以計算思維為核心的大學計算機改革實踐初探
——計算機教學改革實踐

李永

（漯河醫(yī)學高等專科學校計算機教研室，河南漯河　462000）

以計算思維為核心的大學計算機改革實踐初探
——計算機教學改革實踐

李永

（漯河醫(yī)學高等?？茖W校計算機教研室，河南漯河462000）

當下，社會的信息化發(fā)展迅速，計算機的應用遍及各個領域，逐漸成為人們生活中重要的一部分。計算思維是一種思維活動，其建立在計算機的基礎上，設計問題求解、系統(tǒng)設計、人類行為理解等范疇。圍繞現(xiàn)在各大院校計算機課程教育的特點，針對教學中的各種情況，本文闡述了以計算思維為核心的改革方案和相關的實踐內(nèi)容。該方案推行一段時間以后，在教學過程中收到了較好的教育成果。

大學計算機基礎計算思維教學改革

計算思維是一種思維活動，其建立在計算機的基礎上，設計問題求解、系統(tǒng)設計、人類行為理解等范疇。這個概念由美國的周以真教授提出，曾在教育界引起不小的轟動。為了在計算機科學技術的研究中，繼續(xù)保持領先地位，部分海外名校已經(jīng)開始實踐以計算思維為核心的教育改革。國內(nèi)的院校也應該當機立斷、堅定立場，推行計算思維能力教學方案，培養(yǎng)一批具有國際競爭力的計算機人才，以適應時代發(fā)展的需要。目前，部分高校已經(jīng)深入關注計算思維教育的作用，并在具體教學方案的探討中達成共識。

1　高校計算機教育課程開展的近況和現(xiàn)有問題剖析

計算機基礎在培養(yǎng)大學生的計算思維能力方面有明顯的效果，是一門公共基礎課程。大學計算機基礎課程的實驗教學對培養(yǎng)學生的能力有至關重要的作用。但是，以現(xiàn)有大學開展的實驗教學情況來看，效果不甚理想，主要存在如下兩個問題。

1.1填鴨式教學法不利于培養(yǎng)學生的思維能力

現(xiàn)階段，各院校的老師在計算機基礎實驗課堂上，基本上都采取先理論后操作的教學模式。教師先講解理論的同時操作演示，然后學生在上機操作的時候?qū)φ战滩闹鸩酵瓿蓪嶒炄蝿?，教師在學生實驗操作的流程中對出現(xiàn)的疑問進行指導。這種填鴨式的注入教學法，使學生在學習過程中缺乏獨立思考，只會根據(jù)指導教材按部就班的完成實驗結(jié)果，明顯降低了自主學習的能力和創(chuàng)新能力。

1.2硬件設備缺乏，學習條件不足影響學生課外學習

由于學生在課外缺乏計算機使用，導致學生在課前預習時沒有操作條件，更加不可能對實驗課題有進一步的深入研究和多方面的創(chuàng)新思維。僅僅在實驗課堂上，學生們很難在較短的時間內(nèi)有所創(chuàng)新，一般情況下只能熟悉計算機的基本操作。所以，課外的操作實踐對學生的計算機使用能力有非常重要的影響，切實關系到教學成果。目前，新入校的大學生還有相當一部分沒有電腦，而計算機實驗課程的課時又相對較少，學生的學習時間得不到保證。并且，學校的實驗室只在上課時開放。所以，學生在課外提升實踐操作水平的機會也很少。

通過對部分大學計算機基礎課程教育的研究發(fā)現(xiàn)，被動的填鴨式教學法暴露出的弊病嚴重影響了大學計算機基礎實驗課程的教學成果。因此，本著提升教學水平和加強學生計算機學思維能力的目標，傳統(tǒng)的計算機基礎課程實踐教育迫切需要創(chuàng)新和改革。

2　以計算思維為核心的大學計算機教學改革實踐探索

在計算機基礎教學的過程中，教師不應該只滿足于教學生完成計算機的實驗操作，而是應進一步開發(fā)學生的計算思維能力。讓每個學生都可以從多方面多層次去思考問題，應用計算思維的方法解決問題。在大學計算機基礎教育的改革方案中，作者有一些建議如下。

2.1引進多媒體，發(fā)展動畫演示教學

當今，很多課堂引進多媒體技術，教學內(nèi)容更加豐富多彩，穿插很多動畫演示，大大提高教學的效率，學生能夠在不知不覺中受到知識的熏陶，獲得啟發(fā)，其學習的興致大大提高，使他們能夠自發(fā)的學習。采用該技術能夠獲得較好的交互性，一方面可以讓學生得到利用計算思維處理問題的能力，另一方面可以增強學生的動手和實踐能力。所以，相對于舊的教學方式，本文提到的動畫演示教學顯示出其更高的教學質(zhì)量，值得推廣。

大學計算機基礎課程涵蓋的內(nèi)容廣泛，涉及到計算機使用的各個領域。為了增強學生的創(chuàng)新能力和綜合操作水平，必須改革傳統(tǒng)的計算機教學方式，在課堂上引進新技術。實際教學過程中，可以進行多種形式的試驗教學方式，如設計型、驗證型等。在此，我們在教學過程中，將課程劃分成下面幾種形式的內(nèi)容：設計型，如word、excel等常用工作軟件；驗證型，如計算機操作系統(tǒng)和硬件方面的知識以及一些使用頻率較高的工具等；綜合型，如數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理。實驗教學的內(nèi)容主要有三個部分，設計型，驗證型和綜合型。

設計型主要指的是像office這類使用頻率較高的軟件，可以進行一些文檔整理的基本操作。這種類型的實驗以任務模式進行教學，培養(yǎng)學生應用自己專業(yè)知識進行設計的能力，把基本操作技能和計算思維的能力相結(jié)合。在教學過程中，需倡導學生突破框架，展現(xiàn)個性，設計出豐富多彩的作品。驗證型主要針對的是計算機操作系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的運用。這種類型的實驗以提出問題的模式進行教學，讓學生帶著疑問自主探索完成實驗操作，獨立思考解決問題，這樣可以很好的培養(yǎng)學生的計算思維能力。綜合型的主要內(nèi)容是計算機數(shù)據(jù)采集和處理。這種類型的實驗以課題模式進行教學，課題可以串聯(lián)很多方面的知識，可以鍛煉學生利用知識綜合解決問題的能力。學生在老師擬定的范圍內(nèi)選擇自己喜歡的課題。課題內(nèi)的每一部分的設計思路和方案都由學生自己獨立完成，教師只做適當?shù)囊龑Чぷ鳌?/p>

2.2立足學習平臺，開展實驗教學

我們主要以“大學計算機基礎實驗教學演訓系統(tǒng)”為學習平臺進行教學實驗以鍛煉學生的計算思維能力。

大體來說，對于老師，實驗教學過程如下：先進行教學準備，在課上交代案例、分析案例，引導學生，找出問題解決思路。接著進行重難點問題剖析，最后進行功課拓展，引導學生發(fā)散思維。教學完了需進行教學效果的評估，課下總結(jié)和反思。

而對于學生，過程大致如下：先預習課程內(nèi)容，在課上弄清老師交代的案例，通過思考和討論的形式分析案例，按照老師提供的思路找出解決問題的方法，最后進行拓展訓練。通過作品和報告展現(xiàn)自己的效果，課下認真復習。

整個教學全程，我們都在實驗教學中結(jié)合著計算思維能力的訓練，鼓勵學生自主學習完成實驗任務，并且大膽創(chuàng)新開發(fā)新的作品，增強學生計算思維的能力。使學生在教師的正確引導下迅速提高實踐技能和創(chuàng)新水平。

3　以計算思維為核心的大學計算機教學方法的具體應用

我們結(jié)合具體事例來探討和展示我們是如何在實際教學中運用以計算思維為核心的大學計算機教學方法的。我們選擇設計性的文字處理作為事例進行說明。

目標：讓學生能夠?qū)W會word的新建、打開、輸入、保存等最基本的操作；學會字體、段落等基本設置；學會表格和圖片的基本運用；學會頁面、頁眉等基本設置。內(nèi)容：老師帶學生練習word的新建、打開保存等基本操作，并進行文字設置、表格制作、圖片插入、設置等操作。重難點：表格制作和設置，在文字中插入圖片。方法：基于教學平臺，應用以計算思維為核心的大學計算機教學方法、靈活運用任務驅(qū)動法。具體教學實施過程如下：

（1）首先老師進行教學備課準備并讓學生對實驗教學流程進行熟悉。（2）老師交代案例，學生要弄清楚案例。如老師的具體交代的案例為：如果讓你編輯我校的活動專題“同一首歌”，你會怎么做？老師應引導學生將自己看成劇中人，投入感情，發(fā)散思維，積極創(chuàng)新，作品必將豐富多彩。（3）老師帶著學生分析問題。老師和學生共同探討，明確實驗目標和需要做的工作，教師開始講解word文字工具的應用，讓學生了解Word的相關操作。（4）學生按照老師提供的思路找出解決問題的方法。此時學生已形成對問題的總體把握，并開始有自己的個人想法，開始引入主題“同一首歌”?？梢园呀處熞龑W生把文檔的制作過程概括為布局排版、標題制作和美化修飾。（5）老師進行重難點問題剖析。學生在教學平臺上進行實際操練，個性化地獨立完成任務“同一首歌”制作任務。在完成基本的課堂實驗任務后，老師再講解并重點和難點問題，并操作演示給學生看，其中的主要操作交給其他學生上臺演示。（6）最后進行任務拓展訓練。學生完成了基本的實驗操作后，老師再布置新的課題，分為必做題和選做題。第一道必做題是制作個人簡歷，有一定的難度。第二道必做題是制作一張生日祝福賀卡。第一道選做題是輸入歐姆定律公式；將一篇文章中所有的“家園”替換成“我們的家園”。拓展題目由學生自主選擇和完成。老師于下次課堂上進行答案公布和講解。（7）做完后，鼓勵學生展示自己的作品并做個相關報告。大家互相點評，活躍氣氛。老師進行課堂總結(jié)。

（8）總結(jié)提高，復習鞏固：課后老師在總結(jié)教學中的經(jīng)驗，提高教學能力。而學生應及時復習，加強對知識的掌握能力，適當進行自我檢測。

采用上述教學方法可以提高學生的學習興趣和他們的自學能力，在培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力的同事，學生計算思維能力也得到大大提高。

4　結(jié)語

大學計算機基礎更重要的是培養(yǎng)和鍛煉學生的思維能力。一旦學生通過訓練獲得這種能力，像計算機一樣地思考問題，便能夠運用其去解決實際問題。本文分析了以計算思維為核心的大學計算機教學改革實踐過程，取得了良好的教學效果。由于本方案正處于探索階段，難免存在一些不當之處，我們將繼續(xù)進一步進行研究，提高教學質(zhì)量，旨在培養(yǎng)和提高學生的計算思維能力。

［1］肖川，張向東.大學計算機基礎教學實踐與思考［J］.當代教育理論與實踐，2012年05期.

［2］姜永生.基于大學計算機基礎課程的計算思維培養(yǎng)的教學模型研究［J］.電腦知識與技術，2012年14期.

［3］毛亮.計算機基礎教學中計算思維能力培養(yǎng)的探討［J］.計算機光盤軟件與應用，2012年09期.

［4］牟琴.基于計算思維的計算機基礎課程教學與學習的模式研究與實踐［D］.四川師范大學，2012年.

李永（1971—），男，河南太康人，本科，副教授，研究方向：計算機教學和算法研究。