計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐分析

吳 爽，趙 雋

（長春師范大學(xué)，吉林 長春 130032）

0 引言

在信息時代下，高等教育活動中，要求能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的計算機(jī)文化素養(yǎng)、計算機(jī)應(yīng)用能力以及計算機(jī)創(chuàng)新實踐能力的培育和提升，讓學(xué)生能夠滿足市場發(fā)展下的人才需求結(jié)構(gòu)。但是事實上，現(xiàn)有的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育課程仍舊存在著多個方面的共性問題，這些問題不能夠滿足當(dāng)前市場的發(fā)展需求。而此時計算思維的提出及一步闡述了關(guān)于計算機(jī)課程改革的必要性和重要性，計算思維能力的培養(yǎng)能夠更貼切的實現(xiàn)高校就是算計基礎(chǔ)課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，也可以反映出學(xué)生具體運用計算機(jī)分析、解決實際問題的能力。因此實現(xiàn)計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐分析相關(guān)探討具有現(xiàn)實意義[1]。

1 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀

1.1 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)理念落后

隨著計算機(jī)的普及，當(dāng)前許多高校對于計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動存在著片面錯誤的觀念。大多數(shù)高校認(rèn)為計算機(jī)基礎(chǔ)教育的內(nèi)容是教學(xué)生如何使用計算機(jī)，以及如何操作一些計算機(jī)軟件等基礎(chǔ)致使。且這些基礎(chǔ)致使早在大學(xué)生初高中時期就已經(jīng)開始接觸，所以普遍認(rèn)為現(xiàn)在的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程不太重要。甚至個別高等院校建議取消掉這門課程[2]。由此可知，當(dāng)前部分高等院校對于大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的不夠重視，認(rèn)知不清晰。導(dǎo)致大學(xué)生所掌握的計算機(jī)技術(shù)水平和基礎(chǔ)素養(yǎng)沒有辦法達(dá)到市場發(fā)展下對于畢業(yè)生的綜合素質(zhì)要求。

1.2 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)模式陳舊

當(dāng)前，在素質(zhì)教育改革的背景下，大多數(shù)的國內(nèi)高等院校的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)模式采用的是課堂講授和上機(jī)實驗結(jié)合的模式。其在課堂教學(xué)內(nèi)容上都是對教材內(nèi)容的簡單重復(fù)，對于一些單調(diào)技能的介紹，并沒有涉及到對最新的計算機(jī)基礎(chǔ)技能以及基本素養(yǎng)的教學(xué)。在這種單一的、僵化的教學(xué)模式下，大學(xué)生對于大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情會逐漸喪失，從而在課堂學(xué)習(xí)中缺少主體性和創(chuàng)新性，因此不能夠展開對計算機(jī)基礎(chǔ)知識內(nèi)容的深層次的思考，更談不上對大學(xué)生的計算思維能力和創(chuàng)新能力的培育。對此高等院校的計算機(jī)基礎(chǔ)教育提出了新的教學(xué)要求，即要求能夠?qū)崿F(xiàn)對傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)新改革，探索新的教學(xué)課程體系，采取新的教學(xué)模式和教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性[3]。

2 計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的關(guān)聯(lián)性

2.1 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的背景

基于對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀以及教育部關(guān)于計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程指導(dǎo)委員會的指導(dǎo)工作可知，目前《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》中，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程存在著多個方面的教育短板。如，作為基礎(chǔ)課程其所發(fā)揮的基礎(chǔ)支撐作用體現(xiàn)不夠充分，所具有的教學(xué)質(zhì)量評價體系有待改進(jìn)等。而與此同時，全國各行業(yè)發(fā)展中對于計算機(jī)應(yīng)用需求要求越來越高，具體表現(xiàn)在：①要求人才具有抽象、建模、求解、優(yōu)化、可視化等計算機(jī)技能和方法；②要求人才能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)技能同專業(yè)應(yīng)用需求相融合，從而滿足大眾化的計算共性需求?；诖藢Ρ瓤芍?，當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動面臨著改革創(chuàng)新的重要節(jié)點[4-5]。

2.2 實現(xiàn)以計算思維為核心的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐必要性

計算思維的提出為計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的改革實踐活動帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。根據(jù)計算思維的本質(zhì)內(nèi)涵可知，計算思維是一種利用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題解決、系統(tǒng)設(shè)計等思維活動，其本質(zhì)就是能夠掌握一種抽象和自動化的思維能力，利用計算機(jī)基本方法展開各種問題的解決。這一內(nèi)涵高度總結(jié)和概況來高校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，也實現(xiàn)了對學(xué)生的計算機(jī)相關(guān)能力和素養(yǎng)的培育。因此可以將計算思維的培養(yǎng)當(dāng)作是當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的出發(fā)點和落腳點。

3 基于計算思維展開的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐路徑

3.1 樹立大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的新思路

確定大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的新思路，才能夠明確改革實踐的新方向，在改革過程中實現(xiàn)動態(tài)化管理。第一，明確計算思維培育下的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的指導(dǎo)思路。在新工科建設(shè)的背景下，要想展開對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動的改革，必須能夠確定一個改革的新的思路新的方向，如此才能夠讓改革實踐所采取的新的課程體系、教學(xué)模式和教學(xué)方式是符合要求的。由此要求大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐要能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生的計算思維、創(chuàng)新思維能力的培育，確保能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生的計算機(jī)實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。第二，明確計算思維培育下的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的主要內(nèi)容。教育改革是一個系統(tǒng)性的工程，主要涉及到課程體系、支撐體系以及能力目標(biāo)體系三個方面。首先課程體系主要是指計算機(jī)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容、對象和要求；其次支撐體系主要是指在計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中需要一系列的保障和支持體系確保課程能夠得到落實，也滿足改革后的各種教學(xué)需求。最后，能力目標(biāo)體系主要要求各高校能夠根據(jù)自己的人才培養(yǎng)需求、專業(yè)發(fā)展需求等確定不同的能力級別和教學(xué)要求。在這些改革內(nèi)容中，要求能夠逐步完成框架構(gòu)建，做好資源投入準(zhǔn)備。第三，明確計算思維培育下的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的重點要求。在教育教學(xué)活動中，師資隊伍是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保障。展開教學(xué)框架設(shè)計，做好教學(xué)體系安排，其都需要擁有強(qiáng)有力的教學(xué)團(tuán)隊作為支撐。因此在計算思維指導(dǎo)下的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的重要保障在于能夠培育具有專業(yè)能力的教師隊伍[6]。

3.2 構(gòu)建大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的教學(xué)新體系

第一，構(gòu)建好大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程新體系。根據(jù)大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求可知，當(dāng)前的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動不能夠單單停留在基礎(chǔ)知識教學(xué)中，其更要能夠在程序設(shè)計中，專業(yè)實踐中不斷實現(xiàn)學(xué)生的計算思維以及創(chuàng)新思維能力的拓展。具體的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的鐵成體系如下所示。主要分為四個階段，從基礎(chǔ)知識課程、計算技術(shù)課程到專業(yè)應(yīng)用課程和興趣拓展課程分，從而形成計算思維能力的多維全面提升?；A(chǔ)知識層是完成對計算思維概念以及相關(guān)知識、計算機(jī)應(yīng)用軟件的教

學(xué)；計算技術(shù)課程則是以計算思維為核心，實現(xiàn)對學(xué)生的程序設(shè)計以及相關(guān)問題方法的分析教學(xué)；專業(yè)應(yīng)用層面中，需要根據(jù)每一個專業(yè)教學(xué)的不同，如，文科類的專業(yè)需要展開管理信息系統(tǒng)的教學(xué)應(yīng)用。在興趣拓展層面中，開設(shè)一些當(dāng)前市面上較為流程的計算機(jī)技術(shù)行業(yè)，實現(xiàn)對學(xué)生關(guān)于網(wǎng)絡(luò)編程、游戲制作等相關(guān)技術(shù)的培育。

圖1 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)體系Fig.1 Teaching system of basic computer course in universities

第二，提供豐富的計算機(jī)實踐活動，為課程體系提供強(qiáng)有力的支撐。傳統(tǒng)的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動中，計算機(jī)實踐活動都是集中在課堂中所展開的，按照教材課后的要求，完成對計算機(jī)的一些基本軟件的實踐操作應(yīng)用。而在教學(xué)改革實踐中，其必須能夠改變這一實踐體系，從而構(gòu)建滿足現(xiàn)有的課程體系、教學(xué)活動所必須的實踐支撐體系。首先是要求做好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，配備具備的計算機(jī)實踐教學(xué)團(tuán)隊，建立實驗室以及完善實驗室環(huán)境，讓學(xué)生的實踐創(chuàng)新活動能夠擁有足夠的指導(dǎo)和咨詢。其次，完善實踐教學(xué)中的監(jiān)督和管理體系。隨著網(wǎng)絡(luò)化教育的發(fā)展，在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育課程中[7]，一些新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得課堂關(guān)系發(fā)生變化，教師不再能夠同學(xué)生進(jìn)行實時的一對一面對面互動，因此需要建立相關(guān)的實踐監(jiān)督管理體系，實現(xiàn)對這些網(wǎng)絡(luò)化教育資源的共享，并且實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動的有效監(jiān)督管理。

第三，實現(xiàn)對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革活動的個性化能力目標(biāo)體系的構(gòu)建。在素質(zhì)教育中，要求能夠展開個性化的計算機(jī)能力培育，確保不同專業(yè)發(fā)展需求的學(xué)生能夠掌握到最貼切本專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)。對此要求高等院校在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革中能夠構(gòu)建個性化的能力目標(biāo)體系。通過循序漸近的方式，不斷的培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和計算機(jī)基本使用能力，掌握計算思維，能夠利用計算機(jī)解決專業(yè)問題，具有拓展思維能力和創(chuàng)新思維能力。

3.3 導(dǎo)入大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐的新模式新方法

在新的教學(xué)課程體系下實現(xiàn)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的實踐活動，要想達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，必須能夠采取符合當(dāng)前學(xué)生個性化發(fā)展以及教學(xué)資源發(fā)展情況的教學(xué)模式和教學(xué)方式。

第一，要求采取引導(dǎo)式教學(xué)方式。引導(dǎo)式教學(xué)方式主要是以問題解決為中心，以教師的引導(dǎo)為手段，發(fā)揮學(xué)生的主體性，展開知識點的發(fā)現(xiàn)以及探索活動。在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐中，采取引導(dǎo)式教學(xué)方式能夠充分發(fā)揮課堂中學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，在學(xué)習(xí)活動中學(xué)生之間能夠展開討論探索。如，在利用計算機(jī)進(jìn)行視頻制作過程中，教師采用引導(dǎo)式教學(xué)活動，先展開視頻制作的各軟件的掩飾教學(xué)，讓學(xué)生能夠了解大概的計算機(jī)軟件功能，之后教師提出作業(yè)要求，讓學(xué)生自行展開素材拍攝，以及完成視頻制作，視頻制作的形式完全不同。在此過程中，學(xué)生們組成一個團(tuán)隊，完成對所要拍攝的主題內(nèi)容的探討討論，之后實現(xiàn)團(tuán)隊分工合作的方式，對于所要展開的計算思維能力和創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)。

第二，實現(xiàn)任務(wù)式教學(xué)方式調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。任務(wù)式教學(xué)活動能夠以發(fā)布任務(wù)的方式，在任務(wù)履行過程中，通過討論、交流的方式讓學(xué)生能夠充分的利用自己的知識和經(jīng)驗完成對任務(wù)的探索和學(xué)習(xí)。在任務(wù)型教學(xué)模式下，要求注意教師能夠根據(jù)學(xué)生的不同能力目標(biāo)以及計算思維基礎(chǔ)情況，完成對各種計算任務(wù)的學(xué)習(xí)和探索。如，在計算office的實驗教學(xué)中，教師先知道學(xué)生展開office的基本操作的練習(xí)，根據(jù)學(xué)生的操作情況，為學(xué)生分配下一階段的綜合性的任務(wù)。若是學(xué)生在基礎(chǔ)操作實驗中，表現(xiàn)出對于 ppt的操作水平受限，則綜合性任務(wù)中要能夠側(cè)重展開對 ppt的內(nèi)容的增加，以及對于難易程度的控制。由于所設(shè)置的任務(wù)同實際相適應(yīng)，因此在教學(xué)中學(xué)生能夠更好地發(fā)揮主體性進(jìn)行資料的查閱，完成任務(wù)學(xué)習(xí)。

第三，利用網(wǎng)路資源平臺，采取翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)資源是當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的重點所在。當(dāng)前展開對網(wǎng)絡(luò)化資源的應(yīng)用中，翻轉(zhuǎn)課堂正是常見的教學(xué)模式。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式中，教師可以通過豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，創(chuàng)建學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)視頻，通過課后觀看教學(xué)視頻的方式，完成自我探索和實踐，之后回到課堂中同教師面對面的形成對計算機(jī)基礎(chǔ)知識的深度探索，從而加強(qiáng)對學(xué)生的計算思維的培養(yǎng)。當(dāng)前要求在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐中大力推廣翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，主要是因為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式更加符合大學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，包含著更多的教學(xué)資源，讓大學(xué)生的計算機(jī)基礎(chǔ)知識能夠隨時同市場需求以及專業(yè)發(fā)展相結(jié)合[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育活動教學(xué)的根本目標(biāo)在于能夠?qū)崿F(xiàn)對大學(xué)生關(guān)于社會最新技術(shù)和發(fā)展理念的教學(xué)活動，讓學(xué)生能夠掌握一門基礎(chǔ)的實踐技能。而隨著社會的進(jìn)步發(fā)展，教育課程體系在設(shè)置方面具有延時性，致使實現(xiàn)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革成為當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)素質(zhì)教育以及市場需求要求可知，當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革實踐流程在于能夠理清出改革思路，不斷建立和完善和社會發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步相一致的教育理念，根據(jù)當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀設(shè)計出具體的可操作的改革方案，然后落實改革方案，展開改革的評估。在當(dāng)前的發(fā)展中，這一切都是依托于計算思維所存在的。因此當(dāng)前在計算思維核心下構(gòu)建大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)體系，設(shè)置緊緊圍繞計算思維本質(zhì)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，成為當(dāng)前大學(xué)素質(zhì)教育改革中的實踐探索重點所在。