促進(jìn)計算思維落地

陶虹平 張小青

摘要：以計算機(jī)編程上機(jī)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)為改革對象，構(gòu)建了案例驅(qū)動的模塊化課程實(shí)踐體系，著重培養(yǎng)學(xué)生的信息化素養(yǎng)，通過分類教學(xué)，實(shí)現(xiàn)其本專業(yè)領(lǐng)域的問題求解。通過重組教學(xué)內(nèi)容、開發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，集中實(shí)訓(xùn)、強(qiáng)化出口，達(dá)成“計算思維”培養(yǎng)落地。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)；分類教學(xué)；計算思維

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0078-02

一、引言

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)經(jīng)歷了近30年發(fā)展歷程，已成為大學(xué)基礎(chǔ)教育的重要組成部分，并且與其他專業(yè)或?qū)W科的融合越來緊密，對其他專業(yè)學(xué)科的支撐作用越來越重要。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)正在圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”開展大規(guī)模的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)活動。而大學(xué)生正是驅(qū)動“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)活動的主力。如何培養(yǎng)大學(xué)生的“互聯(lián)網(wǎng)”思維能力，成為擺在計算機(jī)教師面前的重大挑戰(zhàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)思維實(shí)質(zhì)上就是計算思維在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時代的創(chuàng)新發(fā)展。

那么計算思維能力的培養(yǎng)如何落實(shí)呢？計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的能力，有著不可取代的作用，只有它才能使整個計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)做到“授人以魚，更要授人以漁”[1]。實(shí)踐教學(xué)對于每個大學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和主動應(yīng)用計算機(jī)起著至關(guān)重要的作用，是計算思維能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)，決定了計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的成敗[2]。

二、計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與矛盾分析

目前在計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)中還存在許多問題，例如教學(xué)內(nèi)容選取一刀切，脫離各個專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用方向，實(shí)用性較差；教學(xué)內(nèi)容偏重理論知識，輕能力培養(yǎng)，過于注重細(xì)節(jié)，未形成系統(tǒng)概念，講授的技術(shù)方法也往往不是當(dāng)時的主流技術(shù)方法。

我校以計算機(jī)編程上機(jī)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)為改革突破口，著重培養(yǎng)學(xué)生的信息化素養(yǎng)、利用互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)本專業(yè)領(lǐng)域的問題計算和求解。通過集中實(shí)踐、案例驅(qū)動、身體力行，達(dá)成“計算思維”培養(yǎng)落地。主要解決了以下三個矛盾：

1.解決課程內(nèi)容與學(xué)生需求矛盾。教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容跟不上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展要求，不同專業(yè)在求解其專業(yè)問題時，或多或少都需要計算機(jī)輔助，然而，現(xiàn)有大學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力普遍不強(qiáng)，無法有效地使用計算機(jī)解決本專業(yè)的實(shí)際問題。需要從思維方法上和原理應(yīng)用上引導(dǎo)學(xué)生利用計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的基本原理和方法求解問題，以滿足學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)需求和未來工作的需要[3]。

2.解決課程內(nèi)容與學(xué)生自主創(chuàng)新的矛盾。在課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生練習(xí)的實(shí)驗(yàn)題目復(fù)雜度不高，涉及的知識點(diǎn)較少；而實(shí)際的問題往往比較復(fù)雜，綜合性較強(qiáng)，碰到此類問題，學(xué)生往往束手無策。另外，由于計算機(jī)技術(shù)日新月異，更新速度快，而現(xiàn)有教師的知識結(jié)構(gòu)老化，在講授新的知識方面存在困難，致使學(xué)生無法及時獲得信息領(lǐng)域的最新知識，制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和創(chuàng)新能力。

3.解決知識點(diǎn)激增與課程學(xué)分不足的矛盾。計算機(jī)的知識量每年劇增，新的知識點(diǎn)不斷出現(xiàn)，而在高?？傮w學(xué)分不斷減少的趨勢下，很難在有限的學(xué)時內(nèi)，通過課堂教學(xué)將大量的知識點(diǎn)講授給學(xué)生，有必要豐富實(shí)踐教學(xué)，在一定程度上彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。

三、案例驅(qū)動的模塊化課程實(shí)踐體系構(gòu)建

我校以計算機(jī)編程上機(jī)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)為改革對象，改變以往教學(xué)內(nèi)容一刀切的模式，對該實(shí)踐體系采用“個性化、模塊化、差異化”模式構(gòu)建。采取“以學(xué)為主，集中訓(xùn)練、強(qiáng)化出口”進(jìn)行計算機(jī)能力實(shí)訓(xùn)，在暑期小學(xué)期集中訓(xùn)練，充分利用實(shí)驗(yàn)機(jī)房，鼓勵學(xué)生參與案例教學(xué)與科研活動。目前，主要設(shè)計了網(wǎng)站設(shè)計與建設(shè)、信息系統(tǒng)開發(fā)、單片機(jī)三個模塊，應(yīng)用對象為電類相關(guān)專業(yè)學(xué)生，實(shí)訓(xùn)時間為2周。

（一）模塊1：網(wǎng)站設(shè)計與建設(shè)

通過一個完整的網(wǎng)站設(shè)計，建設(shè)與發(fā)布過程，掌握相關(guān)的Web技術(shù)，學(xué)會相關(guān)的web網(wǎng)站設(shè)計及維護(hù)軟件，能夠獨(dú)立設(shè)計、建設(shè)維護(hù)一個小規(guī)模的網(wǎng)站。

（二）模塊2：信息系統(tǒng)開發(fā)

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基礎(chǔ)，掌握數(shù)據(jù)存儲、管理、檢索的各種操作方法。具備初步應(yīng)用程序設(shè)計語言開發(fā)信息系統(tǒng)的能力，方便將來學(xué)生能結(jié)合自己的專業(yè)深入學(xué)習(xí)。

（三）模塊3：單片機(jī)開發(fā)

學(xué)生學(xué)習(xí)并且掌握51單片機(jī)基礎(chǔ)和簡單的C語言編程，掌握常用的51外設(shè)的使用。為學(xué)生進(jìn)入嵌入式方向下一階段的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

四、總結(jié)與展望

通過此次計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)改革，以下三個要素對于促進(jìn)計算思維的落地具有重要意義：

1.構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的分類分層次培養(yǎng)的計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)體系。由于各專業(yè)對大學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力和水平的具體要求差異較大，需根據(jù)專業(yè)差別，合理分類教學(xué)。

2.更新計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，緊跟時代發(fā)展變化。計算機(jī)學(xué)科的發(fā)展變化迅速，是其他學(xué)科所無法相比的。只有緊緊跟蹤新技術(shù)、新方法、新理論，更新教學(xué)計劃、實(shí)訓(xùn)環(huán)境，從而促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的重組，使學(xué)生學(xué)到當(dāng)今的主流技術(shù)，才能夠真正強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，促進(jìn)計算思維落地。

3.積極開展研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。準(zhǔn)備開發(fā)模塊4算法設(shè)計，使用C++語言，開發(fā)Windows環(huán)境下的小游戲，通過編寫功能模塊代碼，調(diào)試程序、測試項(xiàng)目中存在的BUG，以幫助學(xué)生掌握基本的分析問題、解決問題的能力，完成游戲項(xiàng)目的開發(fā)及文檔的編寫。這些活動為學(xué)生熟悉項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的建立、分工、合作，開展自主式、協(xié)作式、研究式的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新提供了充分空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮博琴，顧剛，趙英良.以能力培養(yǎng)為核心的計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與探索[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006，（12），4-6.

[2]馮博琴.對于計算思維能力培養(yǎng)“落地”問題的探討[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012，（9），6-9.

[3]馮博琴.用研究與實(shí)踐的創(chuàng)新成果，破解“增強(qiáng)計算思維能力培養(yǎng)”的難題[J].工業(yè)和信息化教師與，2013，（6），1-3.

Abstract：With the computer programming practice as the reform object，the case- driven modular curriculum practice system is constructed，and the information literacy of the students is emphasized，and the problem solving in the field of the specialized field is realized through the classification teaching. By reorganizing teaching contents，developing innovative experiments，focusing on practical training and strengthening exports，achieve the computational thinking landing.

Key words：practical teaching；classified teaching；computational thinking