高職高專計算機專業(yè)學生計算思維能力培養(yǎng)芻議

謝俐，張海

（重慶電力高等?？茖W校，重慶，400053）

高職高專計算機專業(yè)學生計算思維能力培養(yǎng)芻議

謝俐，張海

（重慶電力高等?？茖W校，重慶，400053）

現代職業(yè)教育要求協(xié)調推進人力資源開發(fā)與技術進步，培養(yǎng)高素質勞動者和技術技能人才并促進全體勞動者可持續(xù)職業(yè)發(fā)展。因此，高職高專院校作為職業(yè)教育人才培養(yǎng)的主體，在人才培養(yǎng)的過程中不僅要求傳授知識、教會應用，更要求培養(yǎng)學生的科學思維能力和可持續(xù)發(fā)展能力，以更好地指導今后的學習和工作。對邏輯思維能力和學習能力相對較弱的高職高專學生而言，其人才培養(yǎng)的重點則落到計算思維能力的培養(yǎng)上。本文主要就高職高專計算機專業(yè)學生計算思維能力的必要性及實現方法和途徑進行探討。

高職高專 計算機專業(yè) 計算思維 培養(yǎng)

一、高職高專計算機專業(yè)學生現狀分析

隨著高等職業(yè)教育的不斷發(fā)展，高職高專學生在校人數逐年增多。而計算機專業(yè)又是高職高專院校招生人數較多的專業(yè)，人數更是顯著增加。計算機專業(yè)歷經數十載發(fā)展，整體水平有了較大提高，但對于高職高專院校計算機專業(yè)而言仍存在較突出的問題。首先，由于地域差異及個人因素，學生入學時的計算機基礎存在著較大差異。其次，雖然普遍認為學生的計算機水平有了很大程度的提高，但從實際而言，部分學生理論基礎較強，能較輕松地通過等級考試和技能考試，但實踐能力較弱；部分學生動手能力較強，能在教師指引下較順利地完成實踐項目內容，但多數停留在簡單模仿上，不能舉一反三。究其根源，主要因為高職高專學生邏輯思維能力和學習能力相對較弱，在前期學習過程中沒有形成較好的思維習慣，不能較好地通過學習構建并應用自己的知識體系，對知識的掌握主要基于死記硬背或是簡單模仿上。因此，很難融會貫通、舉一反三。

二、高職高專計算機專業(yè)學生應具備的核心能力

近年來，我國職業(yè)教育事業(yè)快速發(fā)展，體系建設穩(wěn)步推進，培養(yǎng)培訓了大批中高級技能型人才，為提高勞動者素質、推動經濟社會發(fā)展和促進就業(yè)作出了重要貢獻。但《國務院關于加快發(fā)展現代職業(yè)教育的決定》（國發(fā)〔2014〕19號）也指出：當前職業(yè)教育還不能完全適應經濟社會發(fā)展的需要，結構不盡合理，質量有待提高。?？聘叩嚷殬I(yè)院校要密切產學研合作，適應技術進步、生產方式變革以及社會公共服務的需要，培養(yǎng)數以億計的服務區(qū)域發(fā)展的高素質勞動者和技術技能人才。這就要求?？聘叩嚷殬I(yè)院校在培養(yǎng)人才的過程中，注重學生專業(yè)技術能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、自主學習能力等技術技能及綜合素質的培養(yǎng)。

就高職高專計算機專業(yè)學生而言，則應著重培養(yǎng)其計算機軟、硬件的安裝、調試、維護能力，計算機網絡搭建、維護能力，計算機軟件開發(fā)、測試能力及網站建設、維護能力等專業(yè)技術能力，以及實踐動手能力、創(chuàng)新思維能力、自主學習能力、獨立解決問題的能力等綜合能力。

三、培養(yǎng)高職高專計算機專業(yè)學生計算思維能力的必要性

無論是熟練掌握計算機軟、硬件的安裝與維護能力，或是熟練掌握計算機軟件的開發(fā)、測試能力等計算機相關能力，都需要學生具備主動學習、獨立思考、認真分析和努力解決問題的能力，并在分析和解決問題的過程中培養(yǎng)邏輯思維能力、實踐動手能力、獨立解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力，同時在分析和解決問題的過程中逐漸構建自己的知識體系，以便融會貫通，靈活應用。

而計算思維能力正是基于對問題的深入剖析和客觀推理反映問題本質的理性認知過程，是通過抽象思維和邏輯思維來分析和解決問題的能力。2006年3月，美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授在美國計算機權威期刊《Communications of the ACM》給出了計算思維（Computational Thinking，簡稱CT）的定義：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維是一種科學思維，與實證思維、邏輯思維一起構成了人類的三大思維。計算思維的培養(yǎng)是潛意識思維到有意識思維的轉換過程。計算思維能力是計算機專業(yè)人才應具備的最基本、最重要的能力之一。

因此，要培養(yǎng)高職高專計算機專業(yè)學生專業(yè)核心能力及可持續(xù)發(fā)展能力，首先要培養(yǎng)好學生的計算思維能力。

四、計算機專業(yè)學生計算思維能力培養(yǎng)的方法與途徑

計算機思維能力的培養(yǎng)不是一朝一夕或是通過一門課集中訓練就能實現的事情，需要通過一套科學的課程體系、采用科學的教學方法，系統(tǒng)培養(yǎng)而實現。就計算機專業(yè)學生而言，其計算思維能力的培養(yǎng)要從基礎課程的教學入手，并通過專業(yè)課程的教學強化逐步培養(yǎng)而成。

（一）計算機基礎課程教學階段

隨著現代信息技術的發(fā)展，計算思維已經成為使用計算機科學分析和解決問題的方法，已經成為信息時代的人們必不可少的基本能力。它同邏輯思維、實證思維一樣深刻影響人們的學習、生活。因此，計算機專業(yè)基礎課程教學不能再局限于計算機基礎知識的傳授和學生計算機基本技能的訓練，而應該重視學生計算機思維能力的培養(yǎng)。

在計算機基礎課程的教學中，以《計算機應用基礎》課程和《C語言程序設計》課程為例。對于《計算機應用基礎》課程的教學，應注意計算機思維的引入。在教學內容安排上，刪減一些專業(yè)生僻或是不常用的計算機名詞解釋和細節(jié)問題，將教學重點放在通過案例教學、任務驅動等方法，引導學生認真分析并努力解決問題，培養(yǎng)其邏輯思維能力、實踐動手能力和獨立解決問題的能力，形成問題分析、解決方案設計、知識點應用的求解過程，從而逐步形成計算思維模式；對于《C語言程序設計》課程的教學，其知識體系應突出程序設計思想，而不是語言本身，不要一味強調語法規(guī)則和程序結構等細節(jié)內容，而應理清問題求解思路和求解方法，注重分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)，完成從原來的教會知識、學會應用到教會方法、學會思考的轉變。在課程教學過程中，引導學生逐步形成問題抽象、算法分析、問題求解的科學思維習慣，并逐漸構建自己的知識體系，即實現從傳統(tǒng)思維到計算思維的轉變，從而進一步培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力和實踐創(chuàng)新能力。

（二）計算機專業(yè)課程教學階段

在計算機基礎課程的教學階段，已讓學生初步感受了計算思維的應用。在計算機專業(yè)課程教學階段，則要通過案例教學法、任務驅動教學法、討論式教學法等多種教學方法，以及小組互評、教師點評等過程化考核方式和開放式教學資源的應用培養(yǎng)、強化并逐步內化學生計算思維習慣。

1、教學方法

案例教學法以教師為主導，教師在對典型問題進行歸納的基礎上，選取經典案例進行模型剖析，即對案例進行問題分析、求解方案設計及知識點應用、講解的過程。讓學生在學習案例的過程中認識教學模型，掌握求解思路及方法，能引用相關知識點解決問題。然后，布置類似案例，讓學生參考教學模型進行問題分析、設計求解方案、應用相關知識點解決問題。如在程序類課程的教學中，首先構建數學模型，然后進行算法描述，進而編寫和調試程序，最后分析運行結果。從而，使學生不僅形成了建模習慣，同時掌握了分析問題和運用所學知識解決實際問題的思路和方法，形成從問題認知-抽象-求解的學習過程。

任務驅動教學法以任務為主線，在教師引導下進行問題分析、任務確定、任務實施、作品呈現和總結評價的過程。整個過程中教師加強了對要解決的問題的分析性描述和解題思路的引導式描述，明確題目要求并提出問題，循序漸進地引導學生層層剖析問題并努力尋求多種求解思路，探索并使用正確的方法求解問題，然后通過計算機效驗結果，最后教師進行總結和指導。從而培養(yǎng)學生首先確定解題思路，再運用所學知識完成目標任務的科學思維習慣，發(fā)揮學生學習的主動性和創(chuàng)造性，形成從問題認知-抽象-決策-求解-驗證的學習過程。

討論式教學法以學生為主體，教師布置教學任務后，讓學生以團隊形式自己分析問題、查閱資料、內部商討、上機調試、解決問題的過程。在此過程中，教師可以實際項目或綜合實驗為案例，引導學生通過團隊協(xié)作，分析問題、建立模型、算法分析、模型求解、結果分析的研究模式來完成任務。最后通過組員自評、小組互評、教師總結等方式評價問題的剖析、求解情況。主張學生以不同的視角、用不同的方法分析和思考問題，并形成不同的觀點。鼓勵學生在團隊中積極闡述并論證自己的觀點，從而在求同存異的過程中激發(fā)學生對問題的思考及學習興趣。從而，在培養(yǎng)學生思維習慣的同時，極大地發(fā)揮其學習的積極性、主動性、創(chuàng)造性及獨立思考問題的能力，形成了從問題認知-抽象-探索-決策-求解-驗證-博弈-升華的學習過程。

2、考核方式

在計算思維的培養(yǎng)過程中，改革原來的考核方式，將結果考核改為過程考核；將單一的教師考核改革為學生自評、小組互評及計算機考試系統(tǒng)評價等多維考核方式；將唯一結果題型考核逐步向開放式結果題型傾斜?？己酥匦姆旁趯W生解題思路、方案設計、解決過程的考核，檢驗學生抽象問題、解決問題的思路。培養(yǎng)學生自主分析、獨立解決問題的能力和探索創(chuàng)新能力。同時，培養(yǎng)其團隊精神和協(xié)作能力，進一步升華計算思維能力培養(yǎng)的效果。

3、教學資源

為進一步鞏固計算思維的培養(yǎng)成果，學校應建立科學的學習支持服務體系，即開放式、可共享教學資源，提供學生自主學習、提升的資源環(huán)境。學生通過網上學習中心、教學資源共享平臺、精品課程平臺等開放式教學資源可及時、方便地查找、解決并驗證學習中遇到的問題。從而鞏固學習效果、拓展所學知識，進一步促進計算思維能力及自主學習能力的培養(yǎng)。

結語

隨著信息化時代的到來，計算思維已不再是一個新興的概念，而是時代進步對人才培養(yǎng)的必然要求。教學作為人才培養(yǎng)的主體方式，應重新認識并審視計算機思維培養(yǎng)的重要性，尤其是對高職高專計算機專業(yè)學生計算機思維能力培養(yǎng)的重要性。樹立基于計算思維的教學理念，健全專業(yè)教學與能力培養(yǎng)聯動的培養(yǎng)機制，構建以學生為主體，教師為主導，以能力培養(yǎng)為核心的教學模式。加強計算思維能力培養(yǎng)的教學研究，從培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展能力的角度積極穩(wěn)妥地推進課程體系改革及教學方法改革。將計算機思維的理念和方法貫穿于教學、教育全過程，著力培養(yǎng)學生利用計算思維分析和解決實際問題的能力，真正做到“授之以漁，而非授之以魚”。讓計算思維不僅指導學生的學習，還將貫穿始終指導今后的工作、生活。

[1]國務院關于加快發(fā)展現代職業(yè)教育的決定.

[2]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊,20O7,3(11)：83-85.

[3]何欽銘等.計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養(yǎng)[J].中國大學教學，2010(9)：5-9.

[4]彭國星等.基于計算思維的“大學計算機基礎”課程教學改革[J].湖南工業(yè)大學學報，2013（7）：103-106.

[5]柳炳祥等.計算機課程中計算思維能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].現代計算機，2013（12）：36-39.

[6]鄧紅衛(wèi)等.基于計算機思維能力培養(yǎng)的程序設計課程教學改革[J].衡陽師范學院學報,2013（12）:146-148.

[7]牛少彰.計算思維與計算機教育[J].通信市場,2014（1-2）:81-83.

A Brief Discussion on How to Cultivate Students’Computational Thinking Ability in Computer Majors of Higher Vocational College

XIE Li,ZHANGHai
(ChongQingElectric Power College,Chongqing400053)

Modern vocational education requires to promote human resources development and technological progress,and to cultivate high-quality laborer and technical and skilled talents to promote the labor force sustainable development.Therefore,as the main bodyofvocational education talent cultivation in higher vocational college,talent cultivation requires not only impart knowledge, learn touse,more for the cultivation ofstudents'ability ofscientific thinking and the ability ofsustainable development in the training process in order tobetter guide the future studyand work.Higher vocational education is relativelyweak on the logical thinkingability and learning ability of college students,and talent cultivation should focus on cultivating computational thinking ability.This paper mainly discusses the necessity and implementation methodology and ways of computing thinking ability of computer majors in higher vocational colleges.

higher vocational college,computer major,computational thinking,cultivation

TP3-4;G712

A

1671-5004（2016）04-0078-03

2016-3-21

重慶市高等教育教學改革研究重點項目資助（項目編號：152060）；重慶電力高等?？茖W校教育教學研究重點項目資助（項目編號：CQEPC15208）。

謝俐（1980-），女，四川成都人，重慶電力高等專科學校副教授、碩士，研究方向：電子信息、自動控制。

張海（1982-）,男，遼寧沈陽人，重慶電力高等專科學校講師,研究方向：數字化辦公和協(xié)作辦公。