基于計算思維的大學計算機基礎課程教學改革探析

摘 要：本文首先從對基礎課程重視程度不足、學生間能力差異影響教學效果以及教學內容實用不足且方式過于單一三個方面分析了大學計算機基礎課程教學存在的問題。其次從創(chuàng)新教學模式、與學生各自專業(yè)相結合以及對教學和學習評價模式進行創(chuàng)新三個方面分析了培養(yǎng)學生計算思維的策略。最后分別從轉變認識、借助互聯(lián)網平臺，基礎課程設計的創(chuàng)新以及實踐應用的創(chuàng)新三個角度分析了計算機基礎課程教學改革策略。

關鍵詞：計算機；高等教育；計算思維

中圖分類號：TP3-4；G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）08-0129-03

Abstract：This article first analyzes the existing problems in the teaching of basic computer courses in university from three aspects：the insufficient attention to the basic curriculum，the difference of the students ability to influence the teaching effect，the lack of practical teaching content and the single way. Secondly，it analyzes the strategies of cultivating students thinking from three aspects：the innovative teaching mode，the combination of the students respective specialties and the innovation of the teaching and learning evaluation model. In the end，the teaching reform strategy of computer basic course is analyzed from three aspects，namely，the transformation of knowledge，the help of the internet platform，the innovation of basic curriculum design and the innovation of practical application.

Keywords：computer；higher education；computational thinking

1 計算思維概述

計算思維這一概念于2006年首次被提出。在當時，計算思維被定義為：借助計算機相關的科學理念和基礎概念，針對所面對的不同問題進行解決和處理的一系列的思維活動。不同的專家和學者，尤其是來自計算機教育領域的專家和學者，對計算思維均有著各不相同的理念和見解?？傮w而言，有兩個主流理念已經被廣泛的認可和接受。一是認為計算思維是指以計算作為主要內容，同時借助計算以對人自身的思想和行為進行模擬。而在計算機教學的過程中，也是將計算思維看作是一種能力和意識。另一種主流理念則認為計算思維主要是指自身的思維能力。但不論從上述何種觀點和理念上分析，計算思維都可以被看作是一種非機械式的、更注重靈活的設計和構造活動，是對人類思維、創(chuàng)造力的一種模擬。因此，可以說計算思維更加注重“思維”的重要性，計算只是手段。也正是因為如此，通過計算思維的培養(yǎng)應用于計算機的基礎教學課程當中，將有助于學生更加了解計算機，理解計算機自身的運行邏輯，進而提升學生的學習效率和教學效果。

2 大學計算機基礎課程教學存在的問題分析

2.1 對基礎課程重視程度不足

計算機基礎課程在大學教育階段是各個專業(yè)的必修課程。目前，《大學計算機基礎》是作為計算機基礎課程的主用教材被我國各個高校所采用的。在這一教材當中，主要對學生需要掌握的計算機基礎知識、技術以及網絡技術等進行了講解，以保證學生在學習之后能夠具備使用計算機的能力。這一教材和課程設計的出發(fā)點是值得肯定的，即意圖夯實學生的計算機基礎理論和機能知識。但需要認識到，隨著計算機技術的發(fā)展和普及，目前計算機課程已經是一門貫穿小學、初中和高中的基礎課程。在大學的班級當中，有相當一部分學生自小學起就已經掌握了基礎的操作計算機的能力，這就導致幾乎大多數學生難以對這一門課程給予充分的重視。不僅如此，對計算機基礎課程教學，乃至計算機教學不重視不僅僅表現(xiàn)在部分學生當中，也表現(xiàn)在部分高校當中。目前，大多數高校出于相應國家培養(yǎng)優(yōu)秀計算機人才的號召而加強了計算機教學力量的配備，并要求全校學生均能夠通過或具備通過全國計算機二級考試的能力，但仍舊有部分高校并沒有對計算機教學給予充分的重視，其主要表現(xiàn)在僅要求學生通過計算機一級考試、計算機課程的課時安排不滿足實際要求等情況。

2.2 學生間能力差異影響教學效果

雖然近年來計算機已經較為普及，計算機相關課程的教學大部分已經貫穿小學、初中、高中階段，但由于我國國土面積廣闊，區(qū)域之間經濟發(fā)展和教學水平有著巨大的差異，尤其是在我國的西部貧困地區(qū)，仍舊有學生在上大學之前沒能接受過有效的計算機基礎課程的教學。有計算機基礎課程教師反映，有的來自經濟落后地區(qū)的大學生甚至沒有接受過任何一種形式的計算機教學。而對于經濟較為發(fā)達地區(qū)的學生，由于其自身已經對計算機具有了相當的了解，甚至有的學生在大學之前就接受過編程的教學，這就導致這一部分學生難以對基礎課程產生足夠的興趣，進而希望在課程中從事其他與課程無關的事情或者希望教師能夠將計算機知識講解得更為深入。正是由于學生間所掌握計算機能力的差異，甚至是能力的兩極分化，使得教學工作難以有效估計全體學生，進而也就影響了教學的整體效果。

2.3 教學內容實用不足且方式過于單一

現(xiàn)階段，計算機基礎課程主要是從理論和實踐兩個方面開展教學。理論教學主要講授計算機發(fā)展歷史、計算和操作規(guī)則等基礎知識，實踐教學則主要利用高校的機房引導學生獨立地操作計算機并完成課程教材中所規(guī)定的內容?？梢钥闯?，無論是理論教學還是實踐教學，均與日后學生使用計算機進行科研計算、編程或處理數據資料存在一定的脫節(jié)。這在一定程度上決定著教學在內容上存在實用性不足的問題。尤其是對于理工科學生而言，在教學中并沒有能夠與其所學專業(yè)進行一定的關聯(lián)，也談不上對學生進行計算思維以及應用計算機解決問題能力的培養(yǎng)。而即使是教學中引導學生學習包括Word以及PPT制作的學習也僅僅局限于單純的使用，如果讓學生獨立地完成PPT的制作則極有可能會面臨各類問題，這無疑不是教學內容過于單一且實用性不足所導致的。

3 培養(yǎng)學生計算思維的策略分析

3.1 創(chuàng)新教學模式

培養(yǎng)學生的計算思維，將計算思維有效地融入到實際教學工作中不僅僅是要求學生通過教學能夠掌握一定的理論知識和實踐技能，而且要求學生在教學過程中能夠具有利用計算思維去解決一項特定問題的能力。這就要求教師在教學過程中能夠對教學模式進行一定的創(chuàng)新。首先，教師可以通過引導式教學這一教學模式在教學過程中逐漸去引導、啟發(fā)學生，即教師在教學過程中借助引導的手段而不是單純的說教式和填鴨式的教學方法引導學生自主地發(fā)現(xiàn)問題，進而引導學生自主地通過自身思維的活動以探索并解決問題。教師在這一過程中主要承擔著輔導的作用，學生才是教學過程中的主體。以計算機基礎課程為例，在講解計算機自身工作原理這一知識點時，教師可以引導學生自主探索計算機儲存數據的方式和方法，進而讓學生自主地學習和分析二進制編碼等概念。而在網絡知識的學習中，教師可以引導學生自主地探索WiFi和4G網絡的異同點以及機房中所有計算機能夠有效實現(xiàn)數據共享的原理，進而使得學生了解并掌握網絡傳輸和網絡協(xié)議的概念。其次，教師還可以借助任務驅動式的教學方法組織學生開展學習，提高學生學習的積極性，并在這一過程中逐漸建立并培養(yǎng)學生的計算思維。

3.2 與學生各自專業(yè)相結合

培養(yǎng)學生的計算思維還可以與學生各自所學專業(yè)相結合。每一名學生均具有其所學習的專業(yè)，這就決定著學生的培養(yǎng)目標以及專業(yè)對計算機能力的要求也是各不相同的。因此，培養(yǎng)學生的計算思維也需要針對學生各自的專業(yè)而有針對性地開展相應的教學。通過針對學生所學專業(yè)不同，由教師以基礎教材為依托而引導學生學習與其專業(yè)相關的計算機知識，進而起到培養(yǎng)學生計算思維的作用。例如，針對會計專業(yè)的學生，教師可以著重對Excel表格這一軟件的數據處理功能面向學生進行講解，進而使得學生了解并掌握這一軟件的計算邏輯并在這一過程中逐漸培養(yǎng)自身的計算思維。

3.3 對教學和學習評價模式進行創(chuàng)新

培訓學生計算思維還可以從教學和學習評價模式這一角度入手。在傳統(tǒng)的評價模式中主要通過知識點考查的形式進行。這無疑會使得教師在教學過程以及學生在學習過程中傾向于知識點的學習和記憶，而這不會對學生自身的計算思維能力的提高起到任何作用。因此，可以嘗試從評價模式的創(chuàng)新入手，通過豐富評價模式，引入學生計算思維能力的考評機制以引導教師和學生重視計算思維的培養(yǎng)。例如，針對學生的評價中，可以包括學生參與任務驅動教學的積極性以及與計算思維相關作業(yè)的完成情況等。通過引入包括計算思維評價的評價模式將有助于在學習中起到一定的引導作用，進而鼓勵教師和學生注重自身計算思維的培養(yǎng)。

4 基于計算思維的計算機基礎課程教學改革討論

4.1 轉變認識、借助互聯(lián)網平臺

開展計算機基礎課程教學改革首先需要轉變認識，即將傳統(tǒng)的計算機基礎課程以理論知識學習和技能實踐學習逐漸向計算思維能力培養(yǎng)過渡。這就要求教師在開展教學工作中要注重計算思維的引導，即在教學過程中逐步挖掘各個知識點的客觀規(guī)律，進而通過規(guī)律的講授以幫助學生掌握相應的知識。以計算機基礎課程中windows操作系統(tǒng)的教學為例。教師在面向學生講授相應的操作系統(tǒng)時，首先可以為學生描述講解各個不同操作系統(tǒng)版本的變化，進而對比DOS和windows兩個操作系統(tǒng)之間的異同，并使得學生逐漸理解視窗操作系統(tǒng)的特點。不僅如此，轉變認識還要求教師不再單純地以課堂為教學的主體，還需要借助互聯(lián)網這一平臺。首先，借助互聯(lián)網這一更為開放的模式能夠有效地保證各高校間的各類教育資源實現(xiàn)在線共享，進而能夠面對學生進行更具針對性的個性化教學。

4.2 基礎課程設計的創(chuàng)新

基于計算思維針對大學計算機基礎課程開展教學改革，還需要系統(tǒng)地針對基礎課程設計進行相應的創(chuàng)新。這就要求一是對固有的理論課部分知識予以一定的保留。雖然經過上述討論已經看出傳統(tǒng)的計算機基礎課程教材已經難以有效滿足大學生的需求，但這一理論基礎教材中有關計算機組成、程序控制以及存儲的相關部分卻需要進行相應的保留。不僅如此，上述部分所涉及的事實上就是計算思維的重要組成部分，因此，在對基礎課程進行再設計的過程中需要對上述部分進行保留。二是要求將發(fā)展變化較為快速、更新?lián)Q代頻率較高的計算機應用類技術轉移至上機操作的學習中。類似于網絡應用技術、多媒體技術以及數據庫技術等發(fā)展較為迅速、更新頻率較高的技術，如果放置于教材中進行學習無疑難以有效緊跟時代的發(fā)展。因此，針對上述部分內容，在基礎教材中應當予以轉移至上機操作中，進而引導學生能夠在實際的操作中學習、領會相應的應用技術。三是要求對教材進行緊扣計算思維的精簡。通過將計算思維貫徹于整本教材中，進而實現(xiàn)對教材的精簡。

4.3 實踐應用的創(chuàng)新

基于計算思維針對大學計算機基礎課程開展教學改革，還需要針對實踐應用進行相應的創(chuàng)新。首先，需要完成實際教學工作與計算思維的有效融合。這在之前有關計算思維的培養(yǎng)中已經有所談及，及通過對教學模式和方法進行創(chuàng)新以實現(xiàn)引導學生自主學習和思考的目的。其次，還需要切實培養(yǎng)學生使用計算思維的意識和能力。通過各種教學方法的引入能夠對學生計算思維進行有效的培養(yǎng)，但將其應用到計算機基礎課程中還需要學生具備運用計算思維的意識和能力。這就要求教師在有關的計算機教學過程中引入部分趣味性的內容，進而使得學生能夠潛移默化地接受計算思維、運用計算思維。三是注重實踐與教學的融合。在部分高校中，或多或少地存在教學與實踐之間脫節(jié)較為嚴重的問題，即部分教師缺少了計算思維的應用意識。針對這一問題，教師應當在教學過程中引導并鼓勵學生利用所掌握的計算思維和相應的計算機知識以解決其所學專業(yè)中面臨的問題。同時，在遇到各類較為復雜、困難的問題時借助計算思維和計算機知識將這一類復雜問題逐步轉化為簡單問題并最終加以解決。

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作者簡介：陳芳（1977-），女，漢族，湖南衡陽人，講師，碩士研究生。研究方向：計算機數據庫。