大學計算機基礎教學中的計算思維培養(yǎng)

于曉婷，王 娜

(1.哈爾濱華德學院 數(shù)據科學與人工智能學院，哈爾濱 150025； 2.中國聯(lián)合網絡通信有限公司 哈爾濱軟件研究院，哈爾濱 150000)

大學計算機基礎課程作為大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、自主探究能力培養(yǎng)的重要課程，對于學生日后更好地走向工作崗位具有重要影響。傳統(tǒng)的計算機基礎課程教學模式已經不能適應當前計算機人才培養(yǎng)的需求，在細節(jié)上存在諸多問題，因此，不斷創(chuàng)新計算機基礎課程教學方法、理念，提升課程教育教學水平是當前計算機基礎課程教學急需解決的問題之一。

1 計算思維的具體內容

計算思維伴隨著人類的出現(xiàn)而發(fā)展，在人類日常生產生活中無處不在。從古代人類發(fā)明的珠算、算籌，到近代以來發(fā)明的計算器、加法器、電子計算機等，都應用了計算思維，隨著科學技術的不斷進步，計算思維的內容也在不斷擴展，發(fā)展到現(xiàn)在已經出現(xiàn)大數(shù)據、云計算等計算思維。

1.1 計算思維意識

眾所周知，計算思維經過歷史的打磨、時間的洗禮，其發(fā)展越來越具有科學性，可以說具備了人類的三大思維能力，既理論思維、科學思維、實驗思維，同時計算思維也是人類與其他物種相區(qū)別的一種重要思維，是人類獨有的特殊技能。作為與計算機基礎教學相關的工作者都知道，在課程教學過程中計算思維的應用無處不在。但是，人類的計算思維一般都是無意識的，因此，要想提高大學計算機基礎課程教學水平，就必須將計算思維的無意識變成有意識，有效提升學生的自主計算思維，使其能夠主動應用計算思維解決實際問題，并拓展到其他課程的學習中。

1.2 計算思維應用方法

人類在應用計算思維解決實際問題過程中，需要采用有效的計算思維方法解決實際問題，計算思維的方法就是計算思維的核心所在。計算思維的方法有很多，總體上可以分為兩大類，一類是采用數(shù)學思維的計算方法，另一類是人類在應用計算機過程中形成的獨有方法。例如，在積分運算實踐中，可以運用數(shù)學函數(shù)進行計算，也可以應用計算機中區(qū)間的算法進行計算。學生通過學習大學計算機基礎課程后，可以利用簡單的計算機技術解決計算問題，計算機基礎課程中每一個概念里都包含著計算思維，要求教師在教學過程中注重學生計算思維的培養(yǎng)，使學生能夠運用計算思維解決實際問題。

1.3 計算思維能力

學習計算機基礎課程，培養(yǎng)學生計算思維的最終目的就是讓學生解決實際生活中遇到的問題。從計算機知識與技術的應用角度來看，解決實際問題就是計算機的應用問題，如電子商務網站的創(chuàng)建、數(shù)據庫系統(tǒng)的建立、機器人的制作等，都可以歸類為計算機應用問題，也是培養(yǎng)學生計算思維的目的所在。學生計算思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的事情，而是需要將計算思維貫穿于整個計算機基礎課程教學中，促進學生扎實地掌握好計算機基礎知識、多媒體技術、計算機應用技術等，進而運用計算思維解決實際問題。

2 大學計算機基礎教學計算思維培養(yǎng)存在的問題

2.1 計算思維的有意識教學有待提高

計算思維在大學計算機基礎教學中的應用時間不長、受重視程度不夠，導致計算機基礎教學中學生計算思維的培養(yǎng)模式還不夠完善。例如，在開展計算機基礎教學中，廣大教育教學工作者過多地重視無意識、潛移默化的計算思維教學，有意識、有計劃地培養(yǎng)學生的計算思維過程相對較少。

2.2 未充分重視學生計算思維的培養(yǎng)

由于計算思維模式的培養(yǎng)發(fā)展起步較晚，很多教育工作者對計算思維的重要性認識不足，只是簡單地認為計算思維只是計算機技能學習的應用能力之一，沒有真正認識到計算思維是人類發(fā)展的三大重要思維之一，是新時代經濟社會發(fā)展下需要掌握的基本能力之一。認識上存在的不足影響了大學計算機基礎教學質量與水平的提高，沒有從戰(zhàn)略的高度上將計算思維從計算機基礎教學中重視起來，阻礙了學生計算思維能力的培養(yǎng)與提高。

2.3 過于重視計算機應用技術的教學

由于計算機基礎課程教學的最終目的和結果是促進學生實踐能力的提升，導致很多教師在教學過程中過多地重視計算機技術與應用的教學，如計算機軟件開發(fā)、系統(tǒng)設計等課程，而忽視了學生計算機應用思維能力的培養(yǎng)。

3 計算思維的培養(yǎng)策略

當前經濟社會的快速發(fā)展，使如何有效培養(yǎng)學生的計算思維成為當前計算機基礎課程教學改革的熱點問題之一。有效培養(yǎng)學生的計算思維要求計算機教學規(guī)范化、科學化，并要求學生扎實掌握計算機基礎課程知識。在教學過程中，教師要在原有基礎教學上不斷優(yōu)化創(chuàng)新。

3.1 創(chuàng)新計算思維教學模式

傳統(tǒng)計算思維培養(yǎng)模式未充分重視學生的計算思維培養(yǎng)工作，因此，要轉變這一教學模式，實施以計算思維為導向的教學模式。具體實施中，教師要根據學生專業(yè)的不同類別設置一些針對性較強的課程，如理工類和綜合類專業(yè)在計算機基礎教學過程中可增設程序設計算法的相關課程，文科類專業(yè)可增設一些高級軟件應用課程。

3.2 創(chuàng)新課程教學方法

在具體教學過程中，可以采用問題驅動的教學方法，讓計算思維貫徹于整個計算機基礎課程教學中。例如，在課堂教學中提出一些以計算機思維培養(yǎng)維度為重點的趣味性問題，這樣既能引起學生的學習興趣，又可以促使學生有意識地掌握計算思維以及計算思維在實踐中的應用。

3.3 注重經典案例教學

從計算思維的角度出發(fā)，重組經典案例，將問題求解提升到計算思維的高度。計算思維中問題求解的一般步驟為：A.問題抽象化描述，問題表示，即如何建立模型。B.尋找解決方案，問題求解，即如何設計算法。C.計算機實現(xiàn)過程、效率，即如何有效地求解、編碼。D.現(xiàn)實問題的延伸。按照計算思維重組教學案例，讓學生體會計算思維的本質，即抽象和自動化。

4 結語

計算思維在計算機基礎教學中的重要性越來越凸顯，教師在教學過程中一定要重視培養(yǎng)學生的計算思維，不斷創(chuàng)新課堂教學方法、教學模式，促進學生計算思維能力的穩(wěn)步提升。