以計算思維為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)通識課程能力培養(yǎng)的研究

文/陳麗梅

(作者單位：黑龍江外國語學(xué)院信息科學(xué)系)

以計算思維為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)通識課程能力培養(yǎng)的研究

文/陳麗梅

信息技術(shù)的高速發(fā)展對于大學(xué)生如何高效的掌握計算機通識教育課程是目前教育者不斷思考和研究的課題，作為三大科學(xué)思維支柱之一的計算思維科學(xué)對于大學(xué)生的素質(zhì)教育以及創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)具有重要作用。本文主要針對目前在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中面臨的困境與挑戰(zhàn)必須進行行之有效的教學(xué)改革。闡述計算思維在通識教育中的重要性，探討以計算思維為導(dǎo)向的實踐教學(xué)案例的應(yīng)用。

計算思維；通識教育；計算機基礎(chǔ)課程

一、計算機基礎(chǔ)教學(xué)面臨的困境與挑戰(zhàn)

高速發(fā)展的信息化對大學(xué)畢業(yè)生的計算機應(yīng)用能力以及實踐能力的要求更高，這使得我們教育工作者的教學(xué)要求就越來越高；如何能夠真正提高學(xué)生的信息素養(yǎng)能力也是值得思考的問題；計算機的技術(shù)更新速度快，對于計算機的教學(xué)內(nèi)容不能夠一成不變內(nèi)容；計算機的普及率非常高，目前中小學(xué)都已經(jīng)開設(shè)計算機基礎(chǔ)課程。

目前無論是工作、學(xué)習(xí)、生活中都已離不開計算機，使得大部分人普遍認(rèn)為計算機只要會用就可以了，在大學(xué)里沒有必要開設(shè)；大學(xué)生對計算機的認(rèn)識度不夠，認(rèn)為上課沒有實際應(yīng)用價值，缺少學(xué)習(xí)的興趣和動力；由于計算機知識體系比較大以及內(nèi)容更新非?？炫c教學(xué)有限的學(xué)時相互矛盾，大部分高校又縮減計算機基礎(chǔ)學(xué)時，并且教學(xué)資源不能夠得到充分有效的利用等，最終導(dǎo)致計算機基礎(chǔ)教學(xué)可有可無的錯誤認(rèn)識。

綜上所述，對于高校計算機的教育教學(xué)，我們必須在有限的課時以及面臨困境與挑戰(zhàn)下，應(yīng)該積極的進行對教學(xué)改革以及創(chuàng)新教育教學(xué)模式。

二、計算機通識教育與計算思維

計算機基礎(chǔ)通識課程是指高等學(xué)校為低年級的非計算機專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的計算機公共基礎(chǔ)類的課程。根據(jù)高等教育對計算機基礎(chǔ)課程培養(yǎng)制定的目標(biāo)是學(xué)生應(yīng)該具有掌握計算機科學(xué)與技術(shù)的基本知識，通過對計算機科學(xué)的足夠認(rèn)識和學(xué)習(xí)，應(yīng)該具備一定的應(yīng)用計算機分析以及解決問題的主動意識與相應(yīng)的能力。

當(dāng)前需要解決的實際問題都比較龐大復(fù)雜，這就需要不斷的了解、掌握訓(xùn)練計算思維能力，培養(yǎng)學(xué)生基于計算機解決實際問題的思路與方法是非常必要的并且也是勢在必行的。

三、以計算思維為導(dǎo)向?qū)嵤┯嬎銠C基礎(chǔ)通識教育教學(xué)

1.確定計算思維的培養(yǎng)目標(biāo)和任務(wù)。計算思維的培養(yǎng)目標(biāo)和任務(wù)就是培養(yǎng)計算思維的能力，使不同專業(yè)的學(xué)生理解和熟練掌握計算機解題的特點與原理。

2.創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段。重點突出教學(xué)的內(nèi)容和創(chuàng)新教學(xué)方法，目的加強學(xué)生的思維訓(xùn)練。在教學(xué)過程中不能急于一時，根據(jù)學(xué)生的實際情況進行分層、分類逐漸推進教學(xué)進度，使學(xué)生充分實現(xiàn)對計算思維的認(rèn)識和了解。例如，可以引入針對培養(yǎng)計算思維能力的討論式教學(xué)，利用可以重點突出計算思維的經(jīng)典案例，通過創(chuàng)新教育教學(xué)的手段等突出教學(xué)的核心內(nèi)容和解決問題的思路與方式。

3.以培養(yǎng)計算思維能力的案例教學(xué)的舉例。在計算機基礎(chǔ)通識課中針對計算機的信息表示與編碼的課中，采用了猜姓游戲的案例。本教學(xué)案例意在以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過案例引發(fā)學(xué)生獨立思考問題、分析問題的計算思維的養(yǎng)成。主要包括相關(guān)知識的問題的引入，通過討論、小組合作、自我分析等方式尋求解決問題的思考，最終找到合適的解決問題的方法與方式，最后使知識進行自我拓展。具體的實施過程如下：

第一，根據(jù)百家姓準(zhǔn)備好7張姓氏卡片，最后一張為姓氏對照表包含前六張所有的姓氏。根據(jù)百家姓的順序一共選了63個姓氏。(如圖1所示)

圖一 姓氏卡片

第二，就可以讓學(xué)生開始游戲了，以第一張開始的順序依次展示給學(xué)生，并讓學(xué)生看到有自己的姓氏的卡片記為1，沒有則就記為0。則根據(jù)學(xué)生的回答立刻告知姓氏，學(xué)生就感到很神奇，激發(fā)了學(xué)生的揭示秘密的興致。

第三，可以開始給學(xué)生講述知道姓氏的秘密，直接引出二進制。例如：某位學(xué)生的答案為001010，則可以立即告訴學(xué)生姓陳。

第四，引出計算機信息編碼的方式與表示0/1，根據(jù)多名不同學(xué)生的編碼重點介紹二進制與對應(yīng)的十進制。

第五，二進制與十進制的轉(zhuǎn)換。如二進制為001010，則為0*25+0*24+1*23+0*22+1*21+0*20=10，在對照表中則為第十姓氏為陳。

第六，接下來可以讓學(xué)生拓展關(guān)于八進制、十六進制以及互相的轉(zhuǎn)換。

綜上根據(jù)本教學(xué)案例，學(xué)生在玩游戲中提高了學(xué)生的獨立思考問題的能力，更好的利用計算環(huán)境培養(yǎng)計算思維。計算思維的培養(yǎng)不一定非得把解決問題的程序?qū)懗鰜?，只利用簡單的自然語言或者流程圖等都可以，計算思維并非計算機專業(yè)學(xué)生才能夠具備的，對于目前而言，所有人類都應(yīng)該具有計算思維的能力。

(作者單位：黑龍江外國語學(xué)院信息科學(xué)系)

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