基于計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革方法探析

王謝瑋

摘要：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與技能的快速發(fā)展，使目前的教學(xué)方案無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在教學(xué)的需求。在大學(xué)進(jìn)行大學(xué)教學(xué)時(shí)，應(yīng)首先培養(yǎng)學(xué)生建立計(jì)算思維，利用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念，求解問(wèn)題、理解行為、設(shè)計(jì)系統(tǒng)等，以此形成一種新的思維方式，培養(yǎng)出復(fù)合型的創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課；改革方法

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）22-0144-01

計(jì)算思維能力如同學(xué)生的寫作能力、閱讀能力以及算術(shù)基本技能一樣，應(yīng)在日常的學(xué)習(xí)、工作以及研究中運(yùn)用自如，因此，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)計(jì)算思維?，F(xiàn)在是高等教育研究人員面臨的首要問(wèn)題即是改革大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式，從而提高大學(xué)生計(jì)算機(jī)的運(yùn)用能力，有效解決問(wèn)題。

1 計(jì)算思維

計(jì)算思維，是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念，進(jìn)行求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)、理解人類行為的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維是通過(guò)約簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)化、分解等方法，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行綜合性分析，并將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，從而解決問(wèn)題；如何對(duì)面對(duì)的問(wèn)題進(jìn)行建模，使其更容易實(shí)現(xiàn)；計(jì)算思維還能夠恢復(fù)系統(tǒng)，如在根據(jù)容錯(cuò)、糾錯(cuò)、預(yù)防、保護(hù)、冗余等方式下；在不確定情況下還能啟發(fā)式推理來(lái)解決問(wèn)題，如通過(guò)調(diào)度、規(guī)劃、學(xué)習(xí)等方式。所以，計(jì)算思維是一種綜合性思維能力，是以高層次認(rèn)知水平為主導(dǎo)的。

2 計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的方法

2.1 教學(xué)內(nèi)容的組織

老師應(yīng)讓學(xué)生對(duì)該專業(yè)以及計(jì)算機(jī)結(jié)合的相關(guān)技術(shù)和領(lǐng)域進(jìn)行初步認(rèn)識(shí)，并將計(jì)算機(jī)在其領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單闡述，從而引起學(xué)生的重視，以及提高他們學(xué)習(xí)的興趣。由于人們?cè)絹?lái)越重視信息技術(shù)，因此，在入校前新生已具有了一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能，所以，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)模式。

1） 教學(xué)授課環(huán)節(jié)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容主要包括：硬件基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)軟、計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息表示、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)信息安全、Win-dows操作系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化軟件Office2010。在進(jìn)行理論知識(shí)教學(xué)時(shí)，不應(yīng)只是進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，應(yīng)計(jì)算思維為導(dǎo)向加大知識(shí)的深度與廣度，并通過(guò)圖靈機(jī)模型引入計(jì)算的本質(zhì)。結(jié)合猜數(shù)字的游戲、城市交通鋪路問(wèn)題，以及二分查找法等相關(guān)的實(shí)際案例分析，來(lái)教學(xué)圖論中的最小路徑算法，以及計(jì)算思維系統(tǒng)設(shè)計(jì)和算法設(shè)計(jì)概念，具體實(shí)際案例與理論相結(jié)合的方法，讓學(xué)生深刻理解計(jì)算思維的理念，從而使學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題、描述問(wèn)題的能力等得以提高。最后，通過(guò)交互式使用計(jì)算機(jī)，教學(xué)交互方式使用操作系統(tǒng)，以及信息資源管理。通過(guò)程序方式使用計(jì)算機(jī)，教學(xué)算法的含義，并對(duì)與算法有關(guān)的概念進(jìn)行深入介紹，如：軟件工程、算法的設(shè)計(jì)與分析以及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等。相比較于傳統(tǒng)的理論教學(xué)，以計(jì)算思維為主導(dǎo)的理論知識(shí)介紹，無(wú)論在深度上，還是在廣度上都得到了很大的提高。大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)大綱的主要要求就是提高學(xué)生的信息水平，以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。

2） 實(shí)踐操作環(huán)節(jié)

在教學(xué)具體操作環(huán)節(jié)時(shí)，之前老師通常是將每個(gè)菜單，以及每個(gè)按鈕的含義和使用方法都會(huì)一一地講給學(xué)生們，這種灌水式的教學(xué)方法，會(huì)使學(xué)生感到比較枯燥、乏味，另外，也不利于學(xué)生們記憶，使得教學(xué)效果不理想，因此，老師應(yīng)重視學(xué)生軟件學(xué)習(xí)方面能力的培養(yǎng)。Office2010辦公自動(dòng)化軟件是在Windows的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的，它的菜單組成以及窗口界面等具有統(tǒng)一性的特征，而且按功能組成了一個(gè)個(gè)選項(xiàng)卡，因此，主席將選項(xiàng)卡的功能、概念講述給學(xué)生就行，其中需要給學(xué)生講解和演示的功能有Excel2010中的分類匯總和高級(jí)篩選等，其他的操作細(xì)節(jié)不需要特別講解順序步驟。以項(xiàng)目任務(wù)為目標(biāo)，由老師帶領(lǐng)學(xué)生共同參與具體的操作流程，例如，在教學(xué)Word2010的過(guò)程中，應(yīng)先將word2010軟件的主要功能介紹給學(xué)生們，讓他們了解圖文混排、基本文檔編輯和排版、表格制作等功能。然后，通過(guò)制作求職簡(jiǎn)歷的實(shí)例，讓學(xué)生們具體操作各項(xiàng)功能的實(shí)際操作程序，該教學(xué)方法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，在很大程度上提高了教學(xué)的效果。對(duì)于一些難度較高的操作，可通過(guò)以問(wèn)題為導(dǎo)向的方法引導(dǎo)學(xué)生，并進(jìn)行具體演示。

2.2 教學(xué)方法的改進(jìn)

在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合運(yùn)用實(shí)際案例的方法，同時(shí)以問(wèn)題為導(dǎo)向。由于在計(jì)算思維中融入了程序?qū)崿F(xiàn)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想、算法設(shè)計(jì)計(jì)算本質(zhì)、自動(dòng)化計(jì)算等有關(guān)內(nèi)容，因此，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合具體案例進(jìn)行教學(xué)，以使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)中的解決問(wèn)題的方法、基本思想的分析等有個(gè)深入的認(rèn)識(shí)。比如在介紹由機(jī)械計(jì)算工具向自動(dòng)計(jì)算工具探索過(guò)程中，可以以計(jì)算工具發(fā)展史上具有里程碑意義的計(jì)算工具為實(shí)例，首先將其工作原理和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行詳細(xì)的講解，從而使學(xué)生對(duì)計(jì)算的本質(zhì)有一定的認(rèn)識(shí)，明白人們?yōu)槭裁磿?huì)一直不斷的努力實(shí)現(xiàn)計(jì)算工具自動(dòng)化。比如以“雞兔同籠”、“百元買百雞”案例來(lái)介紹常用算法，介紹窮舉算法。設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，在辦公自動(dòng)化軟件操作內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，從而利用問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生尋找解決問(wèn)題的步驟、方法。比如Excel2010的圖表，在講解建立與編輯時(shí)，以某數(shù)據(jù)清單布置其任務(wù)，并以此數(shù)據(jù)清單為基礎(chǔ)建立圖表，圖表由數(shù)據(jù)生成，所以第一步一般是圖表制作，選擇數(shù)據(jù)區(qū)域；建立圖表的功能按鈕或菜單項(xiàng)開始使用；對(duì)圖表的數(shù)值軸標(biāo)題和分類軸標(biāo)題等圖表元素進(jìn)行確定。

2.3 測(cè)評(píng)方法

大部分學(xué)生在解決問(wèn)題及分析問(wèn)題方面欠缺主動(dòng)性、積極性，對(duì)于生活或工作中遇到的問(wèn)題，他們不擅長(zhǎng)使用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，以及計(jì)算思維方法解決問(wèn)題，所以，在課程考核時(shí)，需結(jié)合多種考核內(nèi)容，如：項(xiàng)目作業(yè)展示、學(xué)生參與任務(wù)驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的主動(dòng)性和積極性、學(xué)生共評(píng)、教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、上機(jī)操作內(nèi)容測(cè)試、學(xué)生提交有關(guān)計(jì)算思維的體會(huì)總結(jié)報(bào)告等，確保考核的公正性、公平性以及客觀性?？己俗罱K的目的是激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、以計(jì)算思維的角度主動(dòng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

提高大學(xué)生的計(jì)算思維能力，是高校進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的主要目的。因此，在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，并在各教學(xué)模塊，以及知識(shí)點(diǎn)中不斷地灌輸計(jì)算思維，從而提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力，通過(guò)計(jì)算思維求解問(wèn)題。

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