計算思維與中職計算機課程改革的基本思路

湯禹

計算機教育改革必須要明確改革思維，積極進行教育內容，技巧和方式的轉變以及教育理念的改革創(chuàng)新，圍繞計算思維進行改革才能保障計算機教育的效果。本文主要采用文獻資料法和規(guī)范分析法，從計算思維和課程改革的概念出發(fā)，分析了基于計算思維的中職計算機教育改革存在的問題，比如課程改革缺乏計算思維理念的引入、教學方法落后、計算思維教學資源無法共享等，并對問題的原因進行了分析，然后結合實際，提出了幾點針對性的改革思路，包括加強中職計算機教育對計算思維的認識、改革教學方法、加大對教學課程改革的投入、加強師資力量建設以及實現(xiàn)計算思維教學資源共享等，希望可以進一步促進我國中職計算機課程改革的順利實施。

一、相關理論概述

1.計算思維的概念

2006年3月，美國卡內基梅隆大學計算機科學系主任周以真對計算思維進行了如下定義：計算思維（computationalThinking）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。這個定義包含了以下三個含義：（1）計算思維是一種人類的思維活動，是人類應該具有的一種能力。它的本質具有抽象性和自動性。（2）計算思維是基于計算機科學的一種思維活動，以計算機為工具又不局限于計算機本身，而是涵蓋整個計算機科學領域。（3）計算思維的應用范圍廣泛，包括問題的求解，系統(tǒng)的設計和人類行為的理解等。根據(jù)以上定義，本文將計算思維定義為：人運用計算機科學的基礎概念去解決計算機教學中遇到的問題、理解人類的行為，它是一種抽象化和自動化的思維方法。一般認為計算思維包括重新闡釋、遞歸思維、并行處理、抽象分解、問題建模、系統(tǒng)恢復和海量計算等七個方面的教學。

2.課程改革的概念

課程改革是學習方式和教學方式的轉變，改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調形成積極主動的學習態(tài)度，使獲得知識與技能的過程成為學會學習和形成正確價值觀的過程。就是傳統(tǒng)學習方式的“被動性、依賴性、統(tǒng)一性、虛擬性、認同性”向現(xiàn)代學習方式的“主動性、獨立性、獨特性、體驗性與問題性”轉變過程。

3.計算機思維與中職計算機課程改革的關系

第一，計算思維的形成離不開計算機原理及技術，即計算思維要通過計算機原理及技術才能實現(xiàn)對操作中問題解決方案的制定與實施，這也進一步證實在計算機系統(tǒng)中同樣能夠了解和總結出人們的思維活動，兩者是相互依存的關系。第二，站在教學角度來說，計算思維已經被納入計算機能力培養(yǎng)的重要途徑，并成為計算機教學的重要內容，對計算機教學體系的構建起養(yǎng)決定性作用，而計算機教學則對計算思維有著指導和實踐的作用。第三，計算思維是中職學生學習計算機技能時遇到問題的重要解決思維和方法，而這個方法及思維運用的前提便是先學會計算機抽象語言，并具備觀察其中問題的能力，所以計算思維也同樣成為中職計算機教學中的重難點內容，是部分與整體的關系。

在中職計算機課程改革中引入計算思維，實現(xiàn)了課程與學生專業(yè)的有機結合，運用兩者的共同特點促進計算機的教學，讓學生掌握基本的計算思維方法，達到良好的教學效果。計算思維在中職計算機課程改革中的引入一方面對學生的學習思維模式能產生比較大的影響，讓學生培養(yǎng)一種計算型思維，對以后的學習有促進作用；另一方面對教學者的工作提供了有利的條件，創(chuàng)造良好的課堂氛圍，為教學者的教學活動也提供便捷。在此過程計算思維的引入就為中職計算機課程中學生和教學者提供了一個能夠雙向互動，相互影響，相互促進，相互提高的廣闊平臺。

計算思維的核心是任務定位，在計算機教學中，把握中職院校計算機基礎教學的定位是改革的前提，新時期計算機基礎教學要求培養(yǎng)學生的計算機認知能力、應用計算機解決問題能力、計算機教學的重點是提升學生的計算機知識修養(yǎng)，不再是教授學生怎樣使用計算機這個工具，而是指導學生如何利用計算機思維去解決實際生活中遇到的問題，培養(yǎng)學生對復雜問題的抽象分解能力。因此，計算思維的引入顯得尤為重要。

計算機基礎教學中及時應用新型的教學方式改變傳統(tǒng)的教學理念，讓以行動為導向，以計算思維為主體的教學方法深入到每一個教學環(huán)節(jié)中，可行的教學方法有任務驅動法、小組協(xié)作學習法和探究式教學法等，這是中職計算機教學方法改革的應用。利用這些教學方法可以及時有效地提高學生的計算思維學習興趣，可以通過興趣引導學生鍛煉和加強計算思維，從而進一步提高學生在計算機實際操作中的操作效率、操作準確度、操作能力和操作水平。同時也要增強學生的自主學習能力，讓學生能在自主學習方面提高一個層次。在中職計算機教學方法改革過程中，應大力推進改革思想和改革方式，在改革過程中查漏補缺，加強短板，加快計算機基礎教學領域的建設，為計算思維共享提供一個廣闊的平臺。

此外，計算思維中很重要的一個概念就是科學系統(tǒng)的評價體系，運用在計算機教學中，它可以幫助學生和教師更好地開展基礎教學，提升教學的針對性、學生學習效果的評價要通過多種途徑來進行，構建包含形成性評價、診斷性評價和總結性評價的多元評價體系，從而實現(xiàn)學生學習效果的全面評價。

二、基于計算思維的中職計算機教育改革存在的問題

1.課程改革缺乏計算思維理念的引入

在我國中職計算機教育改革中，對計算機教育改革的功能和認識是不科學的，國內中職計算機教育功能落實在工具性上，工具性的計算機教育理念制約了計算機教育的深化發(fā)展。在中職計算機教育中，簡單進行應用技能培訓方式，嚴重影響到中職計算機教育價值的發(fā)揮。計算機學科教育失去了文化底蘊，導致教育效果不理想。因此，在中職計算機課程教育中，缺乏對計算思維理念的引入，沒有對中職計算機教育進行重新定位，從而導致人才教育和培養(yǎng)的方向和目標不明確。在實際的教學中，沒有立足學生計算思維的培養(yǎng)，計算思維研究僅停留在理論層面上，需要與具體教學活動以及專業(yè)的結合，從而無法實現(xiàn)計算機教育的多元邏輯訓練，不利于中職學生計算思維和自我分析研究解決問題能力的培養(yǎng)。

2.教學方法落后

現(xiàn)如今，中職計算機教育的模式以及課程設置很大程度上延續(xù)了傳統(tǒng)學科的教育模式，教育體系也是一脈相承，沒有自身的特殊性存在，和全日制學校計算機專業(yè)課程設置幾乎相似，由于中職計算機教育沒有獨立教材，大多都是沿用普通計算機專業(yè)的教材。課程設置不合理，計算思維教學方法落后。受傳統(tǒng)教學模式的制約，我國中職計算機教育在教學方法上仍是“說教法”的傳統(tǒng)方式，這就導致了教育過程中教學理論知識偏多，課程設置不合理，計算思維教學方法落后嚴重束縛學生學習的自主性和積極性。再加上知識體系不完善，使得實用性大打折扣，教學效果也不甚明顯，教學內容和工作實踐出現(xiàn)脫節(jié)等現(xiàn)象。而在實踐操作中，中職教育強調面授教學，而學生工作和面授就會出現(xiàn)沖突。這樣種種因素，直接影響了中職計算機教育的施教質量和受教質量。教學方法在教學實踐過程中起著至關重要的作用，中職計算機教育的教學方法如果不夠科學、不夠規(guī)范，將影響后續(xù)整個教學的教學質量和教學水平，將影響學生對計算思維的認知程度，將影響教學者在教學過程中的效果。所以教學方法的落后是導致中職計算機教育在推進改革過程中的一個巨大阻力。

3.計算思維教學資源無法共享

原有計算機專業(yè)教育資源無法共享，計算機專業(yè)中職學生和老師之間無法進行實時交互式動態(tài)管理，通過資源共享等形式建立植入型教育模式。此外，計算思維教學改革下產生了很多的課程版本，教學課程教材版本混亂，計算思維教學課程在計算機專業(yè)教育中扮演著至關重要的角色，是計算機教育的模板?；靵y的課程教材版本不利于各地中職教學的評價與考核、交流與合作。另外，很多計算機專業(yè)中等職業(yè)院校采取在生源較為集中的城市設立函授站，協(xié)助計算機專業(yè)中等職業(yè)院校進行教學和學生管理，同時方便計算思維的學生領取學習資料，參加面授和考試。各函授站面授課程雖然一致，但是教學資源無法共享。中等職業(yè)院校的計算機專業(yè)需委派教師到不同的函授站重復講授相同的課程，對于一些位置偏遠的教學點，計算思維教學資源無法共享，教育資源浪費嚴重，學校對學生的教育管理和支持服務系統(tǒng)不到位，教育教學質量無法保證，管理效率低下。

計算思維教學資源共享在推進中職計算機教育課程改革中也是關鍵的一步，資源共享意味著能通過各種平臺和各種渠道獲得知識體驗，這樣的共享是有利而且有效的，資源共享狀態(tài)下的計算思維能潤物細無聲地讓學生和教學者在計算思維方式方法上達成一定程度和一定層次的共識，如果教學資源不能共享，這些利好都無法完成和實現(xiàn)。

三、基于計算思維的中職計算機教育課程改革存在問題的原因

1.對計算思維理念的認識不足

由于我國特殊的國情以及應試教育的影響，教育者對學生的培養(yǎng)主要是為了提高學生的課程成績，從而沒有注重課程與理論的結合，我國中職計算機教育也都以學歷教育作為主要教育模式，缺乏對學生計算思維的培養(yǎng)。中職計算機教育改革往往注重技術與應用的教學，忽視了思想的教學。加之中職計算機應用的最終成果僅是一個軟件或系統(tǒng)，更加造成了重技術和應用的教學局面，從而忽視了引領計算機應用的思維注重軟件和系統(tǒng)開發(fā)的過程和細節(jié)。這使得中職學校在計算機教育中，沒有設置相應的計算思維的培養(yǎng)課程，教育者也沒有意識到計算思維在計算機教育中的重要作用，更沒有將計算思維提高到教育的戰(zhàn)略層面上來。

2.教師素質有待提高

計算思維教學課程改革對原先的計算機教師提出了更高的要求，需要教師具備較強的專業(yè)精神、較豐富的專業(yè)知識以及較高的專業(yè)技能。計算機教師素質的提高能加快計算思維教育的步伐，教師的教學水平和知識水平直接反映了他自身對計算思維的理解深度。老師在教育過程中起著引航燈的作用，教育就是為學生指明航行方向，教師的素質直接影響這個航行方向是否正確，是否有偏差。

同時，新課程開展需要充分發(fā)揮地方和學校的自主性，給老師和學生提供了很多自主空間，從而對教師教育的靈活性和隨機應變能力提出了更高的要求。但縱觀中職計算機教育，由于中職教育不被重視，大部分中職學校的計算機教師都是普通本科高校淘汰下來的教師，這些教師不是教學經驗不豐富，教學能力有限，就是專業(yè)素質不高，使得在計算機教育中，忽略了對計算思維的培養(yǎng)，在培養(yǎng)計算思維方面，依然采用傳統(tǒng)的教學方法，從而無法保障計算思維培養(yǎng)的有效性。

3.對中職計算機教育的投入不足

在信息化日益廣泛應用的今天，計算機類或相關專業(yè)畢業(yè)的學生的實際操作能力普遍不高，歸結其原因是使用專業(yè)設備的時間偏少，可供實驗的設備檔次偏低。由于電子類的軟、硬件發(fā)展十分迅速，計算機的使用也通常建立在新的軟件操作基礎以及配套硬件之上。但許多學校因為經濟問題，導致設備更新速度緩慢，無法滿足計算機教學對軟硬件的更新要求。中職學校計算機設備缺乏適宜的硬件環(huán)境，從而無法在計算機教育中順利引入計算思維。中職學校以培養(yǎng)操作技術為主，各個專業(yè)設備的更新都需要大量的投入，這對于本身資金處于極度困難的中職學校來說更是困難。很多中職學校被逼無奈，只得根據(jù)本校實際情況，平衡調劑，從而簡略課程設置，忽略了教學方法的改革，使得課程的設置沒有引入計算思維的培養(yǎng)，現(xiàn)有的教學方法也無法促進計算思維的培養(yǎng)，進一步導致中職計算機教育改革無法順利進行。

四、基于計算思維的中職計算機教育課程改革的思路

1.加強中職計算機教育對計算思維的認識

計算思維教育應該以培養(yǎng)應用型人才為目標，計算思維教育將面臨前所未有的發(fā)展契機。為了提高中職計算機教育的質量，促進中職計算機教育課程改革的順利實施，需要加強計算思維理念的引入。對此，中職學校應認清形勢，把握機會，積極加強學生計算思維的培養(yǎng)。在具體教育培養(yǎng)過程中，通過介紹計算系統(tǒng)計算思維，讓學生對計算思維的大體框架有一個最基本的認識，通過介紹問題或采用科學合理的案例，來進一步加深其對計算思維的認識。因此，中職計算機教育在發(fā)展教育的同時，必須大力發(fā)展各種類型和層次的中職后期及高等教育，強化中職計算機教育中計算思維教育功能，不斷加大計算思維教育在中職計算機教育中所占的比例。

2.改革教學方法，加強計算思維的培養(yǎng)

在教學中，可以采取循序漸進的教學方法，先讓學生掌握一定的計算機知識，作為計算思維培養(yǎng)的基礎，接著對學生全面講解計算思維的梗概，讓學生有了對計算思維有個大體的了解，然后在進行后期的重點培養(yǎng)。通過不同課程的相互配合與合理的分工，來鍛煉學生的計算思維能力，使得學生形成解決問題的思路。思維是一種解決問題的途徑，但與解決問題的能力還存在一定的距離，這就需要教師通過長時間度對學生計算思維的鍛煉和培養(yǎng)，來讓學生的計算思維轉化成解決問題的能力。在教學方法的改革中，可以利用各種學習平臺如計算機、視頻會議等多媒體來呈現(xiàn)教學信息，形成開放、靈活和交互性強的現(xiàn)代遠程教育。許多專家指出，中國教育要實現(xiàn)跨越式的發(fā)展，要借助各種交互軟件，使學生能進行實時和非實時的交流，并在學習過程中隨時獲得好事或同學的指導和幫助，從而激發(fā)學習興趣。由于現(xiàn)代遠程教育的覆蓋范圍廣，傳播手段靈活多樣，利用遠程教育來開展學習無疑有很大的好處。同時，要借助便捷的信息通信技術，發(fā)展虛擬性的學習環(huán)境和學習社區(qū)，倡導以學習者本人為主體的個性化學習。因此，計算思維可以發(fā)展網絡學習。社會必然會為發(fā)展中職教育提供信息基礎設施，為人力資源開發(fā)提供良好的環(huán)境與條件，倡導更多的學生積極主動地學習。

3.加大對教學課程改革的投入

現(xiàn)代中等職業(yè)教育有三大功能：實際應用、教學、服務，而中等職業(yè)學校不僅是“傳道、授業(yè)、解惑”的課堂，更是將科研與教學并重，將服務和引導相結合，從而實現(xiàn)產、學、研三位一體的綜合平臺。而加強與企業(yè)和社會各部門的合作，使教育的功能受到社會與新的教育理念的共同影響。教育的理念要求高等教育要更開放、更多樣，更靈活、中等職業(yè)學校應積極主動地面向社會，為不同層次的人員提供更有針對性的培訓、進修和計算思維學習的機會。在分析2014年中國統(tǒng)計年鑒分析指出在今后，中職教育在專業(yè)教育中的任務將會逐漸占到高等學校教育任務的50%以上，并為不同需求和不同層次的在職人員提供終身學習和終身教育的機會，而中等職業(yè)教育的作用與意義也將進一步鞏固。因此，學校和相關部門應加強對中職教育的重視程度，加大對計算機教育方面的硬件和軟件的投資，豐富計算思維教材和教學資源，從而確保計算思維的順利培養(yǎng)，進一步促進教學改革的順利實施。

4.加強師資力量建設

教師的素質高低直接關系到中職計算機教育計算思維的順利培養(yǎng)，對此，中職院校除了加強對計算機教育改革的資金投入外，還需要加強師資力量建設。鑒于目前中職院校計算機教育的教師大多是普通高校淘汰下來的教師，教師的素質還有待提高，大部分教師并無法勝任目前的中職計算機教師，更是無法有效中職學生的計算思維。對此，學?？梢苑e極引入優(yōu)秀的計算機教師，并加強現(xiàn)有計算機教師的培訓和繼續(xù)教育，使其逐步提升自我的專業(yè)技能和素質，從而可以更好地培養(yǎng)學生的計算思維。

5.實現(xiàn)計算思維教學資源共享

為了實現(xiàn)計算思維教學資源的共享，可以在中職計算機教育中引入自動化遠程課程改革系統(tǒng)，從而進行考試和查詢成績等操作，計算機專業(yè)中職和函授站可以進行交互式動態(tài)管理，包括學籍、排課、考試和畢業(yè)證辦理、實時公文收發(fā)和處理等方面，進一步簡化和規(guī)范了中職計算機教育的管理流程，實現(xiàn)計算機專業(yè)中職、函授站、學生的多用戶動態(tài)管理。遠程教育管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)學生網上咨詢、報名、交費、選課、提交作業(yè)、提高管理效率，并為學習者提供豐富的教育信息和多媒體資源，使學習者可享受到高水平的教學資源，尤其是高水平的教師資源利用現(xiàn)代遠程教育，可以使教學活動擺脫時間和地域限制，實現(xiàn)教育資源的共享化，彌補師資力量匱乏、教育資源短缺以及教學條件不足的弱勢，充分發(fā)揮高等院校加速轉型繼續(xù)教育的優(yōu)勢。

中職計算機教育改革屬于我國教育事業(yè)的重要組成部分，在改革發(fā)展形勢下，加強中職計算機教育管理是構建和諧社會主義的需要。在中職計算機教育管理中，要堅持“以人為本”的發(fā)展理念，中職計算機教育改革在教育中要以提高人的素質為主題，深入落實科學發(fā)展觀，深化課程改革、培養(yǎng)模式和教育管理機制，深化教學內容改革和創(chuàng)新，充分發(fā)揮中職計算機教育在國家教育事業(yè)建設中的重要作用。

（作者單位：天津職業(yè)技術師范大學）