陸廣泉　周遠(yuǎn)華

摘 要 根據(jù)廣西本科院校在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程所遇到的問題及一線的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)大學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)形成的重要性，從融入計(jì)算思維于教學(xué)、健全線上線下課堂結(jié)合的教學(xué)體系、探索計(jì)算思維于課堂的教學(xué)等方面提出改革的建議，最后，對(duì)本文內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，提高學(xué)校的教學(xué)水平并提供給其他課程的教學(xué)改革提供借鑒。力爭(zhēng)達(dá)到學(xué)生掌握基本的計(jì)算機(jī)知識(shí)、養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)、并在將來(lái)解決問題過程中運(yùn)用計(jì)算機(jī)思維的能力。

關(guān)鍵詞 計(jì)算思維 教學(xué)改革 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.01.014

Abstract According to the problems and teaching experience of Guangxi undergraduate colleges in learning "computer application foundation"， this paper emphasizes the importance of the formation of college students' computational thinking literacy， and puts forward reform suggestions from integrating computational thinking into teaching， improving the teaching system of combining online and offline classroom， and exploring the application of computational thinking in classroom teaching. Finally， this paper summarizes the content of this paper， improve the teaching level of the school and provide reference for the teaching reform of other courses. Strive to achieve students to master basic computer knowledge， develop lifelong learning， and use computer thinking ability in the process of solving problems in the future.

Keywords computational thinking; teaching reform; fundamentals of computer; computer application foundation

1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀與重要性

1.1 國(guó)際人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)現(xiàn)狀

美國(guó)把人工智能和大數(shù)據(jù)研究提高到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。在先進(jìn)的制藥產(chǎn)業(yè)，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，采用大數(shù)據(jù)和模式識(shí)別的方法來(lái)識(shí)別化合物的相關(guān)靶點(diǎn)關(guān)系，并得出有效的模式結(jié)論。此外，美國(guó)希望在科研教學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工程技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域獲得突破。

歐盟在大數(shù)據(jù)研究方面，研究數(shù)據(jù)價(jià)值鏈，加大“大數(shù)據(jù)”和“開放數(shù)據(jù)”領(lǐng)域的研究的資金投入。構(gòu)建開放的數(shù)據(jù)政策生態(tài);促進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)的再次利用。英國(guó)則通過政府制定政策，開放交通運(yùn)輸、氣候變化和人們健康的核心數(shù)據(jù)庫(kù);而英國(guó)皇家學(xué)會(huì)則考慮科研數(shù)據(jù)在各研究團(tuán)體及工作用戶等群體中進(jìn)行共享。法國(guó)政府則以教育為目標(biāo)，把培養(yǎng)軟件制造商、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)師為目標(biāo)，并對(duì)這些行業(yè)進(jìn)行計(jì)劃投資。此外，法國(guó)在制定政策上，大力支持大數(shù)據(jù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，要求政府部門和企業(yè)協(xié)作，投資3億歐元來(lái)推進(jìn)大數(shù)據(jù)與人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。

1.2 國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，我國(guó)越來(lái)越重視中小學(xué)信息技術(shù)教育，全國(guó)各地高校的學(xué)生中，80%以上的中學(xué)階段進(jìn)修了信息基礎(chǔ)課程，主要得益于個(gè)人計(jì)算機(jī)在家庭的普及。廣西地區(qū)高校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)重視程度不夠。由于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)屬于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的公共課，而不是通識(shí)課程，教學(xué)停留在傳授知識(shí)層面，使大部分學(xué)生忽視了該課程，而且學(xué)生覺得，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)不相關(guān)，助長(zhǎng)了知識(shí)脫節(jié)和偏離。

由于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試題型、題目相對(duì)固定，使得學(xué)生應(yīng)試心理嚴(yán)重，促使學(xué)生通過刷題、死記硬背或強(qiáng)行記憶來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣，造成教學(xué)范圍狹窄、教學(xué)內(nèi)容相對(duì)固定，學(xué)生修習(xí)完課程，不會(huì)舉一反三、積極性難以提高，這都影響著計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)。

針對(duì)廣西高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方面存在的不足，本文研究大學(xué)生計(jì)算機(jī)思維素養(yǎng)形成與教學(xué)方式改革，讓學(xué)生進(jìn)一步提高這一素養(yǎng)，為將來(lái)運(yùn)用計(jì)算思維解決實(shí)際能力做準(zhǔn)備，也給教師提高課堂教學(xué)質(zhì)量提供新的方法和思路。

2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的問題

疫情突然暴發(fā)以來(lái)，許多高校不能按時(shí)間開學(xué)，紛紛延遲或推后開學(xué)。為了不影響或減少疫情對(duì)學(xué)校日常的教學(xué)和科研活動(dòng)的影響，全國(guó)各地院校熱衷于借助愛課程（中國(guó)大學(xué)MOOC）、學(xué)堂在線、智慧樹網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行線上課程資源開放，并指導(dǎo)學(xué)生按教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)、討論及互動(dòng)交流，這一外部環(huán)境的變化，使得我國(guó)的本科網(wǎng)上教育技術(shù)急速擴(kuò)大。特別地，2020年2月17日，據(jù)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)監(jiān)測(cè)顯示平臺(tái)當(dāng)天訪問量，在早上8：00達(dá)到200萬(wàn)的訪問量，而在11：00暴增至900萬(wàn)訪問量，需要啟動(dòng)阿里云、華為云、超星三家服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行，并要求各高校錯(cuò)開開學(xué)高峰，并暫停教師上傳資料和直播測(cè)試等影響訪問的操作。可見，在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件過程中，許多教學(xué)活動(dòng)必須依賴于互聯(lián)網(wǎng)線上平臺(tái)進(jìn)行授課。因此，具有靈活性的混合式教學(xué)改革勢(shì)在必行。傳統(tǒng)的線下教學(xué)雖然有其優(yōu)點(diǎn)，但存在許多弊端。具體表現(xiàn)如下：

2.1學(xué)校對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課的重視程度不夠

非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生和教師、學(xué)校普遍認(rèn)為計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課是一門公共基礎(chǔ)課，沒有上升到通識(shí)教育的范疇。一方面，教師認(rèn)為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，只需掌握基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)原理、核心理論部分沒有高要求，只是隨意提到要點(diǎn)，從而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的積極性不夠。[4]另一方面，絕大部分非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生認(rèn)為只要學(xué)會(huì)常用的打字、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、娛樂、觀看視頻就等于掌握了計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)。沒有把計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)當(dāng)作一個(gè)必備的學(xué)習(xí)工具、輔助將來(lái)工作及學(xué)習(xí)的利器來(lái)進(jìn)行掌握。

2.2各個(gè)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平不一，難以進(jìn)行因材施教[5][6]

學(xué)生的知識(shí)體系各不相同，如相對(duì)于文科相關(guān)專業(yè)學(xué)生，理工科的學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)過程中，動(dòng)手能力和理解能力上要好一些。而針對(duì)地域性差異，來(lái)自城市里的學(xué)生，其計(jì)算機(jī)水平相對(duì)于來(lái)自農(nóng)村的學(xué)生要高一些。在傳統(tǒng)線下內(nèi)容講解時(shí)，容易忽視個(gè)體差異，集體教學(xué)難以做到因材施教。

2.3教學(xué)方式落后單一，忽視能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的知識(shí)講授式線下教學(xué)，以課本內(nèi)容和PPT為主，知識(shí)單一，不夠豐富，形式上以教師講課、學(xué)生聽課為主要教學(xué)活動(dòng)。

2.4考核方式過于簡(jiǎn)單，不夠靈活

傳統(tǒng)的教學(xué)，很難監(jiān)控或掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程的表現(xiàn)。只通過期末考試，布置練習(xí)來(lái)了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況。

3 計(jì)算思維素養(yǎng)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革與建議

計(jì)算機(jī)思維是21世紀(jì)人們需要培養(yǎng)、形成的解決問題的方法，其根本是學(xué)生通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、工作原理之后，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)作為輔助工具，解決實(shí)際應(yīng)用中的問題。因此，在教學(xué)中，只有把計(jì)算機(jī)思維講解清楚、利用案例教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方式培養(yǎng)學(xué)生在生活中運(yùn)用計(jì)算思維解決專業(yè)相關(guān)問題的能力，提高學(xué)生的自信心和信息技術(shù)水平。

3.1 融入計(jì)算思維于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)

“計(jì)算思維”最早由美國(guó)卡內(nèi)基*梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真提出，是指采用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及理解人類行為等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的核心是“構(gòu)造”。計(jì)算思維主要有三個(gè)階段的迭代過程：（1）抽象（Abstraction）。抽象主要是將現(xiàn)實(shí)生活中復(fù)雜難解的應(yīng)用問題，抽象成為可計(jì)算問題。抽象主要根據(jù)問題，對(duì)其進(jìn)行形式化描述，將原問題轉(zhuǎn)化成可解的問題，即，問題的表示。（2）自動(dòng)化（Automation）。即，將自然語(yǔ)言描述的問題轉(zhuǎn)化成為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的語(yǔ)言。問題轉(zhuǎn)換后，需要執(zhí)行與求解，因此，需要將自然語(yǔ)言的描述性問題轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，可以使問題充分得到解決。（3）分析（Analyses）。即分析解決方案的執(zhí)行和評(píng)估，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的模型是否可行、是否有效。因此，把計(jì)算思維貫穿計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，利于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的思考問題的能力和自制力，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

3.2 健全線上線下課堂結(jié)合的教學(xué)體系

愛課程（中國(guó)大學(xué)MOOC）、學(xué)堂在線、智慧樹網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、超星學(xué)習(xí)通等平臺(tái)資源的涌現(xiàn)，給計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育帶來(lái)了新的生機(jī)和挑戰(zhàn)。（1）甄選的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，將培養(yǎng)計(jì)算思維能力作為課程學(xué)習(xí)核心，以案例驅(qū)動(dòng)及實(shí)踐操作為載體，將計(jì)算思維的培養(yǎng)融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)中去，突出面向應(yīng)用、突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)。（2）根據(jù)我校專業(yè)的不同，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行切割，利用不同專業(yè)授課進(jìn)行選擇，并運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)更新計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容和知識(shí)體系，通過這一內(nèi)容更新，側(cè)重學(xué)生利用計(jì)算思維解決專業(yè)（下轉(zhuǎn)第35頁(yè)）（上接第32頁(yè)）問題和研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。側(cè)重層次教學(xué)，避免千篇一律的內(nèi)容設(shè)計(jì)。

3.3 探索計(jì)算思維教學(xué)的新方法

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，涌現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、移動(dòng)終端學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)微課學(xué)習(xí)、在線會(huì)議等新興教育技術(shù)給計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，如果將新興的教育技術(shù)結(jié)合到教學(xué)中，是一線教師應(yīng)該思考的問題。作為教育工作者，在教學(xué)中，采取傳統(tǒng)教學(xué)、線上知識(shí)內(nèi)容傳授的混合授課模式，探索教師傳播知識(shí)的新方法以及學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、教師的引導(dǎo)和引領(lǐng)作用，拓寬計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。（1）構(gòu)建豐富的教學(xué)資源庫(kù)。依托現(xiàn)有的智慧樹平臺(tái)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將優(yōu)秀的教育資源共享給各個(gè)學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，是一種新型、先進(jìn)的在線教育模式。在現(xiàn)有的教學(xué)資源庫(kù)中，更新教學(xué)資源，融入計(jì)算思維教學(xué)。教師可以通過QQ、釘釘、微信等平臺(tái)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)、探索課程學(xué)習(xí)中的疑問，達(dá)到對(duì)教學(xué)資源的優(yōu)化。（2）構(gòu)建微信公眾平臺(tái)。搭建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)視頻、圖片和文本信息的推送平臺(tái)，有助于學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間，打破教學(xué)的時(shí)空限制。（3）知識(shí)點(diǎn)的粒度化設(shè)計(jì)。把計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的知識(shí)點(diǎn)重新設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的專業(yè)、如數(shù)學(xué)、物理、音樂、舞蹈等差距較大的專業(yè)，做差異化教學(xué)資源整合。

4 小結(jié)

本文針對(duì)目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育存在的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，將計(jì)算思維融入教學(xué)改革中，探索并健全線上線下課堂結(jié)合的教學(xué)體系改革、探索計(jì)算思維教學(xué)的新形式，采用這些新方式進(jìn)行教學(xué)，獲得了教學(xué)質(zhì)量的提升，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)高效的解決問題的能力，這一方法的實(shí)施，可以為其他計(jì)算機(jī)課程教學(xué)提供借鑒，也給教師創(chuàng)新教學(xué)方法提供新思路。

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