黃穎 謝茜
摘要:以計算思維為牽引、面向不同專業(yè)要求分類指導(dǎo)的理念,定位計算機基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)達(dá)到的知識、技能、能力要求,明確相應(yīng)的知識與實踐體系,解決目前計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)的主要瓶頸問題。在教學(xué)過程中,把“計算思維”和Python程序設(shè)計語言增加到課程知識體系中;在教學(xué)設(shè)計方面,運用案例式的任務(wù)驅(qū)動和啟發(fā)式的教學(xué)模式相結(jié)合的探究式設(shè)計方案,通過強調(diào)計算與邏輯、計算機文化與計算思維導(dǎo)論等模塊強化“計算思維”能力培養(yǎng)。教學(xué)實踐證明,通過本課程的學(xué)習(xí)學(xué)生具備了一定的計算思維和信息系統(tǒng)應(yīng)用能力,進(jìn)一步推進(jìn)了以計算思維為導(dǎo)向的教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞:計算思維;課程教學(xué)改革;自主學(xué)習(xí)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2019)33-0255-02
計算思維概念的出現(xiàn)與發(fā)展為“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的改革提供了全新的思路和方向。以計算思維為核心的課程改革力求在教學(xué)內(nèi)容和課堂設(shè)計等多個教學(xué)環(huán)節(jié)中滲透“計算思維”的思想和概念,深入剖析計算機科學(xué)的內(nèi)涵。旨在培養(yǎng)利用計算機分析問題和解決問題的意識和能力。
一、基于計算思維的課程教學(xué)安排
“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程重點突出計算思維中的邏輯思辨能力培養(yǎng),統(tǒng)籌培養(yǎng)計算機技術(shù)的核心理念與計算技能,培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握計算理論、計算思維和信息系統(tǒng)應(yīng)用能力,以計算思維、系統(tǒng)觀等理論思維為牽引,以計算方法和跨學(xué)科知識為載體,堅持思維培養(yǎng)與應(yīng)用能力訓(xùn)練的統(tǒng)一,突出培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、信息獲取能力。相應(yīng)的知識模塊包括信息編碼與處理、計算系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、計算機前沿技術(shù)等基礎(chǔ)模塊。課程實踐教學(xué)目標(biāo)及過程設(shè)置如表1所示。
課程總學(xué)時數(shù)為48+24學(xué)時,其中教學(xué)學(xué)時為48學(xué)時,自主學(xué)訓(xùn)(課外實驗學(xué)時)24學(xué)時,內(nèi)容包括計算與社會、Python簡介、計算思維、信息、編碼及數(shù)據(jù)表示、計算機系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。與改革前相比,差別體現(xiàn)在以下幾個方面。
1.以信息處理的過程為主線,以信息處理方法為重點,用通俗的語言和案例介紹計算機科學(xué)的核心內(nèi)容。整個課程的內(nèi)容以信息為主題,系統(tǒng)地講授了信息編碼、存儲、傳輸、表示、組織、處理。
2.將“計算思維”增加到課程知識體系中。第一章計算與社會部分介紹計算思維的基本概念,第三章專門講授了計算思維與計算機問題求解。
3.增加了第二章Python簡介。通過對Python語言的學(xué)習(xí),使學(xué)生在整個的課程學(xué)習(xí)中,掌握現(xiàn)實問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、算法設(shè)計以及Python編程的過程和基本方法,進(jìn)行常見算法的實際操作。
4.增加了自主學(xué)訓(xùn)的學(xué)時,建立成熟的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,開展網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí),有利于交流和共享。通過自主學(xué)訓(xùn),掌握Office等常見計算機應(yīng)用軟件的使用方法和技能,能夠達(dá)到國家計算機等級考試一級基本水平。
二、基于計算思維的教學(xué)設(shè)計
“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生利用計算機分析問題和解決問題的能力,理解和掌握計算理論、計算思維和信息系統(tǒng)的應(yīng)用能力。因此,在教學(xué)設(shè)計中,采用案例式的任務(wù)驅(qū)動和啟發(fā)式的教學(xué)模式相結(jié)合的探究式設(shè)計方案,注重問題驅(qū)動,引導(dǎo)學(xué)生走向思維方法的層面。以計算思維、系統(tǒng)觀為核心的教學(xué)設(shè)計過程如圖1所示。
三、基于計算思維的教學(xué)手段
采用案例式、啟發(fā)式、自主學(xué)習(xí)等教學(xué)方法。運用計算思維和計算工具完成解決實際問題的能力,提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。這些方法是典型的基于計算思維的教學(xué)方法,有助于培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新協(xié)作能力。有助于奠定學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位,創(chuàng)建和諧、活躍的教學(xué)氛圍,提高教學(xué)效率,培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。
案例式的任務(wù)驅(qū)動,以教師引導(dǎo),組織學(xué)生對教學(xué)案例進(jìn)行思考、分析和設(shè)計,促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)知識的理解。在課堂講授中,特別是講解新知識點的時候,大部分采用實際案例進(jìn)行演示,逐步引出相關(guān)概念。如,通過“教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)”案例,貫穿“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)”的學(xué)習(xí)之中,使得學(xué)生更容易理解數(shù)據(jù)庫的相關(guān)知識。通過Python語言的學(xué)習(xí),貫穿整門課程相關(guān)知識的動手操作。
啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生對用計算機解決實際問題的興趣和熱情。例如,通過提出問題“信息在計算機中如何編碼?”來引導(dǎo)學(xué)生對信息編碼相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。通過Python語言的學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生對大數(shù)據(jù)相關(guān)知識的理解和學(xué)習(xí)。
自主學(xué)習(xí)更多的是體現(xiàn)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力,更好地培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)Office應(yīng)用軟件的能力。自主學(xué)習(xí)開始于任務(wù)的布置,由學(xué)生根據(jù)分組及任務(wù)在自主學(xué)訓(xùn)時間完成Office軟件的相關(guān)操作。
四、結(jié)論
教學(xué)改革是一個系統(tǒng)工程,以計算思維、系統(tǒng)觀等理論思維為牽引的課程教學(xué)模式,摒棄“狹義工具論”思想,更好地詮釋了“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的核心價值。教學(xué)實踐表明,提高了學(xué)生對“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程學(xué)習(xí)的興趣和熱情,學(xué)生具備了一定的計算思維和信息系統(tǒng)應(yīng)用能力。
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