基于計算思維的計算機基礎(chǔ)教學(xué)體系探析*

韋曉虎

（桂林電子科技大學(xué) 教學(xué)實踐部，廣西 桂林 541004）

基于計算思維的計算機基礎(chǔ)教學(xué)體系探析*

韋曉虎

（桂林電子科技大學(xué) 教學(xué)實踐部，廣西 桂林 541004）

當(dāng)前大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)普遍存在教學(xué)內(nèi)容繁多、忽略專業(yè)以及個體差異、課時少，實驗教學(xué)不合理等問題，導(dǎo)致學(xué)生難以掌握必備的計算機基礎(chǔ)知識與技能。大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)體系的改革，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維為理念，精選教學(xué)內(nèi)容，制定合理教學(xué)目標(biāo)，充分運用多種教學(xué)手段相結(jié)合方法優(yōu)化教學(xué)過程，實現(xiàn)實驗與理論并重培養(yǎng)學(xué)生的計算機應(yīng)用能力。

計算思維；教學(xué)體系；多媒體技術(shù)

引言

2009年中國互聯(lián)網(wǎng)普及率已經(jīng)超過全球平均水平，根據(jù)最新《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》，截止2015年12月，中國網(wǎng)民達到6.88億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為50.3%，意味著在許多家庭都配置有計算機以及手機等智能設(shè)備，學(xué)生在進入大學(xué)前就已學(xué)習(xí)過一定的計算機基礎(chǔ)知識。大學(xué)計算機基礎(chǔ)是當(dāng)前工科院校的基礎(chǔ)性課程，其內(nèi)容與學(xué)生以后生活工作緊密相連，學(xué)習(xí)的瓶頸是絕大多數(shù)學(xué)生重視程度不夠，信息素養(yǎng)能力基礎(chǔ)不一。計算機基礎(chǔ)課程教師需要積極探索行之有效的教學(xué)模式，針對不同基礎(chǔ)，不同專業(yè)學(xué)生采用不同理論教學(xué)與實驗方法，對課程進行教學(xué)體系改革，培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力，使學(xué)生在基于計算機應(yīng)用基礎(chǔ)上，在以后的工作、學(xué)習(xí)中熟練運用計算機解決各種問題。

一、精選教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是教與學(xué)相互作用過程中有意傳遞的主要信息，也是教師傳授給學(xué)生的知識和技能總和，教師需要對教學(xué)內(nèi)容認(rèn)真分析，合理提煉和組織教學(xué)內(nèi)容并且合理安排教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)[1]。教育部高等教育司發(fā)布的《關(guān)于公布大學(xué)計算機課程改革項目名單的通知》（教高司函[2012]188號）指出大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)要著力提升大學(xué)生信息素養(yǎng)和應(yīng)用能力，推動以大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)為重點的大學(xué)計算機課程改革，要以培養(yǎng)學(xué)生的運用計算機解決問題的計算思維能力為主要教學(xué)目標(biāo)。針對課程理論學(xué)時“少”的特點，教師可根課程教學(xué)的重難點，精選與提煉教學(xué)內(nèi)容，刪減與實際應(yīng)用不符的教學(xué)內(nèi)容，充分重視理解大原理，忽略繁瑣難懂小細(xì)節(jié)，使學(xué)生在有限學(xué)時內(nèi)掌握計算機基礎(chǔ)原理，懂得如何運用計算機解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

在具體教學(xué)實踐中，一是在課程緒論部分應(yīng)重點突出計算機基礎(chǔ)課程的重要性，強調(diào)計算思維的培養(yǎng)對以后學(xué)習(xí)甚至是工作后的重要性。介紹人們解決問題的常見方法、模塊化方法以及計算思維，并配合一些經(jīng)典案例講解，使學(xué)生意識到計算思維在問題解決中的重要意義，并理解如何將計算思維運用于生活學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生高度重視該門課程的，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。

二是在講解計算機組成結(jié)構(gòu)時，盡量讓學(xué)生將理論知識與實物對應(yīng)起來，讓親自購買過計算機的同學(xué)介紹其購機時對各種參數(shù)挑選的原因，可以在課堂教學(xué)中帶上實際拆開的主機箱讓學(xué)生看，用實物作為道具進行實例講解，并且找到并認(rèn)識各種相應(yīng)部件，讓學(xué)生根據(jù)馮-諾依曼體系結(jié)構(gòu)找出具體機器中的對應(yīng)部件，學(xué)生會印象深刻從而加深對理論知識的理解。

三是結(jié)合課程學(xué)時情況與教學(xué)目標(biāo)對教學(xué)內(nèi)容進行合理刪減。對信息處理等辦公軟件知識進行合理刪減，將具體的演示操作放到實驗課中，演示完成后學(xué)生立即動手操作會有更

好的教學(xué)效果，突出教學(xué)的應(yīng)用性；在操作系統(tǒng)部分，著重于講明白操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中的作用，操作系統(tǒng)基本功能以及組成，并且以當(dāng)前常用的操作系統(tǒng)為例做演示，計算機網(wǎng)絡(luò)部分重點向?qū)W生講清楚網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，不要過多涉及復(fù)雜的協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)底層通信相關(guān)知識。

二、優(yōu)化設(shè)計教學(xué)任務(wù)

首先，教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)任務(wù)，給學(xué)生一些課后思考題目，要求學(xué)生在一段學(xué)習(xí)時間內(nèi)，給出解決方案，這些題目不能包含大量復(fù)雜計算，著重于訓(xùn)練學(xué)生的計算思維，例如在講完二進制與數(shù)制轉(zhuǎn)換后，可以讓學(xué)生完成農(nóng)夫、狼、小羊和白菜過河問題的求解，該游戲難度一般，用常規(guī)語言學(xué)生是可以描述出解決方案步驟，現(xiàn)在要學(xué)生用計算機語言來處理該問題，就需要將各種游戲狀態(tài)用二進制描述，那么整個過河方案就是各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，而各種狀態(tài)對應(yīng)的就是不同的二進制數(shù)，由此學(xué)生可以應(yīng)用二進制數(shù)制于生活中。其次，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點要點設(shè)計教學(xué)任務(wù)，鼓勵學(xué)生課后根據(jù)興趣自主學(xué)習(xí)，并以自學(xué)為主的原則，在課程網(wǎng)站上提供了大量不同題材的素材以及各種微課視頻，便于學(xué)生在課后有選擇的進行學(xué)習(xí)。最后，針對不同專業(yè)學(xué)生設(shè)計教學(xué)任務(wù)，在設(shè)計教學(xué)任務(wù)時將課程內(nèi)容與不同專業(yè)學(xué)生特點相結(jié)合，例如，機械專業(yè)、通信專業(yè)、電子專業(yè)等工科專業(yè)在與法學(xué)、管理、外語等文科專業(yè)學(xué)生以后使用計算機應(yīng)用能力要求是不同的。在具體教學(xué)實施時，教師可以根據(jù)不同專業(yè)分層次進行教學(xué)，并留給學(xué)生一定發(fā)揮創(chuàng)造的空間。

三、多種方法教學(xué)結(jié)合

在教學(xué)過程中倡導(dǎo)使用多媒體教學(xué)為主，但是也積極探尋多媒體教學(xué)與板書教學(xué)兩者相結(jié)合的平衡點，充分結(jié)合兩種教學(xué)方式并發(fā)揮各自優(yōu)點，板書效率低下，但是形式靈活，提前制作的課件難以滿足所有情況的教學(xué)，特別是一些特殊問題出現(xiàn)時或者在課件中表達不夠時，或者是學(xué)生臨時產(chǎn)生的問題在課件上沒有體現(xiàn)時，需要及時使用板書作為補充，運用多媒體技術(shù)開展大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)優(yōu)勢突出，但必須充分認(rèn)識到多媒體技術(shù)的“輔助教學(xué)”的作用，不能完全否定板書的作用。在教學(xué)實踐中必須充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)以及智能手機等智能設(shè)備的普及，現(xiàn)在學(xué)生可以隨時接入互聯(lián)網(wǎng)，需要為課程建立專門的課程網(wǎng)站，在教學(xué)網(wǎng)站中整合教學(xué)過程中的教案、試題、教學(xué)視頻以及課件等各類教學(xué)資源，使學(xué)生能夠隨時根據(jù)需要訪問這些學(xué)習(xí)資料，使學(xué)生在有限的課堂學(xué)時下，掌握學(xué)習(xí)更多計算機基礎(chǔ)相關(guān)知識。

四、多方位保障實驗教學(xué)開展

（一）良好的實驗環(huán)境是開展高效實驗教學(xué)的基本保障

目前，各大院校實驗室基本能夠滿足學(xué)生試驗需要，但是也存在一定問題，比如機器設(shè)備的過高故障率以及安排課時過少等，學(xué)生在僅有的實驗課時內(nèi)難以完成實驗，或者在完成實驗后還想進行進一步的學(xué)習(xí)時無法進行實驗，需要專職人員負(fù)責(zé)維護相應(yīng)計算機設(shè)備，及時維修處理各種故障機器，除正常安排的上課學(xué)時外，在其他時間開放公共機房實現(xiàn)開放式教學(xué)，并且有教師在值班，隨時解答學(xué)生遇到的問題以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，拓展學(xué)生思路，全面提升實驗教學(xué)質(zhì)量。

（二）探究式教學(xué)激發(fā)學(xué)生興趣

探究式教學(xué)通過設(shè)定一些問題讓學(xué)生解決，通過這些問題的解決讓學(xué)生學(xué)習(xí)到新知識。具體為在實驗教學(xué)過程中，改變過去“教師演示-學(xué)生模仿實驗-提交實驗報告”的模式，這種模式忽略了學(xué)生的主動性與參與性，降低學(xué)生對實驗課的興趣。在教學(xué)過程中將實驗過程改為“問題-實驗-觀察分析-結(jié)論-應(yīng)用”，實驗教學(xué)過程中教師只需在一旁指導(dǎo)，由于整個實驗過程中學(xué)生是自己探索進行，對各種知識點的理解與把握更深刻，已不再是對教師演示的簡單模仿，從而有更好的學(xué)習(xí)效果。通過設(shè)定許多問題讓學(xué)生首先嘗試解決，在教師的指導(dǎo)下每個學(xué)生親自動手做實驗，可以激發(fā)學(xué)生操作的熱情，要特別注意的是需要根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生設(shè)計幾個與實驗教學(xué)相關(guān)的問題，要讓學(xué)生在操作的過程中先進行思考，要努力嘗試自己去解決問題，要求學(xué)生將解決過程記錄在實驗報告中。

（三）加強師生互動，讓學(xué)生參加教學(xué)改革

計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革過程中不能忽視學(xué)生的意見與建議，應(yīng)深度加強師生交流并積極互動。在課程開始前需要進行必要的問卷調(diào)查，了解學(xué)生的基礎(chǔ)以及興趣等，為教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備以及以后教學(xué)任務(wù)的制定有極高的參考價值，在課程教學(xué)進行過半之后進行，同樣需要對各個專業(yè)學(xué)生進行調(diào)查問卷設(shè)計，內(nèi)容包括學(xué)生對整體教學(xué)效果的評價、學(xué)習(xí)感受等。問卷內(nèi)容可包含具體內(nèi)容比如對教師指導(dǎo)方式、對課程的興趣、做完試驗后的整體感覺等問題。實踐表明學(xué)生對師生之間的這種互動非常重視，通常能夠提出了寶貴的建議，可以及時優(yōu)化教學(xué)方法，實現(xiàn)教學(xué)的有效性。

五、結(jié)束語

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，要求從事相關(guān)課程教學(xué)的教師不斷學(xué)習(xí)，特別是進行計算機基礎(chǔ)教學(xué)的一線教師，需要及時改革教學(xué)方式，更新教學(xué)內(nèi)容并運用各種先進教學(xué)手段與方式，及時了解學(xué)生的基本情況，在進行計算機基礎(chǔ)教學(xué)時，除了傳授基礎(chǔ)計算機知識外，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生運用計算機解決問題的計算思維能力，制定出滿足學(xué)生需要的合理教學(xué)計劃，創(chuàng)新改革教育理念，需要在教學(xué)實踐過程中不斷探索、總結(jié)和提高。

[1]卓建華.機電專業(yè)理實一體化教學(xué)中學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計與實施[J].職業(yè)技術(shù)教育，2014（35）：55-57.

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At present,there are many problems in college computer fundamental teaching,such as too many teaching contents,ignoring differences between majors and individuals,less class hours and unreasonable experiment teaching.So it is difficult for students to master the necessary basic computer knowledge and skills.The reform of basic computer teaching system in colleges should be based on developing students'computational thinking,selecting teaching content carefully and setting reasonable teaching goals.We should make full use of a variety of teaching methods to optimize the teaching process and place equal emphasis on experiments and theory to develop students' computer application ability.

computational thinking;teaching system;multimedia technology

G642

A

2096-000X（2016）23-0104-02

2016年廣西高等教育本科教學(xué)改革工程資助項目（編號：2016JGB209）；2016年桂林電子科技大學(xué)課程綜合改革在線教學(xué)資源專項項目（編號：C66JWA23JS01）。

韋曉虎（1979-），男，布依族，貴州麻江人，講師，碩士，研究方向為計算機應(yīng)用技術(shù)、計算機基礎(chǔ)教育。