大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)的探討

賀 琳

（廣州商學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，廣東 廣州510000）

1 “大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程發(fā)展現(xiàn)狀

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)” 課程是本科生進(jìn)入大學(xué)后首先學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)課程。近年來(lái)，許多高校都把該課程列為必修的公共基礎(chǔ)課程之一。課程內(nèi)容根據(jù)不同學(xué)校的要求，主要講授計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)、信息處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技術(shù)。課程的培養(yǎng)目標(biāo)是要求學(xué)生不僅掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且應(yīng)初步具備利用計(jì)算機(jī)分析和解決問(wèn)題的意識(shí)與能力，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)以及更好地使用計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)來(lái)解決本專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

2 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維能力

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是學(xué)校教育的重要組成部分，該課程的教學(xué)內(nèi)涵及目標(biāo)在于將時(shí)代的特征和需求充分地展現(xiàn)出來(lái)， 從而不斷地創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)。該課程的目標(biāo)一方面是在于向?qū)W生傳授計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)技能性知識(shí)、應(yīng)用能力等，另一方面就是注重提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)課程的思維方式， 努力培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力和思維，使其整體素質(zhì)得到提升、改革創(chuàng)新及實(shí)踐的能力不斷強(qiáng)化，進(jìn)而使其綜合素質(zhì)得到提高。因此，當(dāng)前，越來(lái)越多的學(xué)校將基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的研究和探討作為亟待解決的新課程目標(biāo)和主要任務(wù)，將其加入學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。計(jì)算思維能力培養(yǎng)在近些年逐漸成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程研究的重點(diǎn)課和核心任務(wù)。計(jì)算思維這一思維方式是每一個(gè)人都應(yīng)具備的最本質(zhì)的，正如人們要進(jìn)行閱讀、寫(xiě)作等活動(dòng)一樣，是人們?cè)诟鞣N活動(dòng)中必不可少的基礎(chǔ)思維方式，在學(xué)校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程中引進(jìn)計(jì)算思維理念，其最主要的目的就是讓學(xué)生掌握和應(yīng)用計(jì)算思維能力，能夠在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中熟練運(yùn)用。 因此，作為學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要載體，計(jì)算機(jī)教學(xué)基礎(chǔ)課程起著舉足輕重的作用和影響。

3 基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的課程實(shí)踐

如何明確、恰當(dāng)?shù)貙⒂?jì)算思維融入“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)過(guò)程中，以提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)抽象問(wèn)題、進(jìn)行問(wèn)題求解和形式化描述的能力，對(duì)新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革來(lái)說(shuō)，是一個(gè)挑戰(zhàn)和必須面對(duì)的課題。

3.1 教學(xué)組織過(guò)程具有針對(duì)性和系統(tǒng)性

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的第一門(mén)課程，也是計(jì)算思維培養(yǎng)的關(guān)鍵。 但是如何正確理解計(jì)算思維的實(shí)質(zhì)、如何在課程中引入計(jì)算思維的講述方法、如何完成課程的目標(biāo)，要解決這些問(wèn)題，教學(xué)的組織和教師隊(duì)伍的提高就成為關(guān)鍵。 為了保證“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)效果，我們?cè)谡n程實(shí)踐中，要求任課教師首先進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)和交流，加強(qiáng)自身的認(rèn)識(shí)提高，嘗試采用漸變的模式、小班試點(diǎn)的方法，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，并收到了一定的效果。

（1）布置專題、組織研討、定期交流。 計(jì)算思維能力的培養(yǎng)需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新理解和認(rèn)識(shí)，以不同的講授方法傳授給學(xué)生，并在教學(xué)過(guò)程中自然引入，這對(duì)教師是一個(gè)挑戰(zhàn)。 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教師隊(duì)伍的特點(diǎn)又很難讓大家都能很好地適應(yīng)這種教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。 因此，在教學(xué)中我們采用布置專題、組織研討、定期交流的方法，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，深入研討，提高教師對(duì)計(jì)算思維能力培養(yǎng)的認(rèn)識(shí)。對(duì)課程中的能夠體現(xiàn)計(jì)算思維的知識(shí)點(diǎn)分專題布置，然后組織任課教師討論，以更好地把握知識(shí)點(diǎn)的講授。 教學(xué)中定期組織教師或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流，吸取多方經(jīng)驗(yàn)和做法。通過(guò)這些活動(dòng)使授課教師理清了思路，明確了任務(wù)，并達(dá)成了共識(shí)，從而逐漸改變了講授的方法，注意在教學(xué)中加強(qiáng)計(jì)算思維能力培養(yǎng)。

（2）結(jié)合專業(yè)背景開(kāi)展計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。 吸收由不同專業(yè)背景、從事計(jì)算機(jī)研究與應(yīng)用的教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合不同院系的專業(yè)背景進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)，教學(xué)中結(jié)合實(shí)例，重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)在不同學(xué)科的應(yīng)用和解決問(wèn)題所涉及的方法和思想。達(dá)到既闡釋計(jì)算學(xué)科的普通思維，又給出面向特定學(xué)科專業(yè)的案例的教學(xué)效果，以提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)和理解。

（3）采取漸變模式，小班試點(diǎn)，逐步提高計(jì)算思維在教學(xué)中的影響力。在教學(xué)過(guò)程中，要求個(gè)別院系班級(jí)首先嘗試進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，然后將體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣。

3.2 教學(xué)內(nèi)容制訂具有啟發(fā)性和探索性

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)” 課程的很多內(nèi)容都對(duì)計(jì)算思維提供了很好的詮釋和生動(dòng)的案例。在教學(xué)內(nèi)容的組織上，按照教學(xué)大綱，首先歸納出知識(shí)單元，然后梳理出知識(shí)單元中所涉及的計(jì)算思維，要求教師改變傳統(tǒng)單程知識(shí)講述的教學(xué)方法。 在傳授知識(shí)的過(guò)程中，引出思考點(diǎn)，將知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)榛谥R(shí)的思維傳授，講授可見(jiàn)的、可以實(shí)現(xiàn)的思維，突顯計(jì)算思維能力的引導(dǎo)。 因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分析，掌握所涉及的計(jì)算原理，通過(guò)抽象與自動(dòng)化，使學(xué)生形成問(wèn)題求解的思路。特別是要設(shè)計(jì)好師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，給學(xué)生提出問(wèn)題的機(jī)會(huì)。然后還要善于引導(dǎo)學(xué)生積極有效地思考、討論，給予學(xué)生充足的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生積極回答，探索問(wèn)題的求解方法。教師必須事先精心設(shè)計(jì)每堂課教學(xué)內(nèi)容， 重點(diǎn)要放在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力上。

如講授計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成時(shí)，介紹圖靈機(jī)模型思想；講授操作系統(tǒng)時(shí)，介紹進(jìn)程控制、存儲(chǔ)管理等引出的思維；講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，介紹協(xié)議、約定引出的思維；講授數(shù)據(jù)模型時(shí)，介紹關(guān)系引出的思維；講授信息安全時(shí)，介紹驗(yàn)證碼的產(chǎn)生和它引出的思維。同時(shí)，教師在授課過(guò)程中，還向?qū)W生介紹思維導(dǎo)圖的工具，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中注意知識(shí)歸納和總結(jié)，從而增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維。

3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)具有趣味性和綜合性

傳統(tǒng)教學(xué)策略在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，更多的是增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，缺少趣味性和綜合性，忽視了計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。由于大學(xué)生對(duì)新鮮事物好奇，有著豐富的想象力，因此，好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)，要盡量趣味化，貼近生活，給學(xué)生留出創(chuàng)新思維的空間，并能讓學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題抽象化、求解思路化和描述形式化。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，除要求學(xué)生完成一般基本的題目， 還適當(dāng)給出一些綜合性的題目，要求學(xué)有余力的學(xué)生完成，并給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。同時(shí)，利用網(wǎng)上學(xué)習(xí)中心平臺(tái)向?qū)W生提供相關(guān)計(jì)算思維的文章和學(xué)習(xí)資料，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)之余閱讀，并提交學(xué)習(xí)的體會(huì)。

3.4 課程考核標(biāo)準(zhǔn)具有基礎(chǔ)性和實(shí)用性

以計(jì)算思維為核心的課程改革正在不斷地探討和深入，實(shí)施中還會(huì)遇到一些問(wèn)題需要解決和面對(duì)。 對(duì)于該課程的考核標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為應(yīng)該體現(xiàn)“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程在高等教育中的基礎(chǔ)性地位。對(duì)于技能性要求的內(nèi)容，要求學(xué)生必須要達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)，具備在信息化社會(huì)中熟練使用和操作計(jì)算機(jī)的能力，這些技能型知識(shí)的學(xué)習(xí)通過(guò)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程來(lái)完成。 對(duì)于思維性訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容，則應(yīng)該精心設(shè)計(jì)考核內(nèi)容，檢驗(yàn)學(xué)生通過(guò)課程的教學(xué)獲得了哪些思維方法，檢驗(yàn)學(xué)生抽象問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的形勢(shì)下， 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可缺少的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要組成部分，大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不僅要培養(yǎng)學(xué)生具備基本的計(jì)算機(jī)操作， 更要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，是一個(gè)較為長(zhǎng)期的過(guò)程，需要我們不斷探索與實(shí)踐。

［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)——《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》解讀[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010(9)：5-9.

［2］周以真.計(jì)算思維[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊. 2007，3(11)：83-85.

［3］陳國(guó)良，董榮勝.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011(1)：7-11.