計算思維下高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革

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【摘要】高校計算機基礎(chǔ)課程作為高校基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)大學(xué)生計算思維的關(guān)鍵途徑，更是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。目前，強化學(xué)生的計算思維能力培養(yǎng)，已成為計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的共識。本文首先介紹了何謂計算思維，然后分析了計算思維對高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的重要性及現(xiàn)存的問題，最后重點闡述了面向計算思維的高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革途徑。

【關(guān)鍵詞】計算思維；高校計算機基礎(chǔ)教程；教學(xué)改革

1何謂計算思維？

在人類科學(xué)研究的歷史上，先后出現(xiàn)了四種范式——實驗科學(xué)、理論科學(xué)、計算科學(xué)以及當(dāng)今流行的數(shù)據(jù)科學(xué)，而與此四大科學(xué)方法相對應(yīng)的，則是四種科學(xué)思維——實驗思維、理論思維、計算思維以及數(shù)據(jù)思維。實驗思維以物理、化學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，理論思維以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，計算思維以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)思維則以物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新型IT技術(shù)為基礎(chǔ)。對于何謂計算思維（ComputationalThinking，CT），美國內(nèi)基•梅隆大學(xué)的周以真（JeannetteM.Wing）教授于2006年3月于美國權(quán)威雜志CommunicationsoftheACM上最早提出并給出了定義：“計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動?！盵1]自2010年始，將大學(xué)生計算思維的培養(yǎng)融入高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)之中，就成為了新一輪課程教學(xué)改革的研究熱點之一。目前，計算思維已被學(xué)界廣泛認可，并成為一項高校計算機基礎(chǔ)課程改革的重要指導(dǎo)思想。

2計算思維對高校計算機基礎(chǔ)課程的重要性及現(xiàn)狀

2.1計算思維對高校計算機基礎(chǔ)課程的重要性

思維是進行科學(xué)研究與改革創(chuàng)新的靈魂。而培養(yǎng)大學(xué)生的計算思維能力，則是當(dāng)前高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的重要使命。高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)，其關(guān)鍵不僅在于對學(xué)生計算機應(yīng)用技能的提高，更在于計算思維的培養(yǎng)。唯有這樣，學(xué)生才能夠?qū)W會運用計算機去協(xié)助應(yīng)對其他學(xué)科問題及學(xué)習(xí)任務(wù)，提高各類學(xué)科的教學(xué)效果；同時，在深入理解計算思維的基礎(chǔ)上，學(xué)會用其去思考、探索以及解決現(xiàn)實生活中遇到的問題。因此，計算機基礎(chǔ)課程是高校的必修課程之一。如今，IT業(yè)日新月異，作為以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為使其使命的當(dāng)代高校，面對社會、市場對高等人才計算機能力要求全面提高的趨勢，其計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標，就不能仍停留在教會學(xué)生計算機使用技能的層面上，而要更上層樓，把教學(xué)的重要放在培養(yǎng)學(xué)生運用計算機解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力上，并促使學(xué)生形成專門的思維邏輯能力——計算思維能力。在高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，可使其養(yǎng)成基于計算思維運用計算機及相關(guān)技術(shù)、工具解決問題的習(xí)慣，提高學(xué)生的發(fā)散思維能力與創(chuàng)新實踐能力，從而滿足社會、市場對高素質(zhì)綜合型人才的需求。

2.2計算思維在高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)中現(xiàn)存的問題

當(dāng)前，計算思維已成為高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)研究與實踐的重點，并取得了一些成果，但是在現(xiàn)實的教學(xué)中，仍存在以下問題：（1）沒有有意識、系統(tǒng)性地進行性計算思維的教學(xué)。計算思維的概念提出時間不長，在教學(xué)中受重視的時間則更短，因此教師即便在教學(xué)中進行了計算思維教學(xué)，大多也是無意識的、不是系統(tǒng)性的。（2）受傳統(tǒng)教學(xué)模式制約，更注重應(yīng)用操作的教學(xué)。教學(xué)中往往囿于對基礎(chǔ)知識、基本技能以及基本應(yīng)用的教學(xué)，但卻忽視了對計算思維的引導(dǎo)，沒有將其上升至思想的教學(xué)。（3）對計算思維能力對人才培養(yǎng)的重要性認識不足。在傳統(tǒng)的認識中，僅將計算思維視為計算機的應(yīng)用能力之一，而沒有意識到計算思維是四大科學(xué)思維之一，沒有從戰(zhàn)略高度認識到計算思維對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重要性。

3面向計算思維的高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革途徑

高校計算機基礎(chǔ)課程涉及內(nèi)容繁多，但課時又相對較少，且學(xué)生的基礎(chǔ)程度層次不齊，要進行面向計算思維的高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，既是不可阻擋的趨勢，但也存在不小的困難，具體改革途徑可包括以下幾個方面：

3.1面向計算思維的教學(xué)內(nèi)容改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容中，主要將課本知識講解而非學(xué)生解決問題的能力放在首位，因此在教學(xué)內(nèi)容改革中，教師要有意識地計算思維貫徹于教學(xué)過程中，將重點轉(zhuǎn)向計算環(huán)境以及運用計算機解決實際問題的方法上。在學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識并結(jié)合相關(guān)實驗軟件，靈活解決一些抽象問題。同時，還要基于計算思維的培養(yǎng)這個目標，按專業(yè)的不用，對計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容進行分類、細化，準確定位專業(yè)需求，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運用計算思維解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力。

3.2面向計算思維的教學(xué)方法改革

（1）整合多元化的教學(xué)資源。教師對包括課程教學(xué)、技能訓(xùn)練、實驗平臺、在線學(xué)習(xí)扥多元化的資源進行整合，并進行有計劃、系統(tǒng)性地講授，讓學(xué)生在熟練計算機各種應(yīng)用的同時，提高其計算思維；同時，針對計算機基礎(chǔ)不同的學(xué)生，幫助其進行在線自學(xué)習(xí)，或進行拓展練習(xí)，以提高其實踐能力。（2）教學(xué)過程滲透計算思維。教師在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中，要針對不同情況，靈活運用各種新型教學(xué)方法，如“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法”“項目教學(xué)法”“案例教學(xué)法”“微課”等，有意識地將計算思維滲透入教學(xué)的全過程，以增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，強化所學(xué)知識，培養(yǎng)計算思維能力。

3.3面向計算思維的教學(xué)考核改革

傳統(tǒng)的高校計算機基礎(chǔ)課程考核往往僅限于對所學(xué)課本知識的考核，難以滿足對學(xué)生計算思維能力的考察。因此，要在教學(xué)考核中適當(dāng)增加針對關(guān)鍵教學(xué)內(nèi)容的綜合任務(wù)，如相關(guān)專題課程設(shè)計等。

4結(jié)語

總之，計算思維的一個重要體現(xiàn)，就在于利用計算機解決實際問題。因此，在高校的計算機基礎(chǔ)課程改革中，將計算思維做為導(dǎo)向，將培養(yǎng)學(xué)生的計算思維作為教學(xué)重點，提高學(xué)生運用計算機解決現(xiàn)實問題的能力，進而達到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的目標。

【參考文獻】

[1]周以真.“計算思維”[J].中國計算機學(xué)會通信，2007（11）.

作者:杜傳虎 單位:貴州廣播電視大學(xué)安順市分校