基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)課程教學(xué)改革初探

洪剛

[摘 要]計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的重點(diǎn)。如何將學(xué)員計(jì)算思維能力的培養(yǎng)落實(shí)到具體課程中，是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教學(xué)小組面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)課程中Excel授課內(nèi)容為例并結(jié)合Excel的教學(xué)特點(diǎn)，可以分析在Excel課程中需要培養(yǎng)的計(jì)算思維能力，并在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面，提出實(shí)施的具體做法。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算思維 Excel 實(shí)踐能力

[中圖分類號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 2095-3437（2015）11-0156-03

以可量化的操作技能為主要考核指標(biāo)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式越來越呈現(xiàn)出不符合時(shí)代要求的弊端。學(xué)生一方面喜歡“玩電腦”，另一方面卻對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不感興趣，而教師則往往限于在理論課講解空泛的理論，而于實(shí)踐課以強(qiáng)化操作為主的教學(xué)模式之中。“狹義工具論”使大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育迷失了正確的發(fā)展方向。我校為在校學(xué)員開設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，目的是為學(xué)員掌握一定的計(jì)算機(jī)基本技能并能運(yùn)用計(jì)算機(jī)工具獲取知識(shí)或解決實(shí)際問題提供一個(gè)入門指導(dǎo)。Excel是我校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容，既是影響最大也是難度最大和要求最高的課程。如何上好Excel這門課，對(duì)我校學(xué)員適應(yīng)第一任職需要和今后的學(xué)習(xí)、工作起著不可忽視的作用。

一、融合計(jì)算思維的Excel課程教學(xué)方法

在信息社會(huì)，計(jì)算思維應(yīng)該是每個(gè)人必備的基本技能，而不僅僅屬于科學(xué)家。計(jì)算思維和閱讀、寫作和算數(shù)一樣是人類解析能力的重要構(gòu)成要素。計(jì)算思維在學(xué)界已經(jīng)被定位為與理論思維、實(shí)驗(yàn)思維并駕齊驅(qū)的人類三大科學(xué)思維之一。在我校，Excel教學(xué)面對(duì)的是高中甚至是初中畢業(yè)后入伍，然后經(jīng)過考學(xué)來到我校的學(xué)員。因?yàn)榈赜虿町惻c學(xué)校師資力量的不同，導(dǎo)致學(xué)員數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不盡相同，我校學(xué)生數(shù)學(xué)能力與地方高校學(xué)生存在差距，因此要求學(xué)校的培養(yǎng)重點(diǎn)要從開拓其數(shù)學(xué)思維能力著手。我校的Excel教學(xué)除了教會(huì)學(xué)員如何使用Excel這一工具，更重要的是提高學(xué)員利用計(jì)算思維解決問題的能力。在Excel教學(xué)中，融入計(jì)算機(jī)思維能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)單純的工具教學(xué)到利用計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念和方法對(duì)問題進(jìn)行求解的能力培養(yǎng)。

根據(jù)Excel課程的特點(diǎn)及對(duì)計(jì)算思維能力培養(yǎng)的理解，在我校Excel教學(xué)過程中，教師采用啟發(fā)式、討論式、參與式和案例式等多種教學(xué)方式相結(jié)合的方法來進(jìn)行教學(xué)，其目的為培養(yǎng)、開拓學(xué)生的思維，利用Excel培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

（一）啟發(fā)式教學(xué)

所謂啟發(fā)式教學(xué)，其基礎(chǔ)是通過思維導(dǎo)圖使學(xué)生自行對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。教師在教學(xué)過程中，有意識(shí)的培養(yǎng)與提醒學(xué)生主動(dòng)提出相應(yīng)的問題，通過教師教學(xué)思路的開拓與啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生自行解決問題，提高其分析問題的能力，將Excel所學(xué)課堂知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際解決問題的能力。

（二）討論式教學(xué)

所謂討論式教學(xué)，是指教師在教學(xué)過程中，有意識(shí)的準(zhǔn)備挑選有針對(duì)性的問題，將學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行分組討論，由傳統(tǒng)的教師“教”、學(xué)生“學(xué)”的模式轉(zhuǎn)化為教師與學(xué)生互動(dòng)的教學(xué)方式。在這種互動(dòng)式的教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以站在問題的不同角度來認(rèn)識(shí)和分析、討論問題，從而形成對(duì)問題的不同觀點(diǎn)，教師則可通過正確的引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生分析并找出問題的解決方法，有意識(shí)的提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，自主分析問題，自主解決問題的意識(shí)與能力，使得學(xué)生思維處于活躍狀態(tài)，達(dá)到開拓學(xué)生的思維的目的。例如，可以通過利用Excel對(duì)物理課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，引導(dǎo)學(xué)員思考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（近似值）和Excel分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并通過excel對(duì)數(shù)據(jù)的模擬分析對(duì)數(shù)據(jù)模型有一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)，如圖1、圖2所示。

圖1

圖2

（三）參與式教學(xué)

所謂參與式教學(xué)是指教師主動(dòng)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性，讓學(xué)生通過自己親自動(dòng)手，查閱相關(guān)資料等一系列行動(dòng)，來發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題的方法。教師在課程設(shè)計(jì)時(shí)，有意識(shí)的通過一些實(shí)際實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用等方式，引導(dǎo)學(xué)生互相合作，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手參與的積極性。例如通過Excel數(shù)據(jù)收集、理論分析、建立模型、模型求解、模型應(yīng)用等方式方法來完成教師項(xiàng)目任務(wù)。

（四）案例式教學(xué)

所謂案例式教學(xué)是指教師首先需要準(zhǔn)備一個(gè)適合于教學(xué)的案例，通過多媒體技術(shù)等教學(xué)手段對(duì)搜集的案例進(jìn)行有效分析，根據(jù)學(xué)生所學(xué)Excel相關(guān)模型的基本原理及相關(guān)方法，讓學(xué)生親自體會(huì)并動(dòng)手實(shí)施，以此來提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。

二、基于計(jì)算思維的Excel課程教學(xué)改革的具體措施

（一）教學(xué)內(nèi)容組織

所謂計(jì)算機(jī)思維就是指將一些復(fù)雜與困難的問題通過思維核心，經(jīng)過一系列的約簡(jiǎn)和轉(zhuǎn)化等轉(zhuǎn)化成我們?nèi)菀桌斫饣蛘呖梢越鉀Q的簡(jiǎn)單問題。在我校的Excel課程的教學(xué)內(nèi)容上，教師通過梳理現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，以案例中抽象的數(shù)據(jù)為主線，和學(xué)員一起將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，輸入，提煉與分析，并利用計(jì)算機(jī)思維中的“從抽象到具體”的概念，通過一次完整的數(shù)據(jù)實(shí)例操作，來提高學(xué)生分析與解決問題的能力。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

在我校的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)該采用案例式教學(xué)方法對(duì)相關(guān)問題提出剖析，以求得解決問題的方式方法。通過教學(xué)案例培養(yǎng)學(xué)員盡快從眾多問題中提煉出有效問題，并將問題加以描述，把問題的抽象化轉(zhuǎn)化成具體化。教師指導(dǎo)學(xué)生如何利用相關(guān)工具將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，輸入，提煉與分析，得出最終結(jié)果并加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

（三）基于計(jì)算思維的教學(xué)方法

1.以問題為導(dǎo)向的案例教學(xué)法。案例教學(xué)是以案例為媒介的一種啟發(fā)式教學(xué)方法。針對(duì)Excel課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，我們以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)員有效解決教學(xué)案例中存在問題的能力，在案例教學(xué)中老師側(cè)重引入跨學(xué)科元素，促進(jìn)學(xué)員理解Excel課程和其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)，并嘗試培養(yǎng)學(xué)員利用Excel工具為其他學(xué)科提供數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析、輔助決策等能力。

2.協(xié)作分組法。在我校的信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，要求教師為學(xué)員分組并制定一系列的職責(zé)標(biāo)準(zhǔn)。教師均衡搭配計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較強(qiáng)和較差的學(xué)生為一組，在協(xié)作中，讓每一個(gè)學(xué)員都有其獨(dú)有的作用。這種分組協(xié)作的方法不僅使得學(xué)生與學(xué)生之間互相配合，提高相互協(xié)作的能力，還改變以往的老師教，學(xué)生學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使得師生互相配合協(xié)作，完成老師布置的任務(wù)。在分組過程中，由于組與組的相互競(jìng)爭(zhēng)，組員與組員更需要相互配合，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，活躍了課堂氣氛，教師能在良好的教學(xué)環(huán)境下順利完成教學(xué)任務(wù)，充分體現(xiàn)了學(xué)生教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

（四）以計(jì)算思維為導(dǎo)向的實(shí)踐操作

目前，我校學(xué)員Excel的實(shí)踐操作主要分為基礎(chǔ)應(yīng)用、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用三種類型。

基礎(chǔ)應(yīng)用，旨在結(jié)合我校的計(jì)算機(jī)等級(jí)考試內(nèi)容并根據(jù)考試大綱要求指導(dǎo)我校學(xué)員掌握Excel的一些基本操作。

創(chuàng)新能力，旨在培養(yǎng)學(xué)員的思維能力和創(chuàng)造能力，例如用Excel結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、制作并美化圖表等。

這種創(chuàng)新能力的實(shí)踐，是沒有固定答案和標(biāo)準(zhǔn)模式的，每個(gè)學(xué)生可以自由發(fā)揮，這樣可以擺脫傳統(tǒng)教學(xué)的模式，使得學(xué)生在能夠自由發(fā)揮的基礎(chǔ)上，開拓其知識(shí)面，并保證其創(chuàng)新思維能力的進(jìn)一步提高與拓展，如圖3所示。

圖3

綜合應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)員綜合應(yīng)用Excel技術(shù)的能力，并檢驗(yàn)教學(xué)成果。我校挑選了一些具有實(shí)用價(jià)值的課題，如“利用Excel分析混油閃點(diǎn)”、“學(xué)員成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析”等，要求學(xué)員以組為單位完成課題?？紤]到我校學(xué)員的實(shí)際水平，要求學(xué)員盡可能用Excel提供的功能而不是用VBA代碼完成。學(xué)員可以在教師的引導(dǎo)下，協(xié)同合作，完成了從需求分析到數(shù)據(jù)收集、輸入、處理、分析、可視化等一個(gè)完整的數(shù)據(jù)周期操作，可以了解利用Excel開發(fā)和應(yīng)用的整個(gè)過程。

三、結(jié)語(yǔ)

日常教學(xué)過程中，教師認(rèn)真對(duì)Excel課程教學(xué)的教學(xué)方法進(jìn)行梳理和評(píng)估。通過平時(shí)教師和我校學(xué)員之間面對(duì)面的交流，教師聽取了學(xué)員對(duì)這門課程改革的意見?？偟膩碚f，我校大多數(shù)學(xué)員對(duì)Excel教學(xué)方法表示認(rèn)同，他們的最大感觸是從來沒有想到過Excel的功能如此強(qiáng)大。我們認(rèn)為，趁國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革之際，我們應(yīng)積極運(yùn)用教學(xué)方法的多元化，努力提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，切實(shí)提升學(xué)員實(shí)踐能力。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]