基于計算思維的《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》課程改革淺析

黃瑜

計算思維是計算機(jī)教育界高度重視的一個概念，所謂計算機(jī)思維，指的是應(yīng)用計算機(jī)學(xué)科的相關(guān)概念來求解問題并且分析人類行為的思維活動。將計算思維作為指導(dǎo)來改革計算機(jī)教學(xué)，能夠在一定程度上改進(jìn)我國大學(xué)生的認(rèn)知水平以及思維水平，提高他們對計算機(jī)應(yīng)用的理解。

一、《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)存在的問題

當(dāng)前計算機(jī)課程主要集中在高校一年級必修課當(dāng)中，二年級之后雖然某些專業(yè)設(shè)有選修課，但為數(shù)不多，與專業(yè)課程學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系也不夠密切。這樣一來，計算機(jī)課程主要僅是涉及基礎(chǔ)知識與操作，在教學(xué)過程中很少能結(jié)合本專業(yè)的知識具體應(yīng)用，以至于學(xué)生僅學(xué)會幾個常用軟件的操作，長時間不用，把學(xué)到的知識也都忘得差不多了。曾有學(xué)者指出，當(dāng)人們從大學(xué)畢業(yè)若干年后，就會把大學(xué)老師在課堂上所講授的知識幾乎全都忘記了，剩下的才是大學(xué)教育的精髓。由此可知，大學(xué)教育并不在于教會了學(xué)生多少知識，更重要的是要讓學(xué)生掌握分析問題、解決問題的能力。

二、基于計算思維的《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》課程改革措施

（一）拓展教學(xué)內(nèi)容

一方面要將計算思維作為導(dǎo)向設(shè)計理論教學(xué)以及實踐教學(xué)的內(nèi)容。計算機(jī)教師應(yīng)當(dāng)意識到計算思維的培養(yǎng)是知識到方法再到能力的過程。因此在教學(xué)環(huán)節(jié)，需要重點加強(qiáng)能力的培養(yǎng)，同時圍繞核心原理方面的內(nèi)容來設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，明確課程教學(xué)的目的以及總體教學(xué)思路。在案例介紹以及實踐項目當(dāng)中可以嘗試應(yīng)用計算機(jī)思維分層次設(shè)計課堂教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與此同時，還可以采用探索式及啟發(fā)式的教學(xué)方法，結(jié)合課程內(nèi)外，甚至結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識來幫助學(xué)生理解所學(xué)的內(nèi)容。另外，可將案例作為引子來介紹計算思維方法。《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》的教學(xué)需要在完成課程內(nèi)容的同時培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。課程當(dāng)中介紹的一些內(nèi)容為鍛煉計算思維能力提供幫助，例如，在介紹計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的時候可以介紹圖靈機(jī)的模型，在介紹計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的過程當(dāng)中可以順帶介紹自動化、抽象化以及流水線等理念，在介紹進(jìn)程控制以及操作系統(tǒng)等內(nèi)容的時候可以介紹體現(xiàn)共享以及并發(fā)等思維理念。

（二）改進(jìn)教學(xué)方法

計算機(jī)教師應(yīng)當(dāng)不斷探索改進(jìn)教學(xué)方法，可以探索應(yīng)用項目驅(qū)動方法以及以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法。例如，在采用計算思維導(dǎo)向的教學(xué)方法當(dāng)中，因為涉及計算本質(zhì)、系統(tǒng)設(shè)計、自動化計算、算法設(shè)計、程序?qū)崿F(xiàn)等方面的內(nèi)容，教師可以多講解案例來輔助學(xué)生的理解，從而確保學(xué)生能對計算機(jī)學(xué)科當(dāng)中的基本思想、常見問題以及解決方法透徹理解。例如，在介紹機(jī)械計算向自動計算發(fā)展的過程當(dāng)中，可以介紹計算工具歷史上有著里程碑性質(zhì)的代表，重點介紹其設(shè)計思想以及工作的原理，讓學(xué)生能夠更加深入地理解計算本質(zhì)及人類生產(chǎn)生活對計算工具自動化的要求，從而體會到自動計算的價值。在介紹計算機(jī)常用算法的時候，可以通過“百元買百雞”以及“雞兔同籠”等典型的案例，來為學(xué)生介紹窮舉算法，在此過程當(dāng)中潛移默化地培養(yǎng)他們的計算思維能力。

（三）改革測評方法

高校學(xué)生往往缺乏主動去分析問題以及應(yīng)用計算機(jī)解決問題的意愿，所以在《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》的課程考核環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的主動思考意識以及應(yīng)用計算思維去分析問題和解決問題的意愿，綜合采取不同的方法進(jìn)行考核。例如，學(xué)生參與任務(wù)教學(xué)的主動性和積極性、學(xué)生提交的同計算思維應(yīng)用相關(guān)的總結(jié)報告以及各種項目作業(yè)展示等。除此之外，還可以包括常規(guī)的上機(jī)操作測試、學(xué)生自評、互評以及教師評價等內(nèi)容，力求實現(xiàn)考核的公平和公正。

三、結(jié)語

綜上所述，在創(chuàng)新計算機(jī)教育的背景下，《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》這一課程也需要不斷改革，以計算思維作為指導(dǎo)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，確保教師以及學(xué)生在教學(xué)過程當(dāng)中能夠構(gòu)建計算環(huán)境并解決問題，從而提高他們的計算機(jī)應(yīng)用能力。

（作者單位：欽州學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院）