基于計(jì)算思維的“微案例”教學(xué)法應(yīng)用研究

郭榮傳 郭月芳 楊琴 余俊英 孫寅翔

摘 要：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是目前高校新手必修的一門公共基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生具有良好的信息素養(yǎng)、綜合素質(zhì)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。針對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程當(dāng)前的現(xiàn)狀及學(xué)生信息素養(yǎng)、綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面的不足，從計(jì)算思維培養(yǎng)的角度，以信息化平臺(tái)為支撐，對該門課程從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)輔助平臺(tái)四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革探索，提出了基于計(jì)算思維的“微案例”教學(xué)改革新思路，探討了它在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);計(jì)算思維;微案例;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2021.06.063

0 引言

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為生活、學(xué)習(xí)的一部分，計(jì)算思維也逐漸成為認(rèn)識(shí)和解決問題的基本能力之一。而計(jì)算思維能力的培養(yǎng)也受到了國內(nèi)外許多計(jì)算機(jī)教育工作者的關(guān)注，計(jì)算思維能力逐漸成了所有大學(xué)生應(yīng)該具備的基本能力。目前，很多學(xué)者對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提出過很多的方法，比如傳統(tǒng)的案例教學(xué)法，啟發(fā)式案例教學(xué)法等。但是，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中，以計(jì)算思維為導(dǎo)向構(gòu)建微案例，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，研究者尚未引起足夠的重視，針對性不強(qiáng)。因此，如何將在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中引入計(jì)算思維，不斷提高學(xué)生的計(jì)算思維能力，已成為高校教育工作者一項(xiàng)重要的研究課題。筆者以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)微型化教學(xué)案例，通過微信公眾平臺(tái)發(fā)布案例，構(gòu)建基于計(jì)算思維的“微案例”教學(xué)法教學(xué)改進(jìn)的思路，為其他課程的教學(xué)提供參考和借鑒。

1 計(jì)算思維的提出

美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授在2006 年3月首次正式提出了計(jì)算思維的概念之后，在國內(nèi)外掀起了計(jì)算思維的研究熱潮。他指出：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。

計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化，即當(dāng)遇到一個(gè)實(shí)際問題時(shí)，先通過數(shù)學(xué)建模將該問題進(jìn)行抽象化，然后利用計(jì)算機(jī)將問題的解決過程數(shù)字化和自動(dòng)化。計(jì)算思維是大數(shù)據(jù)時(shí)代人人應(yīng)該掌握的一種思維方式，計(jì)算機(jī)不但可以為不同的專業(yè)提供解決實(shí)際問題的方法和手段，還可以為其提供處理問題的通用思維方法，計(jì)算思維可以說對所有的領(lǐng)域、職業(yè)都能適用，并從中受益。所以，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決自身專業(yè)領(lǐng)域問題的計(jì)算思維能力。

2 課程教學(xué)存在的問題

當(dāng)前國內(nèi)很多高校都有進(jìn)行基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究，通過問卷調(diào)查、文獻(xiàn)研究等方式發(fā)現(xiàn)，該課程在計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)過程中存在以下幾個(gè)方面的問題。

2.1 教學(xué)內(nèi)容更新緩慢

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，跟不上信息化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，涉及的教學(xué)內(nèi)容還是注重軟件的操作與使用，主要以Windows 及Office 等應(yīng)用技能為主，學(xué)生無法學(xué)習(xí)到最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)和知識(shí)。因此，大部分教學(xué)內(nèi)容不能體現(xiàn)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

2.2 不夠重視對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)

許多教育工作者對計(jì)算思維的重要性認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為計(jì)算思維只是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員才需要的，沒有重視對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。因此，計(jì)算思維的培養(yǎng)，沒有從根本上得到重視，阻礙了學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)與提高。

2.3 學(xué)生個(gè)體差異明顯

各個(gè)地區(qū)的生源在大學(xué)之前接受的信息技術(shù)課程差距很大，因而新生入學(xué)時(shí)具備的計(jì)算機(jī)技能和素養(yǎng)差距明顯。因此，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中需要根據(jù)個(gè)體的差異，因材施教，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，提高教學(xué)效果，注重計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

3 基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的“微案例”教學(xué)實(shí)踐

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，利用各種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)成了時(shí)代發(fā)展的潮流。本文基于計(jì)算思維的“微案例”教學(xué)方法，對《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)從以下四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革。

3.1 重新定位教學(xué)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維培養(yǎng)

2015年，教指委（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)）進(jìn)一步明確了大學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)目標(biāo)：不僅要理解計(jì)算學(xué)科的基本知識(shí)和方法，掌握基本的計(jì)算機(jī)操作技能，還要培養(yǎng)計(jì)算思維，掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析解決問題的一般方法。為此，結(jié)合目前教學(xué)實(shí)際，需要重新定位該課程的教學(xué)目標(biāo)，面對非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，應(yīng)該在計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、應(yīng)用能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，分步有序地推進(jìn)實(shí)施計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

3.2 更新教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建教學(xué)“微案例”資源庫

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí)也在不斷更新，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中以Windows 系統(tǒng)及Office辦公自動(dòng)化等應(yīng)用技能為主的教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于學(xué)科發(fā)展，因此，教師在教學(xué)實(shí)踐過程中需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，比如結(jié)合學(xué)生不同的專業(yè)，介紹移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等計(jì)算機(jī)前沿新技術(shù)及其在學(xué)生所學(xué)的各個(gè)專業(yè)當(dāng)中的典型應(yīng)用，以此構(gòu)建不同的“微案例”資源庫。

因此，可以將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程所有知識(shí)點(diǎn)歸納整理為計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程及其應(yīng)用、計(jì)算機(jī)工作原理、Office軟件應(yīng)用，Access桌面數(shù)據(jù)庫軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全五大知識(shí)模塊，根據(jù)課程教學(xué)大綱，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)“微案例”。為此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程“微案例”資源庫的構(gòu)建是一個(gè)長期的過程，一方面可以充分利用教材已有的教學(xué)實(shí)例，將其制作成微視頻，納入課程的“微案例”庫中。另一方面，根據(jù)實(shí)際的教學(xué)需要，比如把歷年的習(xí)題庫進(jìn)行分類整理，通過錄屏的方式，制作成微案例編入到本課程的“微案例”庫中。

3.3 改變教學(xué)方法，提高學(xué)習(xí)興趣

有了新的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，必然會(huì)對教師提出新的要求，不斷改變以往的教學(xué)方法，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷地提高教學(xué)質(zhì)量。信息化時(shí)代，我們要充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)帶來的便利，采取形式多樣的教學(xué)手段，有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，滿足學(xué)生可以“隨時(shí)、隨地、隨身”的學(xué)習(xí)要求，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐操作能力。

3.4 教學(xué)輔助平臺(tái)的選擇

為了解決學(xué)生個(gè)體差異問題，方便學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，我們通過微信公眾平臺(tái)發(fā)布教學(xué)所需的“微案例”教學(xué)資源。平臺(tái)發(fā)布的“微案例”教學(xué)資源一般有教學(xué)課件、教學(xué)微案例視頻等資料，我們可以根據(jù)教學(xué)需要定期推送至學(xué)生手機(jī)客戶端，讓同學(xué)們提前預(yù)習(xí)，也可以在教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后通過該平臺(tái)進(jìn)行反復(fù)觀看復(fù)習(xí)。通過該平臺(tái)，比如遇到某些“微案例”分析講解之后，還是一知半解，這時(shí)學(xué)生可以通過平臺(tái)提供的微案例進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)。根據(jù)課程教學(xué)需要，我們還在已經(jīng)申請的訂閱號(hào)“計(jì)算機(jī)微教學(xué)”的基礎(chǔ)上，開發(fā)定制了課程教學(xué)討論模塊，方便收集課程教學(xué)反饋信息。平臺(tái)已經(jīng)設(shè)置的一級(jí)功能菜單如圖1所示。

4 結(jié)束語

基于計(jì)算思維的“微案例”教學(xué)法應(yīng)用研究，從課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的選擇四個(gè)方面對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了教學(xué)改革探討，以微信公眾平臺(tái)為支撐，以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，精心設(shè)計(jì)教學(xué)“微案例”，可以有效地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。而計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不能一蹴而就。因此，在以后的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中，還需要通過教師和學(xué)生從多方面進(jìn)行共同努力，不斷探索和推進(jìn)基于計(jì)算思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，并為其他課程面向計(jì)算思維的教學(xué)改革提供參考和借鑒。

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