基于計(jì)算機(jī)思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式淺談

曾莉

摘要：隨著社會(huì)信息化程度不斷升級(jí)，對(duì)于如何培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具備“計(jì)算思維”讓他們獲得信息技術(shù)和創(chuàng)新的能力的問(wèn)題已經(jīng)成為高校計(jì)算機(jī)教育的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)。該文對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)計(jì)算思維培養(yǎng)提出了改革的思路。

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

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

文章編號(hào)：1009-3044（2020）32-0109-02

Abstract：As social informatization improves， how to train contemporary college students to have "computational thinking" and enable them to acquire the ability of information technology and innovation has become a major focus and difficulty in computer education in colleges and universities. This paper puts forward some reform ideas for the training of computational thinking in Basic Computer Course.

Key words： computational thinking; computer; basic computer course

1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育現(xiàn)狀

現(xiàn)代信息技術(shù)滲透在社會(huì)的各行各業(yè)，人們通過(guò)信息科技獲得便利和高效率，在這種信息化的社會(huì)背景下，大學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力培養(yǎng)的地位越來(lái)越重要。但是，分析我國(guó)高?，F(xiàn)狀，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，普遍存在著一些問(wèn)題，計(jì)算機(jī)技術(shù)注重能力培養(yǎng)而忽視了思維的鍛煉;新技術(shù)出現(xiàn)而教學(xué)內(nèi)容沒有及時(shí)更新;教學(xué)目標(biāo)滯后于社會(huì)的人才需求;學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與教學(xué)模式不匹配。這些問(wèn)題讓學(xué)生無(wú)法利用學(xué)習(xí)到的計(jì)算機(jī)知識(shí)來(lái)解決研究領(lǐng)域中的問(wèn)題。而非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)好大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程更是以后學(xué)習(xí)其他信息類課程重要的基石。讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的“思想”和“能力”，最終目的是使學(xué)生能利用計(jì)算機(jī)作為工具來(lái)解決其專業(yè)領(lǐng)域一些實(shí)際問(wèn)題。但經(jīng)過(guò)了作者多年的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)：當(dāng)學(xué)生剛接觸計(jì)算機(jī)這門課程的時(shí)候，對(duì)其充滿了期許，希望能學(xué)習(xí)掌握這門技術(shù)擁有這項(xiàng)技能，一開始學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)花很多時(shí)間和精力研究，但隨著學(xué)習(xí)難度增加，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)世界的理解感覺吃力，而老師在教學(xué)過(guò)程中也忽略了傳授計(jì)算機(jī)思維和實(shí)際的應(yīng)用，學(xué)生漸漸就失去了學(xué)習(xí)熱情，并且在腦海里日漸形成課程枯燥、沉悶、用處不大的不好印象，最后無(wú)法達(dá)到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)目的。這就必須從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，探索在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中如何真正讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)計(jì)算機(jī)的“思想”和“方法”，從而使學(xué)生學(xué)以致用，在現(xiàn)實(shí)生活里去使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)解決生活工作中的事情，讓計(jì)算思維成為大學(xué)生具備的能力。

2 計(jì)算思維

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解的一系列相關(guān)的思維活動(dòng)。計(jì)算思維是現(xiàn)代科技人才是否能實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科創(chuàng)新而應(yīng)該擁有的能力。作為大學(xué)生剛步入大學(xué)校門的第一門課程《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》將成為培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維的一門重要的啟蒙課程。以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為核心，將計(jì)算思維如同邏輯思維一樣植入到計(jì)算機(jī)課程中，學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)單純的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，而是需要把計(jì)算思維成為一種進(jìn)入社會(huì)前擁有的一種能力。

3 以培養(yǎng)計(jì)算機(jī)思維為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革思路

1） 不同學(xué)科專業(yè)對(duì)于計(jì)算思維能力和計(jì)算機(jī)技術(shù)的要求是不一樣的，因此廣州醫(yī)科大學(xué)采用以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維目標(biāo)為導(dǎo)向，與專業(yè)相融合的分類教學(xué)模式。將學(xué)生按照工學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、法學(xué)等學(xué)科采取分類教學(xué)，教學(xué)過(guò)程中教學(xué)授課內(nèi)容上做了區(qū)別，并根據(jù)學(xué)科需要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力，為學(xué)生利用計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能解決專業(yè)領(lǐng)域的問(wèn)題打好基礎(chǔ)。以廣州醫(yī)科大學(xué)為例考慮到專業(yè)后續(xù)計(jì)算機(jī)課程要求將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程分為三類，包括有醫(yī)學(xué)、檢驗(yàn)學(xué)、影像學(xué)等專業(yè)為《EXCEL數(shù)據(jù)處理》與《Photoshop圖像處理》;管理學(xué)、法學(xué)、護(hù)理學(xué)專業(yè)為《OFFICE辦公自動(dòng)化》與《Dreamweaver網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與Fireworks圖像處理》;而生物醫(yī)學(xué)工程為《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》（如圖1所示）。教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法以及教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)都會(huì)針對(duì)專業(yè)進(jìn)行不同的設(shè)置。雖然教學(xué)內(nèi)容不同，但是所有學(xué)生均可通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程后參加全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試考取計(jì)算機(jī)一、二級(jí)證書。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)完一、二學(xué)期的內(nèi)容后可以參加計(jì)算機(jī)二級(jí)統(tǒng)考的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》模塊。教研室老師還會(huì)組織學(xué)生參加計(jì)算機(jī)有關(guān)競(jìng)賽。

2）采取問(wèn)題導(dǎo)向式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、案例教學(xué)等綜合的教學(xué)模式，教學(xué)目標(biāo)是盡最大的可能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)生自覺投入到學(xué)習(xí)中去。以廣州醫(yī)科大學(xué)信息技術(shù)教研室為例，教研室老師會(huì)根據(jù)分類教學(xué)分成幾個(gè)小組，小組都由高級(jí)職稱具有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師負(fù)責(zé)管理，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、選擇使用的案例和設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，并要求進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確保案例、項(xiàng)目具有滿足各專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)性、通用性與實(shí)用性，并且課程所用的案例和教學(xué)能幫助不同專業(yè)的學(xué)生利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決他們各自領(lǐng)域上的一些實(shí)際問(wèn)題。根據(jù)專業(yè)設(shè)計(jì)一些相關(guān)的案例，例如在《EXCEL數(shù)據(jù)處理》教學(xué)中，臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中設(shè)計(jì)了關(guān)于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析案例，學(xué)生分析案例的背景，進(jìn)行小組討論，并分工使用EXCEL的統(tǒng)計(jì)功能完成任務(wù)。

3）充分利用在線教學(xué)資源。廣州醫(yī)科大學(xué)發(fā)揮E學(xué)中心平臺(tái)的云課堂的作用，建設(shè)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程，老師課前給學(xué)生布置自學(xué)任務(wù)，學(xué)生網(wǎng)上觀看視頻、PPT進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，碰到難點(diǎn)可以與線上的同學(xué)和老師進(jìn)行討論，及時(shí)尋求到幫助和解答。同時(shí)，為了加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，將各章節(jié)的操作重點(diǎn)和難點(diǎn)制作成輔助視頻，并配以原始說(shuō)明文檔，講解整個(gè)任務(wù)的完成過(guò)程，同時(shí)學(xué)生能一邊觀看視頻，一邊實(shí)踐操作，從而更好地掌握問(wèn)題解決的方法。在課中還有章節(jié)小測(cè)與實(shí)驗(yàn)評(píng)分環(huán)節(jié)，同學(xué)們緊密的黏合在云課堂中，老師進(jìn)行調(diào)控以及布置任務(wù)。

4）在課堂教學(xué)之余，選擇部分知識(shí)點(diǎn)，提供案例素材，讓學(xué)生完成一些開放性的作業(yè)，學(xué)生結(jié)合課中學(xué)習(xí)的技術(shù)通過(guò)自主查詢資料確定研究的主題，分析問(wèn)題，選擇合適的技術(shù)、方法解決問(wèn)題，然后老師再做適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的目標(biāo)。

5）在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，我們將每一章的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用“從簡(jiǎn)單到復(fù)雜”的方式，即從一道淺顯有趣實(shí)驗(yàn)題開始，再布置一道需要發(fā)揮計(jì)算思維能力綜合的題目。題目分為按結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化題目和非結(jié)構(gòu)化3個(gè)層次，逐步提升學(xué)生的問(wèn)題求解能力。

6）學(xué)生評(píng)定方法改革

改革后的教學(xué)，學(xué)生的課堂參與度很高，師生互動(dòng)良好，課后在線上也保持緊密的聯(lián)系，學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)也比往年高出5%左右。課程注重學(xué)生課前的自學(xué)、課中活躍的表現(xiàn)以及完成實(shí)驗(yàn)的情況，學(xué)生成績(jī)的評(píng)定方法（如圖2所示）。重點(diǎn)放在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)、課前準(zhǔn)備以及課堂表現(xiàn)是否積極主動(dòng)?？疾閮?nèi)容可以反映學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，是否善于搜集和處理信息的能力。學(xué)生課前自學(xué)+課堂任務(wù)+實(shí)驗(yàn)+小組討論共占50%，這對(duì)推動(dòng)學(xué)生積極參與課堂完成實(shí)驗(yàn)有一定的作用。要完成課堂任務(wù)、實(shí)驗(yàn)、參與小組討論的前提是要有很好的課前準(zhǔn)備，必須環(huán)環(huán)相扣。每次上課學(xué)生都是有備而來(lái)，全力以赴。也會(huì)存在學(xué)生之間的差異，但是小組討論也是互相學(xué)習(xí)、互幫互助的過(guò)程，因人而異由小組長(zhǎng)分配任務(wù)，最后共享小組課程設(shè)計(jì)的成績(jī)。

4 小結(jié)

廣州醫(yī)科大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，主要是提高學(xué)生如何去獲取信息、分析信息、處理信息的能力，從而達(dá)到培養(yǎng)大學(xué)生“計(jì)算思維”能力的教學(xué)目標(biāo)。教師在教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)中都融入計(jì)算思維，使教學(xué)活動(dòng)上升一個(gè)新的高度。學(xué)生最終在課后學(xué)會(huì)利用計(jì)算思維去分析與解決工作與生活中所面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

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