高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程計(jì)算思維培養(yǎng)研究

王小寧

摘要：計(jì)算思維是一種隱形能力，是人類思維中非常重要的一種能力，也是當(dāng)今數(shù)字化與信息化時(shí)代對(duì)人才的迫切需求。論文研究了高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，通過(guò)采用項(xiàng)目式教學(xué)、建立自上而下的軟件思維、優(yōu)化教學(xué)思路來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，并提出了具有可行性的計(jì)算思維的評(píng)價(jià)方法。研究對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教師重視與推動(dòng)新時(shí)代人才計(jì)算思維能力的培養(yǎng)具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：高職;計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);計(jì)算思維

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）10-0148-02

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代，計(jì)算思維在越來(lái)越多的行業(yè)和領(lǐng)域中展現(xiàn)出強(qiáng)大的計(jì)算優(yōu)勢(shì)，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)在高職學(xué)生的人才培養(yǎng)中突顯出重要的意義。2019年3月，教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)第二次全體會(huì)議討論了學(xué)生樹(shù)立計(jì)算思維、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)賦能教育的重要性。而目前高職類院校所開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課是公共必修課，主要教學(xué)內(nèi)容是掌握基本的計(jì)算機(jī)技能（如Office2010辦公軟件、Windows7/10基本操作、計(jì)算機(jī)基本理論知識(shí)等），主要的教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生通過(guò)全國(guó)計(jì)算機(jī)一級(jí)等級(jí)考試，在此基礎(chǔ)上提高學(xué)生的實(shí)踐操作技能，因此，課程側(cè)重于考試與實(shí)踐操作，而缺乏對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。

1計(jì)算思維

2016年，美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)在《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（K-12 Computer Science Standards）中對(duì)計(jì)算思維界定：計(jì)算思維是一種解決問(wèn)題的方法論，這種方法可從計(jì)算機(jī)科學(xué)的領(lǐng)域擴(kuò)展到所有學(xué)科，為分析和開(kāi)發(fā)能夠通過(guò)計(jì)算方法解決的問(wèn)題，提供一種獨(dú)特的方法。計(jì)算思維專注于抽象、自動(dòng)化和分析，是計(jì)算機(jī)科學(xué)更廣泛學(xué)科的核心元素。計(jì)算思維和理論思維、實(shí)驗(yàn)思維，共同構(gòu)成了人類社會(huì)的三大思維。

計(jì)算思維是一種可以靈活運(yùn)用計(jì)算工具與方法求解問(wèn)題的思維活動(dòng)，對(duì)促進(jìn)人的整體和終身發(fā)展具有不可替代的重要作用。特別是隨著人工智能在不同程度上嵌入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，普及計(jì)算思維的培養(yǎng)，讓人們能夠充分運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)應(yīng)對(duì)人工智能對(duì)人類生活與社會(huì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的重要影響和沖擊，已成為人們的共識(shí)。正因如此，計(jì)算思維被視為21世紀(jì)人們最需具備的素養(yǎng)與技能之一。計(jì)算思維能力的提高能有效啟發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的思考深度和高度;有助于提升高校課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的實(shí)踐與解決問(wèn)題的能力。

2高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中計(jì)算思維的培養(yǎng)途徑

2.1采用項(xiàng)目式教學(xué)

以建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ)的培養(yǎng)策略，正好可以涵蓋計(jì)算思維的維度，使得基于面向問(wèn)題解決過(guò)程的計(jì)算思維框架，成為當(dāng)前認(rèn)可度較高的一種有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)方式，包括（1）確定內(nèi)容，（2）采集，表示分析數(shù)據(jù)，（3）生成，選擇矣規(guī)劃解決方案，（4）實(shí)話解決方案，（5）評(píng)估解決方案并繼續(xù)改進(jìn)。

在高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，采用項(xiàng)目式教學(xué)，可將教學(xué)過(guò)程分化為多個(gè)任務(wù)，涵蓋教學(xué)目標(biāo)的各個(gè)子目標(biāo)。針對(duì)以上框架，首先確定內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，包括對(duì)教學(xué)素材的選擇、工具的選擇、教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)等。第二步，采集，表示分析數(shù)據(jù)，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)好的內(nèi)容，進(jìn)行分析，需要什么樣的技能來(lái)完成當(dāng)前的任務(wù)。第三步，生成，選擇和規(guī)劃解決方案，學(xué)生在分析完成后，形成自己的解決方案。第四步，實(shí)施解決方案。教師可以在這個(gè)過(guò)程中，指導(dǎo)、幫助學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的技能。第五步，評(píng)估解決方案并繼續(xù)改進(jìn)。學(xué)生實(shí)踐完成后，提交作品給教師后，教師跟學(xué)生一起評(píng)估完成的效果，并提出改進(jìn)意見(jiàn)。

2.2建立自上而下的軟件思維

知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，一般分為三個(gè)階段，個(gè)別認(rèn)知一框架建構(gòu)一結(jié)構(gòu)完善。這三個(gè)階段中，筆者認(rèn)為最重要的是第二步“框架建構(gòu)”階段，知識(shí)框架的建構(gòu)是最核心的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

在高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課中，學(xué)習(xí)的軟件是Word、Excel和Power-point，這三個(gè)軟件的使用方法，可以類推到其他的軟件中，軟件結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。如Word2010中，軟件的結(jié)構(gòu)體系如圖1，除此之外，每一個(gè)小版塊右下角都有一個(gè)小箭頭，可以通過(guò)小箭頭設(shè)置本版塊更多的功能。

例如，在圖片或表格的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以將以下框架結(jié)構(gòu)深刻理解并內(nèi)化為自己的思維（以插入圖片為例），如圖2所示：

2.3優(yōu)化授課思路

2018年IsTE發(fā)布的《教育者計(jì)算思維能力標(biāo)準(zhǔn)》中指出，教師承擔(dān)了學(xué)生計(jì)算思維的“學(xué)習(xí)者”“領(lǐng)導(dǎo)者”“協(xié)作者”“設(shè)計(jì)者”和“促進(jìn)者”等角色。教師需不斷加強(qiáng)自身對(duì)計(jì)算思維的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，既要了解相關(guān)理念和知識(shí)，又要學(xué)習(xí)關(guān)于計(jì)算思維的教學(xué)策略，提升個(gè)人計(jì)算思維能力。因此，在設(shè)定好的項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程中，教師的引導(dǎo)至關(guān)重要。教師具備了優(yōu)秀的計(jì)算思維，才能夠正確并高效地引導(dǎo)學(xué)生建立計(jì)算思維。因此，在授課過(guò)程中，必須優(yōu)化授課思路，教師以自上而下的思維來(lái)介紹計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、軟件的結(jié)構(gòu)及每個(gè)工具的屬性，幫助學(xué)生盡快完成框架結(jié)構(gòu)的建立，這樣對(duì)學(xué)生未來(lái)開(kāi)發(fā)自學(xué)潛能，并將計(jì)算思維拓展到更多的軟件，甚至其他學(xué)科問(wèn)題的解決，都有很大的幫助。

3計(jì)算思維培養(yǎng)評(píng)價(jià)方法

學(xué)生計(jì)算思維的形成，需要一定的工具進(jìn)行評(píng)價(jià)，國(guó)外學(xué)者探索了很多工具來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，大致分為總結(jié)性工具、形成性迭代工具、技能轉(zhuǎn)移工具、看法與態(tài)度量表與詞匯評(píng)估五大類。研究認(rèn)為，利用課堂作業(yè)與最終項(xiàng)目，并結(jié)合以上有效的評(píng)價(jià)工具，設(shè)計(jì)出合理的計(jì)算思維評(píng)價(jià)方案，可以有效地評(píng)價(jià)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)成效。比如，在每一階段的軟件學(xué)習(xí)完成后，可以給學(xué)生一個(gè)主題，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方法，并獨(dú)立完成創(chuàng)作。教師根據(jù)計(jì)算思維的要求來(lái)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)判斷學(xué)生是否掌握相應(yīng)的技能。

4總結(jié)

高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課中，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生盡快建立計(jì)算思維，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展與需求。合理使用相應(yīng)的評(píng)價(jià)工具，對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維能力進(jìn)行評(píng)測(cè)，有助于改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)效率。同時(shí)，教師也應(yīng)當(dāng)提升個(gè)人的計(jì)算思維能力，來(lái)更好地培養(yǎng)學(xué)生具備優(yōu)秀的計(jì)算思維能力，這一能力的培養(yǎng)在當(dāng)今的時(shí)代發(fā)展中已經(jīng)迫不及待。