fā)，以便學(xué)生能夠容易理解比較抽象的計(jì)算思維的基本理論和方法，啟發(fā)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，從而達(dá)到計(jì)算思維訓(xùn)練的目的。

例如，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，向?qū)W生講授電子演示文稿時(shí)，首先使學(xué)生了解所要講授的內(nèi)容及其應(yīng)用，然后給學(xué)生演示一個(gè)某國(guó)際知名運(yùn)動(dòng)品牌公司的PPT宣傳作品，引導(dǎo)學(xué)生分析思考、展開(kāi)討論，讓學(xué)生逐步了解作品的制作流程，從設(shè)計(jì)理念到制作技巧，從立意到素材收集，從內(nèi)容安排到畫(huà)面銜接，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、收集處理信息、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)現(xiàn)實(shí)案例也讓學(xué)生知道用這一軟件可以解決與自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)拓寬使用該軟件解決其他問(wèn)題的思路。

3.基于計(jì)算思維的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式

飛速發(fā)展的現(xiàn)代教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)提供的無(wú)限信息資源為計(jì)算機(jī)教學(xué)構(gòu)建了良好的環(huán)境，如何使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲取知識(shí)及解決問(wèn)題是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和思維能力的有效手段之一。學(xué)生可以通過(guò)利用校內(nèi)外的各種信息資源為自身解決問(wèn)題服務(wù)，如校精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)搜索引擎，專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站。在講授“計(jì)算機(jī)分類(lèi)與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)”一節(jié)時(shí)，可以要求學(xué)生先大致了解計(jì)算機(jī)發(fā)展最前沿的知識(shí)，然后讓學(xué)生根據(jù)自己感興趣的方向，發(fā)揮主動(dòng)性、積極性，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，通過(guò)自主學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展方向和應(yīng)用前景，并對(duì)相關(guān)資源信息進(jìn)行資源收集、學(xué)習(xí)、理解和整合，最終完成一篇讀書(shū)報(bào)告。基于計(jì)算思維的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式在學(xué)生思維能力培養(yǎng)的同時(shí)，還能使學(xué)生自主地收集網(wǎng)絡(luò)資源，選擇適合自己的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。

4.基于計(jì)算思維的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是近兩年國(guó)內(nèi)外探討較多的教學(xué)模式之一。[7][8][9]所謂翻轉(zhuǎn)，就是對(duì)原有教學(xué)流程的重構(gòu)，將原本在課堂上講授的內(nèi)容，在課堂教學(xué)之前，由教師創(chuàng)建教學(xué)視頻，連同相關(guān)的學(xué)習(xí)材料放到網(wǎng)上，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在家中或課外觀(guān)看學(xué)習(xí)，回到課堂上師生面對(duì)面互動(dòng)交流并完成作業(yè)的教學(xué)過(guò)程。例如，利用Camtasia Studio將某一部分知識(shí)內(nèi)容的講解和操作過(guò)程錄制并制作視頻，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，由學(xué)生在課前先行自學(xué)，學(xué)生在自我網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并反饋給教師，教師課前加以歸納，以便于課堂上引導(dǎo)更有針對(duì)性；而在現(xiàn)實(shí)課堂上，學(xué)生重點(diǎn)針對(duì)個(gè)人的學(xué)習(xí)情況，尋求教師的個(gè)別化指導(dǎo)，或?qū)W生在教師的引導(dǎo)下，將在線(xiàn)學(xué)到的知識(shí)和技能加以應(yīng)用，來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

這種“先學(xué)后教”的教學(xué)模式將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容放到了課下，學(xué)習(xí)的過(guò)程也成為自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，對(duì)于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)都很有幫助。但該教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的要求較高，基于體育專(zhuān)業(yè)學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，還需教師的嚴(yán)格監(jiān)督和管理。

● 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算思維是每個(gè)人都應(yīng)具備的一種思維能力，計(jì)算思維能力培養(yǎng)是體育高職學(xué)生能力培養(yǎng)的一個(gè)重要方面，也是學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)在其中擔(dān)負(fù)著重要的責(zé)任，在課程教學(xué)過(guò)程中引入計(jì)算思維，培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算思維方法發(fā)現(xiàn)、思考和解決問(wèn)題的能力，并幫助學(xué)生將這種方法與其他專(zhuān)業(yè)課程相銜接，是為其畢業(yè)后走上工作崗位利用計(jì)算學(xué)科的技術(shù)與方法解決各種各樣的問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。

筆者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基于計(jì)算思維的多種教學(xué)方法進(jìn)行了初步的研究，但對(duì)計(jì)算思維的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期、系統(tǒng)的過(guò)程，如何進(jìn)一步改革教學(xué)模式，完善教學(xué)過(guò)程，如何將計(jì)算思維與體育學(xué)科更加緊密地結(jié)合，還有待作進(jìn)一步深入的探討與嘗試，以期獲得更好的培養(yǎng)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]J.M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM. 2006，49（3）：33-35.

[2]J.M. Wing. Computational Thinking and thinking about computing[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society，2008，366：3717-3725.

[3]李廉.計(jì)算思維——概念與挑戰(zhàn)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（1）：7-12.

[4]牟琴，譚良.計(jì)算思維的研究及其進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011，38（3）：10-15.

[5]牟琴，譚良，周雄峻.基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式的研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，21（6）：44-49.

[6]呂會(huì)慶，張巍.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（7）：94-96.

[7]Jeremy F. Strayer. How learning in an inverted classroom influences cooperation， innovation and task orientation [J].Learning Environments Research， 2012，15（2）：171-193.

[8]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012（04）：46-51.

[9]馬秀麟，趙國(guó)慶，鄔彤.大學(xué)信息技術(shù)公共課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)證研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013（1）：79-85.endprint