基于計(jì)算思維的Excel案例教學(xué)研究

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”能力是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，也是一個(gè)長期的，需要不斷進(jìn)行探索、努力實(shí)踐的過程。針對傳統(tǒng)Excel教學(xué)中存在的問題，在教學(xué)實(shí)踐中開展案例教學(xué)，為培養(yǎng)具有計(jì)算思維能力和創(chuàng)新精神的人才，進(jìn)行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；Excel；案例教學(xué)

中圖分類號：TP391.6

計(jì)算思維是由美國卡內(nèi)基.梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任周以真教授在2006年提出的教育理念。周以真教授對計(jì)算思維的定義：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為，它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。信息社會中計(jì)算思維應(yīng)該和閱讀、寫作、算術(shù)一樣，成為每個(gè)人必須具備的基本技能。必須正確認(rèn)識大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要地位，把培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。

為了落實(shí)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)，教師應(yīng)充分考慮學(xué)科專業(yè)特色，針對不同類別的專業(yè)，制定不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案。Excel作為最流行的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析軟件，廣泛應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)、財(cái)經(jīng)、金融等領(lǐng)域。Excel教學(xué)是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，也是經(jīng)管專業(yè)學(xué)生的必修內(nèi)容，很多高校也開設(shè)了Excel相關(guān)的公共選修課程。Excel教學(xué)是大學(xué)培養(yǎng)文科學(xué)生計(jì)算思維能力的重要手段。

1 Excel課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

Excel的應(yīng)用非常廣泛，只要涉及到數(shù)據(jù)處理，就可以選擇使用Excel來解決。目前的Excel課程教學(xué)中存在著幾個(gè)主要問題：

1.1 狹義工具論。目前，在Excel教學(xué)過程，很多教師把Excel僅僅作為數(shù)據(jù)處理工具介紹，著重講解Excel的操作細(xì)節(jié)。教學(xué)場景往往是：一邊教師先簡單介紹Excel菜單功能，再詳細(xì)演示操作過程；另一邊，學(xué)生被動(dòng)接受傳授的知識，然后依照教師講解重復(fù)操作。這種“軟件培訓(xùn)式”的教學(xué)使學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)Excel就是學(xué)會如何使用Excel工具，使學(xué)生缺乏自主思考和獨(dú)立解決問題的能力。

1.2 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性和靈活性。不同專業(yè)學(xué)生的Excel課程采用相同的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)案例。使得學(xué)生認(rèn)為Excel課程和本專業(yè)的其他課程沒有關(guān)聯(lián)，缺乏對Excel課程學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，對課程的學(xué)習(xí)沒有給予足夠重視。

1.3 教學(xué)模式落后。目前，多媒體教學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，多媒體教學(xué)豐富了教學(xué)內(nèi)容，投影演示等手段使講解內(nèi)容更加直觀形象。但在Excel課程的實(shí)踐教學(xué)中，多媒體的教學(xué)手段并沒有改變傳統(tǒng)的授課方式，還是以教師課堂上講，學(xué)生在下面聽的填鴨式教學(xué)模式為主，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性沒有充分調(diào)動(dòng)起來。

近年來，大學(xué)積極推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，把培養(yǎng)學(xué)生“計(jì)算思維”能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的核心任務(wù)。教學(xué)實(shí)踐中，程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)作為“計(jì)算思維”能力培養(yǎng)重要途徑。Excel具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)知識，如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理功能，還需具有一定的編程能力。Excel教學(xué)能夠提高學(xué)生計(jì)算思維能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 基于計(jì)算思維的Excel案例教學(xué)

案例教學(xué)法作為一種全新的教學(xué)方法，起源于美國，最早被應(yīng)用于實(shí)踐性很強(qiáng)的法學(xué)教育中，后來被廣泛應(yīng)用于其他學(xué)科，是一種深受教師好評、學(xué)生歡迎的教學(xué)方法。Excel是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，教學(xué)實(shí)踐中，我們引入計(jì)算思維的觀念，對項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，以問題為導(dǎo)向的案例教學(xué)進(jìn)行了有益的嘗試，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。

2.1 案例教學(xué)法。案例教學(xué)法就是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為主體，在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用典型案例，組織學(xué)生通過對案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、集體討論與交流等系列活動(dòng)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用各種科學(xué)理論知識進(jìn)行識別問題、分析問題和解決問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的教學(xué)方法。

案例教學(xué)法把抽象的理論和概念融入具體的案例中，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力，可充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)法相比，案例教學(xué)法注重培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力以及創(chuàng)新能力。

2.2 教學(xué)案例的特點(diǎn)。案例是案例教學(xué)的核心，也是案例教學(xué)的載體，案例的質(zhì)量如何在很大程度上關(guān)系著案例教學(xué)的成敗?？梢哉f離開了案例，案例教學(xué)就無從談起。Excel教學(xué)案例設(shè)計(jì)應(yīng)以激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為基本原則。

Excel教學(xué)案例應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）真實(shí)性。案例取材于生活、工作中的實(shí)際；（2）典型性。選取的案例要具有一定代表性的典型事例，概括和輻射許多理論知識，包括學(xué)生在實(shí)踐中可能會遇到的問題，從而使學(xué)生不僅掌握有關(guān)的原理和方法，而且也為他們將這些理論和方法運(yùn)用于實(shí)踐奠定了一定的基礎(chǔ)；（3）針對性。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)與學(xué)生專業(yè)密切相關(guān)的案例，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決本專業(yè)領(lǐng)域問題的能力；（4）啟發(fā)性。教學(xué)中所選擇的案例是為一定的教學(xué)目的服務(wù)的，因此，每一案例都應(yīng)能夠引人深思，啟迪思路，進(jìn)而深化理解教學(xué)內(nèi)容。

2.3 基于計(jì)算思維的Excel案例教學(xué)實(shí)踐。在對經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生講授Excel函數(shù)知識時(shí)，針對學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，選擇某小型外貿(mào)公司財(cái)務(wù)部門計(jì)算員工工資的教學(xué)案例，要求使用公式和函數(shù)計(jì)算員工應(yīng)繳個(gè)人所得稅額。在教學(xué)實(shí)踐中參照以下步驟實(shí)施案例教學(xué)。（1）介紹教學(xué)案例的來源和相關(guān)背景知識，進(jìn)行教學(xué)案例演示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對Excel函數(shù)在財(cái)務(wù)工作中的應(yīng)用有了直觀的了解。許多小微型企業(yè)的員工工資采用Excel軟件來管理，包括計(jì)算員工應(yīng)發(fā)工資、應(yīng)繳個(gè)人所得稅、實(shí)發(fā)工資及匯總統(tǒng)計(jì)工資數(shù)據(jù)等。根據(jù)我國對于計(jì)算個(gè)人所得稅的有關(guān)規(guī)定，個(gè)人所得稅法的計(jì)算方法為：應(yīng)納個(gè)人所得稅稅額=應(yīng)納稅所得額×適用稅率-速算扣除數(shù)。應(yīng)納稅所得額=扣除三險(xiǎn)一金后月收入-扣除標(biāo)準(zhǔn)?？鄢龢?biāo)準(zhǔn)為3500元/月。2011年9月1日起調(diào)整后的7級超額累進(jìn)稅率如圖1所示；

圖1 稅率表

（2）分析案例，提出要研究解決的問題，并對問題進(jìn)行形式化的描述。根據(jù)已知條件，財(cái)務(wù)部門已有員工的基本工資、各類津貼、三險(xiǎn)一金等財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，需根據(jù)計(jì)算個(gè)人所得稅的相關(guān)規(guī)定，計(jì)算出應(yīng)繳個(gè)人所得稅額，進(jìn)而計(jì)算員工的實(shí)發(fā)工資。根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)，可制作企業(yè)員工工資明細(xì)表、上報(bào)稅務(wù)部門的個(gè)人所得稅申報(bào)表、報(bào)送銀行的員工工資發(fā)放明細(xì)表；（3）運(yùn)用計(jì)算思維方法分析問題，提出解決方法，進(jìn)而引出相關(guān)的知識點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生完成案例設(shè)計(jì)任務(wù)。計(jì)算員工個(gè)人所得稅，需要有員工應(yīng)納稅所得額、適用稅率和速算扣除數(shù)等數(shù)據(jù)。應(yīng)納稅所得額可以由基本工資+各類津貼-三險(xiǎn)一金扣除數(shù)-3500計(jì)算得到。而適用稅率和速算扣除數(shù)是由應(yīng)納稅所得額大小決定的。由此可知，問題的關(guān)鍵在于如何根據(jù)應(yīng)納稅所得額求得相應(yīng)稅率和速算扣除數(shù)。使用Excel的IF條件判斷函數(shù)和VLOOKUP查找引用函數(shù)都能解決此類問題。針對新知識點(diǎn)，詳細(xì)介紹IF函數(shù)和VLOOKUP函數(shù)的功能和使用要點(diǎn)，并通過簡單應(yīng)用加深理解。在掌握新知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生完成案例設(shè)計(jì)任務(wù)。

使用IF函數(shù)計(jì)算使用稅率的公式如下（假定計(jì)算得到的應(yīng)納稅所得額在Q6單元格）：

IF（Q6>80000，0.45，IF（Q6>55000，0.35，IF（Q6>35000，0.3，IF（Q6>9000，0.25，IF（Q6>4500，0.2，IF（Q6>1500，0.1，IF（Q6>0，0.03）））））））

同理，計(jì)算速算扣除數(shù)為：

IF（Q6>80000，13505，IF（Q6>55000，5505，IF（Q6>35000，2755，IF（Q6>9000，1005，IF（Q6>4500，555，IF（Q6>1500，105，IF（Q6>0，0）））））））

為符合查找和引用函數(shù)VLOOKUP的使用規(guī)則，需對超額累進(jìn)稅率表做簡單的修改，如圖2所示。

圖2 修改后的稅率表

計(jì)算適用稅率的公式如下：VLOOKUP（Q6，稅率表！$B$3：$C$9，2，TRUE），計(jì)算速算扣除數(shù)的公式為：VLOOKUP（Q6，稅率表！$B$3：$D$9，3，TRUE）；（4）案例教學(xué)結(jié)束后，就案例教學(xué)中所涉及的計(jì)算思維方法和相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)，鞏固加深知識體系。啟發(fā)學(xué)生對案例進(jìn)一步思考、討論，在案例的基礎(chǔ)上是否擴(kuò)展和創(chuàng)新，以及案例設(shè)計(jì)中的不足，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。

3 結(jié)束語

計(jì)算思維是信息社會人才的必備基本技能，在Excel課程中使用以學(xué)生為主體，在教師指導(dǎo)下的案例教學(xué)，注重學(xué)生計(jì)算思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，符合認(rèn)知規(guī)律，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題，解決問題的能力。

參考資料：

[1]何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（09）：5-9.

[2]李桂芝，劉亞輝.基于計(jì)算思維的案例教學(xué)法在VB中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2013（36）：8352-8354.

[3]李花，梁輝.基于計(jì)算思維的Excel課程教學(xué)改革初探[J].工業(yè)與信息化教育，2013（06）：87-89.

[4]於建華，凌云.基于計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（17）：5-7.

[5]甘才軍，周婭.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)與文科生計(jì)算思維培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（19）：20-23.

[6]丁琳，馬淑萍，胡義香.“大學(xué)計(jì)算機(jī)”中面向經(jīng)管類專業(yè)的Excel教學(xué)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2014（18）：4206-4207.

[7]王若賓，胡健，杜春濤.文科專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)方案設(shè)計(jì)—兼談?dòng)?jì)算思維的培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（11）：14-17.

作者簡介：黃宏濤，男，河南新密人，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘。

作者單位：廣東外語外貿(mào)大學(xué) 思科信息學(xué)院，廣州 510006