淺談以計算思維為導(dǎo)向在課程改革中的應(yīng)用研究

張雅潔 錢琨

（哈爾濱華德學院，黑龍江哈爾濱 150025）

淺談以計算思維為導(dǎo)向在課程改革中的應(yīng)用研究

張雅潔 錢琨

（哈爾濱華德學院，黑龍江哈爾濱 150025）

計算思維代表著一種普通的認知和一類普適的技能，應(yīng)該像“讀、寫、算”一樣成為每個人的基本技能，而不僅僅限于計算機科學家，而是我們每個人都應(yīng)該去學習和掌握的，要如何把計算思維更好的運用到教學實踐中，也將是每個教育工作者要面臨的重大的課題。計算思維的提出、應(yīng)用和推廣普及正適應(yīng)了當今社會環(huán)境的需求，為推動教學改革提供了新的挑戰(zhàn)。

計算思維 現(xiàn)狀 能力 教學改革

計算思維的強大潛力必然會在具體的教學工作中和學生的實際學習、掌握知識方面得到充分的體現(xiàn)。但是現(xiàn)在正缺少的是怎樣將計算思維有效應(yīng)用于教學中的方法，也就是如何去應(yīng)用我們的計算思維在教學中進行技術(shù)的創(chuàng)新，這方面的工作還需要我們堅持不懈地去努力探索。

1　計算機思維的概述

目前國際上廣泛使用的計算思維概念是由美國卡內(nèi)基·梅隆大學周以真教授提出的，即計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為的涵蓋了計算機科學之廣度的一系列思維活動。

計算思維的六大特征：概念化，不是程序化；根本的，不是刻板的技能；是人的，不是計算機的思維方式；數(shù)學和工程思維的互補與融合；是思想，不是人造物；面向所有的人，所有地方。［1］計算思維本身并不是計算機的專屬。

著名科學家錢學森說過，教育工作的最終機理在于人腦的思維過程。開發(fā)學生的創(chuàng)造性潛能，培養(yǎng)和提升學生的創(chuàng)新思維與能力是我國素質(zhì)教育的根本宗旨。在幫助學生了解信息技術(shù)基本知識和技能的基礎(chǔ)上，更加注重學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)與提升，應(yīng)是我國計算機教育的根本出發(fā)點和歸宿。

2　當前計算機基礎(chǔ)教學現(xiàn)狀

2.1教學方法的古板

傳統(tǒng)的教學方法就是老師在上邊用PPT講，學生課下拷貝課件。老師和學生之間互動極少。到每學期末的時候，通常都采用出卷的形式去考試，學生只需復(fù)習課件的內(nèi)容或是背下來老師給的復(fù)習范圍，這樣很容易使學生產(chǎn)生機械式的學習，這就會直接影響最后的教學效果。

2.2學生缺乏主動學習的意愿

在課堂上能夠全神貫注聽老師從頭到尾講課的越來越少，學生對計算機的掌握水平參差不齊，有的同學已經(jīng)會一部分計算機的知識了。而另一部分在課堂上基本上也就能集中十幾分鐘的精神，甚至更少。而課下除了應(yīng)付考試外，很少一部分的學生回去會溫習課堂上老師所講授的內(nèi)容或是看看教材上的知識點，學習主動性很差。

2.3教學考核方式的不科學

在以往的教學中，評價的方式就是在期末考試當中使用最后的卷面成績?nèi)ミM行評價。通常是筆試的考核，但其實試題的知識點的覆蓋不可能太全面，教學當中的重、難點等都不可能很突出，也就很難反映出學生的真實水平，最后的結(jié)果是造成學生的實踐及操作能力提不高，學生的創(chuàng)新能力也會被壓制。

3　應(yīng)加強培養(yǎng)學生計算思維的能力

為進一步落實我國高校以“計算思維能力培養(yǎng)”為核心任務(wù)是改變教育觀念，將計算思維有意識地融入到教學內(nèi)容、教學方法與手段以及整個課堂教學之中，潛移默化地幫助學生形成基本計算機文化素養(yǎng)的學習能力、思維能力和研究能力”［3］

教學目的是從培養(yǎng)學生科學認知能力出發(fā)，讓學生理解和建立“信息、計算、智能”這三大核心科學概念；圍繞計算思維的精髓培養(yǎng)學生掌握以“合理抽象、高效實現(xiàn)”為特征的構(gòu)造性過程的能力；（1）計算機使用能力（computer literacy）。即基本的使用計算機和應(yīng)用程序的能力，例如使用word，讀寫文件以及使用瀏覽器等。（2）計算機系統(tǒng)認知能力（computer fluency）。這是一種較高水平的理解和應(yīng)用計算機的能力，主要包含在深入了解計算機系統(tǒng)知識和原理的課程中，如計算機網(wǎng)絡(luò)原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等。（3）計算思維能力（computational thinking）。計算思維反映了計算機學科最本質(zhì)的特征和最核心的解決問題方法。計算思維旨在提高學生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學生發(fā)明和創(chuàng)新的能力及處理計算機問題時應(yīng)有的思維方法、表達形式和行為習慣。

因此，在大學里推進“計算思維”這一基本理念的教育和傳播工作是十分必要的，計算思維在一定程度上像是教學生“怎么像計算機科學家一樣思維”，這應(yīng)當作為計算機基礎(chǔ)教學的主要任務(wù)。［4］

4　如何將計算思維運用到教學改革中

計算機基礎(chǔ)教學是培養(yǎng)大學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)。在新形勢下，計算機基礎(chǔ)教學的內(nèi)涵在快速提升和不斷豐富，進一步推進計算機教學改革、適應(yīng)計算機科學技術(shù)發(fā)展的新趨勢，是國家創(chuàng)新戰(zhàn)略對計算機教學提出的重大要求。

（1）要營造出一種比較和諧的、愉快的學習氛圍。教學活動其實并不是枯燥的純理論的傳輸，它一定伴隨著強烈的情感反應(yīng)。在教學過程當中，老師可以借助一些游戲軟件或是案例教學，用源自于社會、生活、經(jīng)濟等領(lǐng)域的典型案例來調(diào)動學生的積極性，將案例與知識點相結(jié)合，深化學生對知識點的理解和掌握。來吸引學生們的興趣，教學中一定要通過教學方法的改變，使學生去主動學習。

（2）要鼓勵學生參加科技競賽活動。每年還會有各種各樣的關(guān)于計算機的競賽。我校每年都會有許多的學生去報名參加。學生們在比賽前，都要精心去準備才能取得更優(yōu)異的成績。通過這些所有的活動，培養(yǎng)學生的探索精神、科學思維、實踐能力和創(chuàng)新能力。

（3）繼續(xù)加大實驗課程的力度，增加一些程序設(shè)計的大作業(yè)。學生可自由組合成小組，這樣能夠以一定強度使學生掌握必要的計算機應(yīng)用技能，鍛煉動手實踐能力，老師引導(dǎo)學生自主思考、歸納和總結(jié)，讓學生體會和理解如何用計算機科學的思維和方式去解決專業(yè)問題，進而培養(yǎng)學生的計算思維能力。

（4）校企合作培養(yǎng)創(chuàng)新人才。校企合作的結(jié)合即學校與生產(chǎn)企業(yè)之間相互合作，促進和提升學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才提供廣闊空間。如果只停留在理論教學層面，學生學到的知識就如同紙上談兵。讓學生深入實踐鍛煉，了解社會的前沿技術(shù)，將書本上學到的知識與實際運用相接軌，以備更好的掌握運用所學，推進高素質(zhì)人才培養(yǎng)的同時也解決了就業(yè)的問題。

學校承擔著為國家培養(yǎng)復(fù)合型高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重任，樹立以人為本、培養(yǎng)能力、提升素質(zhì)、綜合發(fā)展的新型教育理念，培養(yǎng)具備計算思維能力、綜合實踐能力以及創(chuàng)新能力的復(fù)合型高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標。計算思維所帶來的教學改革并不是一朝一夕就能完成的，還需要我們不斷的探索，研究和總結(jié)，相信在不久的將來以計算思維為導(dǎo)向的教學改革研究會有更大的突破。

［1］陳國良.計算思維導(dǎo)論.北京：高等教育出版社，2012：11.

［2］王移芝，魯凌云，周圍.以計算思維為航標拓展計算機基礎(chǔ)課程改革的新思路［J］.中國大學教學，2012（6）：39-40.

［3］李波.計算思維與大學計算機基礎(chǔ)［J］.中國大學教學，2012（7）：44.

張雅潔（1981—），女，黑龍江哈爾濱人，畢業(yè)于黑龍江大學，學士，講師，主要從事計算機教育研究；錢琨（1981—），女，黑龍江哈爾濱人，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學，學士，講師，主要從事計算機教育研究。