基于計算思維的計算機接口課程教學(xué)方法研究

冉興萍

摘要：分析了電子信息工程專業(yè)計算機接口課程的教學(xué)現(xiàn)狀，闡述了教學(xué)過程中對學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的重要性。以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，對這門專業(yè)必修課程中如何培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力的教學(xué)方法提出了幾點想法和建議。

關(guān)鍵詞：計算思維；計算機接口技術(shù) ；教學(xué)方法；應(yīng)用型

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）12-0132-02

Abstract： This paper analyzes the teaching situation of computer interface course in electronic information engineering， and expounds the importance of developing students' ability of computing thinking in teaching process. This paper puts forward some ideas and suggestions on how to cultivate students' computational thinking Ability in the course of applied talents training.

Key words： computational thinking； computer interface technology； teaching method； application

1 概述

在高等教育向應(yīng)用型教育轉(zhuǎn)型的趨勢下如何培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力變的非常重要，而計算思維能力的培養(yǎng)恰恰是培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。計算機接口技術(shù)課程是電子信息工程專業(yè)的必修課程，其課程的特點是理論性強，應(yīng)用性強[1]。傳統(tǒng)的教學(xué)中側(cè)重理論知識的講解，而忽略實驗操作，在整個教學(xué)過程中沒有體現(xiàn)對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。因此探索新的教學(xué)方式、教學(xué)模式以及實現(xiàn)課程內(nèi)容的改革和創(chuàng)新來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力顯得尤為重要。本文通過分析昌吉學(xué)院計算機接口課程的教學(xué)現(xiàn)狀，計算思維能力培養(yǎng)的重要性，提出計算機接口課程中計算思維能力培養(yǎng)的幾種教學(xué)方法。

2計算機接口課程的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 學(xué)生情況

我院電子信息工程專業(yè)是?？茖I(yè)，錄取的學(xué)生普遍存在著基礎(chǔ)知識不牢固，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)方法有缺陷等特點，學(xué)生時常處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)。在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程時學(xué)生由于基礎(chǔ)差，心態(tài)問題不愿自主學(xué)習(xí)從而導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)跟不上節(jié)奏，產(chǎn)生厭學(xué)心態(tài)。基礎(chǔ)課程學(xué)不好導(dǎo)致專業(yè)課程學(xué)不懂[2]。

2.2課程內(nèi)容

計算機接口課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)必修課，該課程的特點是理論性強、操作性強。該門課程涉及匯編程序設(shè)計、微型計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、各種接口電路等知識點。目前課程存在的問題是：課程體系安排不合理，學(xué)時少、內(nèi)容多，理論學(xué)時多、實驗學(xué)時少，甚至有些先修課程沒有開設(shè)。這與該門課程的特點不匹配，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。

2.3教師情況

在計算機接口課程中，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師注重理論知識的講解，忽略學(xué)生的實際動手能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致教師自身素質(zhì)發(fā)展不平衡。許多教師理論知識豐富，但實際操作能力不強，不能很好地將生活中的實際案例與我們所學(xué)知識結(jié)合。

2.4 考核方法

目前計算機接口課程的考核方法是平時成績和期末成績3：7，并且期末成績也僅僅是理論試卷成績，與學(xué)生平時的實驗操作關(guān)系不大。這種考核方法存在著片面性，不能真實地反映學(xué)生對這門應(yīng)用能力要求高的課程的掌握情況。

針對以上問題，如何根據(jù)學(xué)生的實際情況來開展計算機接口課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，分析問題，解決問題的能力是廣大教師著重思考和研究的問題。

3教學(xué)中計算思維能力培養(yǎng)的重要性

計算思維是美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授提出的，她認(rèn)為計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動[3]。計算思維是一種將實際生活中復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化，抽象成我們熟悉的模型，利用數(shù)學(xué)建模的方法進(jìn)行求解問題的思維方式。目前國內(nèi)教育對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)很重視。特別是在以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的培養(yǎng)模式下，提高學(xué)生解決實際問題的能力顯得尤為重要。教學(xué)過程中對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)不僅是培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生一種思考問題解決問題的思維模式。這種能力的培養(yǎng)對學(xué)生走向工作崗位有很好的幫助。

4如何培養(yǎng)學(xué)生在計算機接口課程中計算思維能力

在傳統(tǒng)的計算機接口課程教學(xué)中，側(cè)重的是各種可編程接口芯片與微機連接時硬件接口設(shè)計的介紹，可編程芯片的控制字的設(shè)置及利用匯編語言設(shè)計初始化程序。授課過程中注重于理論知識的講解忽略實驗操作與設(shè)計，沒有把計算思維能力的培養(yǎng)融入教學(xué)中，因此大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒有被激發(fā)，學(xué)生對該課程的掌握只能是表面的理論知識的了解，自身解決問題的能力沒有提高。因此必須進(jìn)行教學(xué)方法的改革。

4.1注重實驗，合理設(shè)置課程實驗?zāi)Ｊ?/p>

實踐是計算思維具體化運用的過程。目前我系開設(shè)的實驗類型大多是原理驗證性的實驗，單元設(shè)計實驗較少，綜合設(shè)計實驗幾乎沒有。驗證型實驗強調(diào)的是基礎(chǔ)知識的掌握，擴展型實驗側(cè)重于激發(fā)學(xué)生的興趣，而綜合型實驗的重點則是挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力[4]。根據(jù)計算機接口課程的兩強特點，必須注重實驗環(huán)節(jié)，合理設(shè)置課程的實驗?zāi)Ｊ匠浞终{(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的動手操作能力，從而促進(jìn)計算思維能力的培養(yǎng)。

4.2引入實際案例，引起學(xué)生的興趣

計算思維就是通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個看似困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題[5]。計算機接口課程的知識點和計算思維能力的培養(yǎng)可分解為單獨的子案例進(jìn)行，各個子案例之間存在聯(lián)系性并服務(wù)于整體課程的知識體系。合理選擇實際案例，讓學(xué)生圍繞案例展開學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)思維的連貫性。例如講解接口課程中的定時/計數(shù)接口芯片8253知識點，可以以實際生活中交通燈的案例來展開。計算機接口課程的特點是硬件和軟件相結(jié)合的。在此案例中包含硬件接口電路的設(shè)計，如8253與微機接口、按鍵接口、LED顯示接口。軟件上則包括相應(yīng)接口模塊的匯編程序設(shè)計。通過實際案例使學(xué)生在學(xué)習(xí)接口這門課程時有的放矢。

4.3 翻轉(zhuǎn)課堂，將學(xué)生由被動變主動

要培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，教師必須改變授課模式。由傳統(tǒng)的教師教學(xué)生學(xué)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，將學(xué)生被動地接受知識變?yōu)橹鲃拥奶剿髦R。教師在上課之前事先將要講授的知識點以問題的形式布置下去，讓學(xué)生自己通過看書、查資料等方式自主學(xué)習(xí)。在課堂中，教師是學(xué)習(xí)活動的組織者，而學(xué)生則是學(xué)習(xí)活動的主體。首先由學(xué)生對問題進(jìn)行解釋和講解，然后教師對學(xué)生的講解進(jìn)行點評和補充，最后教師再對本堂課程的重點內(nèi)容進(jìn)行強調(diào)。在課堂中教師要充分尊重學(xué)生的想法，鼓勵學(xué)生的發(fā)散思維。

5結(jié)論

計算機接口課程作為電子信息工程專業(yè)的必修課程，實現(xiàn)以理論為基礎(chǔ)，以實踐技能訓(xùn)練為中心，以貫穿整個教學(xué)過程的實例教學(xué)為手段的培養(yǎng)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力，有利于提高大學(xué)生在未來就業(yè)中的競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖雋亞，劉磊坡，等.計算機接口技術(shù)課程教學(xué)的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2015（227）：62-64.

[2] 宋煥林.基于計算思維的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)方法研究[J].電腦知識與技術(shù)，2015，11（36） ：85-86.

[3] 鐘柏昌，李藝.計算思維的科學(xué)涵義與社會價值解析[J].江漢學(xué)術(shù)，2016，2（35）：88-97.

[4] 吳衛(wèi)江，趙建輝，等.計算機接口技術(shù)課程實驗教學(xué)探討[J].計算機教育.2011（6）：95-97.

[5] 閻岳.計算機應(yīng)用型人才的計算思維培養(yǎng)研究[J].電腦知識與技術(shù)2016，1（20）：162-163.