試析基于計算思維的應(yīng)用型本科計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)構(gòu)建

李波 王妍 趙立英

摘要：計算思維是目前當(dāng)今社會比較關(guān)注的一個話題，也是計算界重點研究的課題之一。對于計算機基礎(chǔ)課程來講，最大的難題在于對學(xué)生進行的分層教學(xué)的構(gòu)建。計算機思維屬于人的一種思維模式，是指人們利用自身的智慧解決計算機問題。該文主要分析在計算思維模式下應(yīng)用型計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的構(gòu)建，計算思維對于大學(xué)計算機課程改革的作用以及對于人才的培養(yǎng)具有是意義。

關(guān)鍵詞：計算思維；應(yīng)用型；計算機基礎(chǔ)；分層教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）24-5703-02

1 概述

計算思維是培養(yǎng)學(xué)生計算能力的主要思維，這些計算的過程可以由人的大腦完成，也可以由計算機來完成。計算思維不單單指的是計算機編程，而是比較廣泛的思維方式，這種思維方式應(yīng)該是每個人都具備的。計算思維在日常生活中被人們廣泛運用，多數(shù)用于管理工作中。近幾年來我國高校對于在計算機教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維的這種教學(xué)模式越來越重視，這種思維的培養(yǎng)對于計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的構(gòu)建有很大的幫助[1]。

2 計算思維的概述

長久以來，我國高校的計算機基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容都是對于軟件工具用途的講解，這種講課內(nèi)容導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的只是理論知識，忽略了學(xué)生對于學(xué)習(xí)計算機知識的方法。2006年在美國首次提出了計算思維的概念，并且計算思維被提出后得到了社會各界的廣泛關(guān)注。計算思維代表的是一種技能，是一種思維方式，計算思維結(jié)合了計算機的基礎(chǔ)知識，并且運用計算機的基礎(chǔ)概念來對問題進行解答。計算思維的發(fā)明源自數(shù)學(xué)思維，在進行推理時被廣泛運用。計算思維不只是單純的計算機編程，它是一種抽象的思維方式，是每個大學(xué)生都應(yīng)該具備的一項技能[2]。在對計算思維進行了解時，應(yīng)該首先對計算機科學(xué)的概念有所了解，因為計算機科學(xué)包含了一系列的思維方式。計算思維是每個現(xiàn)代人都應(yīng)該具備的一種思維方式，它也是人們最基本日常生活中最不可或缺的一種思維方式。人們利用計算思維可以解決各種各樣的問題，同時這也是一股指引學(xué)生尋求更好發(fā)展的力量。人們還可以利用計算思維做好日常生活中的管理工作。

3 計算思維對計算機基礎(chǔ)教學(xué)的影響

計算機作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，它本身具有促進其他學(xué)科發(fā)展的作用。先進的計算機技術(shù)可以為人們解決很多問題，例如目前最困擾人們的經(jīng)濟問題，可以通過計算機技術(shù)來解決。所以計算機基礎(chǔ)學(xué)科同時也是一門十分重要的學(xué)科，可以為其他學(xué)科培養(yǎng)優(yōu)秀的人才解決所遇到的難題。大學(xué)是培養(yǎng)人才的重要基地，計算機基礎(chǔ)教學(xué)同時也是培養(yǎng)大學(xué)生能力素質(zhì)的重要課程。計算機基礎(chǔ)教學(xué)是大學(xué)通識教育的組成部分，在學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)、創(chuàng)新培養(yǎng)方面都發(fā)揮著重要的作用。對計算機基礎(chǔ)教學(xué)進行一個準(zhǔn)確的定位，是計數(shù)機基礎(chǔ)教學(xué)面臨的新挑戰(zhàn)，也是計算機改革為了適應(yīng)現(xiàn)代社會所要面臨的新挑戰(zhàn)[3]。

在計算機基礎(chǔ)教學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略中指出，高校學(xué)生必須充分認(rèn)識到計算機基礎(chǔ)教學(xué)對于學(xué)生的重要性，將培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力作為一種目標(biāo)來完成，從而完善計算機課程體系，為所有高校的計算機教學(xué)樹立榜樣。計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革，應(yīng)該主要以計算思維為核心，使計算思維與應(yīng)用型本科計算機基礎(chǔ)課程相結(jié)合，這對于計算機教師來說是一種突破。已經(jīng)接受計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革的同學(xué)，這種有效的結(jié)合可以在未來的工作生活中適應(yīng)各種環(huán)境的變化。這種計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，是一種長期性的發(fā)展，對于計算思維能力的養(yǎng)成有著促進作用。提高計算機基礎(chǔ)課程理論知識，培養(yǎng)計算思維方式，是整個計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程改革的目的。教師只有從思想和方法上對學(xué)生進行講授，計算思維最終才會發(fā)揮它的作用力，對計算機基礎(chǔ)教學(xué)產(chǎn)生巨大的影響。

目前本科計算機基礎(chǔ)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，同時這也是整個教學(xué)中的核心內(nèi)容，所以建設(shè)更加完善的計算機基礎(chǔ)教學(xué)體系，也是當(dāng)前的高校教學(xué)中的主要任務(wù)[4]。計算機對于信息的處理具有高效性，還可以對大量的數(shù)據(jù)進行處理，包括復(fù)雜的系統(tǒng)數(shù)據(jù)或是大型工程的數(shù)據(jù)等等，這些都可以借助計算機來完成對整個過程的控制，計算機應(yīng)用在很大程度上解決了人們的難題，使人們對這個世界有了重新的認(rèn)知。這種機器代替人進行的思考，正是計算思維的重要體現(xiàn)。計算思維的特征與計算機的特征大致上是相同的，計算思維會隨著計算機的發(fā)展而發(fā)展。在應(yīng)用型本科計算機基礎(chǔ)教學(xué)中，教師應(yīng)該合理的安排這方面的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的解決問題能力。計算思維的提出，就是要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

4 計算思維模式下計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的構(gòu)建

目前我國大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)主要以書本為主，進行書本內(nèi)容的教學(xué)。從目前我國的分析狀況上來看，分層教學(xué)是解決這一現(xiàn)象的最好辦法。基于計算思維的分層教學(xué)，應(yīng)主要提高計算機基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)效率，將新的教學(xué)方法應(yīng)用于計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生明確教學(xué)核心，并且對新的教學(xué)方法可以完全的適應(yīng)。這種計算思維是大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展的新理念。大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中最大的困難就是分層教學(xué)的構(gòu)建。很多學(xué)生在計算機等級考試中都通過了，但是在真正的項目應(yīng)用中就不會操作，甚至部分優(yōu)秀學(xué)生在項目驅(qū)動中一直表現(xiàn)良好，但是換另一個項目就不會了[4]。這種教學(xué)體系不僅耽誤了學(xué)生的發(fā)展，對學(xué)生創(chuàng)新能力還沒有一點益處。計算思維觀念逐漸的滲透到計算機基礎(chǔ)教學(xué)中去，要從課程內(nèi)容重要性的角度去學(xué)習(xí)計算思維知識，重點注重的是計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，并且可以獲得解決問題的能力。在計算思維分層教學(xué)模式的構(gòu)建下，教師還要為學(xué)生的發(fā)展需求提供更高層次的教學(xué)內(nèi)容。

4.1 提升計算思維的教學(xué)理念

分層教學(xué)涉及到的教學(xué)內(nèi)容是十分廣泛的，例如有教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新、教學(xué)方法的改變、教學(xué)配置的升級等等，這些內(nèi)容將計算思維的概念分為多種類型，有技術(shù)類、理論類、服務(wù)類、應(yīng)用類等。根據(jù)這些分類與教學(xué)實際相結(jié)合，最終找出一套適合計算機基礎(chǔ)教學(xué)的方案。計算思維與計算機基礎(chǔ)教學(xué)結(jié)合后帶來的好處是，學(xué)生思維能力提升的同時，計算機基礎(chǔ)教學(xué)的質(zhì)量也有所提升[5]。計算機的等級考試是衡量大學(xué)生計算機能力的標(biāo)準(zhǔn)，這種機制的考核也存在一定的弊端，對于學(xué)生解決問題的能力有所忽視，并且在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)中也沒有得到全面的發(fā)展。對于知識點的講解，主要是借助這種形式作為依托，幫助學(xué)生更好地消化理解知識點，同時這也是學(xué)習(xí)計算機知識掌握計算機理論的一種有效方法。計算機作為一種專業(yè)的學(xué)習(xí)工具，培養(yǎng)學(xué)生對實物的認(rèn)知能力是計算機基礎(chǔ)教學(xué)的重點。

4.2 對應(yīng)用型本科計算機課程進行改革

大學(xué)的計算機基礎(chǔ)課程基本上分為兩大類：文科類和理科類。文科類中的計算機基礎(chǔ)課程有分為三類：大公共課程、小公共課程、專業(yè)課程。理科類的計算機基礎(chǔ)課程則是根據(jù)所選專業(yè)的不同，所講授的知識也不同。學(xué)生通過這門課程的學(xué)習(xí)，可以更好的將所學(xué)的知識運用到自己的專業(yè)中去。根據(jù)計算思維的思維方式，應(yīng)該重點考慮每個學(xué)生的基礎(chǔ)理論構(gòu)建，以及自身的學(xué)習(xí)能力，改革后的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程由程序語言、技術(shù)應(yīng)用以及計算基礎(chǔ)構(gòu)成[6]。

在計算機理論基礎(chǔ)模塊中，計算思維導(dǎo)論課程是重點內(nèi)容，學(xué)習(xí)這門課程主要從學(xué)科基礎(chǔ)問題中入手，在對有關(guān)計算理論的內(nèi)容進行學(xué)習(xí)。這門課程要求學(xué)生對計算思維的基本內(nèi)容有所了解，還要了解人與計算機之間存在的局限性。

4.3 使用計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的新方法

教師將教學(xué)進行了層次化的劃分，并且引導(dǎo)學(xué)生的思維更加抽象化，幫助學(xué)生消化吸收課堂上的講課內(nèi)容。加強學(xué)生對基礎(chǔ)概念的理解，提高計算思維能力，同時這也是分層教學(xué)的關(guān)鍵所在。在分層教學(xué)的新方法中，應(yīng)重點考慮將計算機公共課程提高兩個層次[7]。分層教學(xué)的基礎(chǔ)是學(xué)生通過計算機測試，并且根據(jù)測試成績劃分層次。教師可以根據(jù)學(xué)生的專業(yè)不同選擇不同的教學(xué)內(nèi)容，但是要有針對性的進行因材施教，教師還可以發(fā)揮自身的優(yōu)勢為學(xué)生制定專門的教學(xué)模塊，但是所有的教學(xué)都要以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維為根本目的，充分發(fā)揮分層學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，幫助學(xué)生可以得到更好的發(fā)展[8]。

5 計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的意義

我國高校的招生對象主要是全國的高考生，由于受到各地區(qū)教育水平差異的影響，導(dǎo)致學(xué)生的計算機水平存在著巨大的差異。由于受到設(shè)施建設(shè)的影響，城市學(xué)生的計算機水平已經(jīng)達到可以自主完成項目操作的水平，而農(nóng)村學(xué)生還普遍停留在基本操作階段。面對這種現(xiàn)象，高校的計算機基礎(chǔ)課程很難有效的執(zhí)行下去。只有要求高校根據(jù)不同的情況制定不同的教學(xué)方案，根據(jù)學(xué)生計算機水平的不同進行分層教學(xué)。分層教學(xué)是體現(xiàn)因材施教的有效辦法，也是提高高校學(xué)生計算機水平的最佳方式[9]。

計算機分層教學(xué)具有一定的特殊性，其主要表現(xiàn)在靈活性上。教師很據(jù)學(xué)生的計算機實際水平來進行分層次教學(xué)，也可以根據(jù)學(xué)生的實際水平來決定上課時間的長短，這種授課方式充分的打破了原有的教學(xué)模式，在其思維與時間上表現(xiàn)出了固定性[10]。不僅節(jié)約了教學(xué)資源，還使教學(xué)資源的作用發(fā)揮到最大化。從學(xué)生的角度來講，這種教學(xué)方式在一定程度上減少了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，因為學(xué)生可以根據(jù)自己的水平進行學(xué)習(xí)，不用再擔(dān)心跟不上進度的問題，這種教學(xué)方式還避免了優(yōu)生遷就差生的問題，對于已經(jīng)掌握的知識不用在去學(xué)習(xí)。這種分層教學(xué)方式，無論是對學(xué)生還是對教師都是有利的。

6 結(jié)束語

在高校中，計算機課程是基礎(chǔ)課程之一，且具有重要的意義。在整個計算機基礎(chǔ)教學(xué)的過程中，應(yīng)當(dāng)將計算思維融入到教學(xué)當(dāng)中去。構(gòu)建計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的目的就是提高課堂的教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生具有分析問題的能力。計算機思維與計算機基礎(chǔ)分層教學(xué)的融合，可以使學(xué)生的天賦得到發(fā)揮。

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