基于計算思維的計算機基礎課程一體化教學模式初探

張海琦

摘 要： 計算機基礎是一門實踐性較強的公共課程，目的是培養(yǎng)學生的計算機基礎素質(zhì)，提高學生的計算機應用技能。本文從課程的內(nèi)容規(guī)劃和教學模式兩方面對基于計算思維的一體化教學模式在計算機基礎課程教學中的應用做了初步的研究和探索。

關鍵詞： 計算思維； 計算機基礎； 一體化教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-82-03

0 引言

計算機基礎課程是我國高校學生的一門必修課程，它的任務是對學生進行計算機素質(zhì)教育。該課程內(nèi)容包含著大量的知識壓縮，涉及面非常廣泛，且具有知識更新速度快，針對性不太強的特點。因此，大部分教師在十分有限的課時里無法應對不斷更新的技術，只能注重相關應用軟件的使用，這使得學生在學習中只滿足于掌握計算機的基本操作技能和基本軟件的應用，而缺乏系統(tǒng)構建知識的能力。這些現(xiàn)實情況意味著計算機基礎課程的教學必須面臨改革。本文將基于計算思維探索計算機基礎課程的一體化教學模式，旨在培養(yǎng)學生計算思維的意識與能力，為將來的大學課程打好堅實的基礎。

1 計算思維的概念

國際上公認的計算思維是2006由美國卡內(nèi)基.梅隆大學的周以真教授提出，其定義為： 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[1]。同時還明確地強調(diào)“計算思維”應是每個人都必須具備的基本能力。計算思維的本質(zhì)是抽象和自動化，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。2010年起，培養(yǎng)“計算思維”能力的呼聲在國內(nèi)日漸高漲，8月的西安會議上發(fā)表了《九校聯(lián)盟（c9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》[2]，其目的在于推動高校計算機基礎課程引入計算思維去認識和解決問題，以培養(yǎng)學生的計算思維能力為核心，讓學生建立起利用計算機技術解決問題的思路。

計算思維是一種能力，ACM前主席Denning教授曾系統(tǒng)地總結了計算的七類原理，即計算、通信、協(xié)作、記憶、自動化、評估和設計[3]。計算思維具有計算機科學的許多特征，可以通過掌握計算機科學的基本知識而獲得提高。同時，計算機科學在研究計算思維的概念、方法和內(nèi)容的基礎上，已經(jīng)發(fā)展為解決問題的一種思維方式，這又推動了計算思維的發(fā)展。計算思維包含三個層次的內(nèi)容：計算思維意識、計算思維方法和計算思維能力。這意味著掌握使用計算思維解決問題的基本方法比學會解決問題的技術更加重要；當計算機作為解決問題的工具時，學會如何把問題轉(zhuǎn)化為能夠用計算機解決的形式比僅僅學會如何解決問題的具體技巧更加重要。因此培養(yǎng)學生的“計算思維”能力，將這種思維轉(zhuǎn)化為利用計算機解決問題的思維方式成為了計算機基礎課程教學中一個重要問題。

2 構建基于“計算思維”的啟發(fā)探索與一體化結合的新的教學模式

2.1 以“計算思維”為核心的課程內(nèi)容規(guī)劃

以培養(yǎng)學生“計算思維”為核心，在此前提下，傳統(tǒng)的教學方法已經(jīng)無法滿足教學的需求。如何正確理解計算思維的實質(zhì)，如何在計算機基礎課程中引入“計算思維”、如何完成課程教學的目標，關鍵就在于課程教學的組織方式。目前歸納出的改革模式有方法推進式、內(nèi)容重組式和全面更新式三種，筆者從方法推進式和內(nèi)容重組式突破，在重組課程內(nèi)容時圍繞計算思維的思想，結合本校的計算機基礎課程的教學大綱，將課程內(nèi)容進行了重新規(guī)劃，如表1所示。

2.2 基于計算思維的一體化教學模式

基于計算思維的教學模式，就是建立一種合適的體系，能夠激勵、引導并幫助學生在學習中運用計算思維方法去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，并在這一過程中達到獲取相關知識、訓練操作技能和培養(yǎng)個人能力的目的。

另外，傳統(tǒng)的考核評價機制在一定程度上降低了學生的學習興致和學習動力。很多高校的教學考核是采用期末考試成績和平時成績結合，其中期末考試成績占到70%左右。又因為考慮到考試及格率等因素，最終成績很大程度上無法客觀地反映出學生計算機技能的掌握情況，有時甚至相差甚遠。因此，國內(nèi)外很多高等院校紛紛對教學和考核體制進行了不斷改革。具體有：對教學的基本要求進行規(guī)范化，對教學質(zhì)量提出更嚴格的要求，同時采用了更多樣化的考核方式，從而加強學生的素質(zhì)能力。由此形成了“講授-學習-實踐-考核”一體化教學模式。

基于計算思維的一體化教學模式是指，以教師為主導，學生為主體，并以實踐為核心，以項目為載體，遵循制定好的評價標準，即老師對學生、學生對老師以及學生對學生的一系列評價，來培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新和動手實踐的一種互動教學模式[4]。使得講授與學習在時間和空間上同步進行，讓學生能夠體會“學中做、做中學、學中悟、悟中學”的樂趣所在。該教學模式中，教師的主要任務包括設計項目、呈現(xiàn)問題、輔助學生進行實踐，并考核和評價；而學生則通過明確學習目標、分析問題、共享交流和自我反思等相關教學活動訓練其計算思維方式，達到提高分析問題、解決問題以及實踐創(chuàng)新能力的效果。例如，教師在講授網(wǎng)頁制作時設計項目，讓學生設計制作個人網(wǎng)站，領悟應用網(wǎng)頁相關問題的求解方式。對于該過程中遇到的問題，教師引導學生運用計算思維的方法進行抽象和分析，通過各種途徑進行自主檢索、探究、思考、討論等，形成正確的問題求解思路。最后學生完成該設計項目后，教師繼續(xù)引導學生進行知識的歸納與總結，并相互評價，進一步完善成果。

3 結論

計算思維是創(chuàng)新性人才必備的基本素質(zhì)。而基于計算思維的一體化教學模式則有機結合了教師的教學過程和學生的學習過程，有效調(diào)動了學生的積極性，使學生能夠使用計算思維方法來分析項目、探索未知、協(xié)作學習、相互評價，自主地建構屬于學生自己學習方式，提高其解決實際問題的能力。

參考文獻（Reference）：

[1] WING J M，Computational Thinking[J]. Communications of

ACM，2006.49（3）：33-35

[2] 董榮勝，九校聯(lián)盟（c9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明：教

育的轉(zhuǎn)型[J].中國大學教學，2010.10：14-15

[3] 李廉.計算思維——概念與挑戰(zhàn)[J].中國大學學報，2012.1：

7-12

[4] 孫儉.“教學做評”四位一體的財會專業(yè)技能教學模式探究[J].

職業(yè)，2010.11：67-68