計(jì)算思維:大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

摘要：隨著人們對(duì)計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)的提升和對(duì)學(xué)生要求的轉(zhuǎn)變，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教學(xué)中的問題逐漸暴露出來，計(jì)算機(jī)做為工具會(huì)用即可的觀點(diǎn)已不適應(yīng)當(dāng)今的時(shí)代。計(jì)算思維的提出為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教學(xué)帶來了機(jī)遇，本文分析了計(jì)算思維的含義和國(guó)內(nèi)高校對(duì)計(jì)算思維的研究，提出要循序漸進(jìn)地培養(yǎng)計(jì)算思維，探索了利用算機(jī)實(shí)踐課程、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽等多樣化的形式培養(yǎng)計(jì)算思維的途徑。

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

一、引言

在前些年的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中，主要注重計(jì)算機(jī)做為工具的實(shí)用性，目的是讓學(xué)生會(huì)使用計(jì)算機(jī)、使用各種辦公軟件和網(wǎng)絡(luò)。不可否認(rèn)，計(jì)算機(jī)作為工具會(huì)用即可的提出有它的歷史背景，并且在一定程度上促進(jìn)了計(jì)算機(jī)課程的發(fā)展。但是，現(xiàn)在的形勢(shì)不同了，學(xué)生從小學(xué)、初中、高中就一直在學(xué)習(xí)、使用計(jì)算機(jī)，大學(xué)的有些內(nèi)容對(duì)他們來說已是重復(fù)。同時(shí)，有些基礎(chǔ)課教師教學(xué)時(shí)不注重方法，一味地照本宣科，或者只顧埋頭操作計(jì)算機(jī)，不與學(xué)生交流，造成學(xué)生只看不想、只聽不說。教學(xué)管理部門看到這種情況，自然會(huì)壓縮課時(shí)，質(zhì)疑課程的必要性。在這種形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的改革勢(shì)在必行。

二、計(jì)算思維：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

2010年7月，在西安交通大學(xué)舉辦了首屆“九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會(huì)”，討論了國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。以九校聯(lián)盟（C9）為代表的我國(guó)高水平研究型大學(xué)如何在新形勢(shì)下提高計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的質(zhì)量、增強(qiáng)大學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，進(jìn)行了充分的交流和認(rèn)真的討論，旗幟鮮明地把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。[1]任務(wù)的提出，具有前瞻性地明確了高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的新目標(biāo)，對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)提出了挑戰(zhàn)，同時(shí)，改革的機(jī)遇也擺在了我們面前。

三、迎接挑戰(zhàn)，憧憬未來

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)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。周以真指出，計(jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。我們應(yīng)當(dāng)使每個(gè)孩子在培養(yǎng)解析能力時(shí)不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)（Reacding，Writing，and Arithmetic），還要學(xué)會(huì)計(jì)算思維。[2]計(jì)算思維的提出與日漸深入的研究為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課帶來了挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教學(xué)不能再一味追求眼前利益，應(yīng)該把目標(biāo)放得長(zhǎng)遠(yuǎn)些，逐步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

1.改變觀念，積極教改。作為教師，首先要認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維是每個(gè)人都應(yīng)具有的一種科學(xué)思維，不僅學(xué)計(jì)算機(jī)的人要有，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人也應(yīng)具有這種思維，學(xué)會(huì)這種思維，其實(shí)就是學(xué)會(huì)一種有效的解決問題的方法。所以，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教師首先要轉(zhuǎn)變觀念，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課，不僅僅是計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，更要認(rèn)識(shí)到在教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生計(jì)算思維的重要性，并且積極地圍繞計(jì)算思維進(jìn)行教學(xué)改革。

此外，基礎(chǔ)課教師也不能認(rèn)為計(jì)算思維的培養(yǎng)方案和教學(xué)體系只是教育主管部門、教育研究機(jī)構(gòu)和個(gè)別學(xué)校的事，與己無關(guān)。計(jì)算思維的培養(yǎng)是所有教育工作者都面臨的挑戰(zhàn)，尤其是面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教師。教師要從自己做起，從自己教學(xué)實(shí)際情況出發(fā)，把計(jì)算思維引入到教學(xué)工作中，并且廣為宣傳，積極教改，從而引起學(xué)校的重視，讓改革得到支持，取得成效。

2.要循序漸近，勿急功近利。計(jì)算思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練的是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，一定要從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，千萬不能拔苗助長(zhǎng)、急功近利。首先，教師要具有計(jì)算思維的意識(shí)，加強(qiáng)自身的修養(yǎng)，才能在將來的教學(xué)中把這種科學(xué)思維滲透到教學(xué)中，從而潛移默化地影響學(xué)生。其次，教師需要從計(jì)算思維的角度重新審視教學(xué)內(nèi)容，可以先從某一門課的日常教學(xué)工作做起，基于計(jì)算思維進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，積累其中的經(jīng)驗(yàn)。計(jì)算思維的培養(yǎng)還處于起步期，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，所以任課教師之間要注意交流，互相啟發(fā)，教師間的交流與討論可以促進(jìn)教師更好地進(jìn)行教學(xué)反思，歸納出最適合的經(jīng)驗(yàn)。最后，經(jīng)過長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，教師應(yīng)整理出一套包括教材在內(nèi)的計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和數(shù)字化資源。計(jì)算思維的培養(yǎng)目前還處于探索階段，教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容需要逐步摸索與完善，并要經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，這是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過程，需要腳踏實(shí)地地做好。

3.探索培養(yǎng)計(jì)算思維的多樣化形式。計(jì)算思維的培養(yǎng)，是一個(gè)長(zhǎng)期的、滴灌式的過程，除了利用好課堂教學(xué)外，還要拓展多樣化的培養(yǎng)形式，讓計(jì)算思維融入學(xué)生學(xué)習(xí)生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。（1）小學(xué)期課程。近年來，很多高校借鑒國(guó)外暑期學(xué)校的成功案例，利用春季學(xué)期結(jié)束后若干周的時(shí)間，采用靈活多樣的教學(xué)方式，開設(shè)了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、增強(qiáng)創(chuàng)造能力的“小學(xué)期”課程。小學(xué)期作為我國(guó)高等教育與國(guó)際接軌的又一次嘗試，可謂給計(jì)算思維的培養(yǎng)帶來了機(jī)遇。小學(xué)期倡導(dǎo)的就是提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力，這和計(jì)算思維的提出有異曲同工之處。

在我校，針對(duì)小學(xué)期，開設(shè)了文科、理科的課程設(shè)計(jì)類課程，這類課程主要目的就是解決計(jì)算思維的系統(tǒng)問題。如VB課程設(shè)計(jì)、C語言課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。對(duì)大多數(shù)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目的是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)分析和解決問題的基本過程和思路，程序設(shè)計(jì)課的內(nèi)容也最能夠體現(xiàn)語言級(jí)的問題求解方法，是計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容。另外，在這門課程的教學(xué)實(shí)施中要特別注重實(shí)踐，要使學(xué)生通過實(shí)踐確實(shí)感受和領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)問題求解的基本方法和思維模式。課程設(shè)計(jì)的教學(xué)，一方面要突出相應(yīng)領(lǐng)域問題求解的核心思路和基本技術(shù)與方法，另一方面需要通過小規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生領(lǐng)悟應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)的問題求解方式。[3]（2）計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽。高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教師可以把中國(guó)大學(xué)生把計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽作為培養(yǎng)計(jì)算思維的前沿陣地，選出一部分計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)扎實(shí)、應(yīng)用能力強(qiáng)，具有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生，在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)的過程中，探索培養(yǎng)計(jì)算思維的方法和模式。教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中，相互學(xué)習(xí)、集思廣益，開闊了眼界，拓寬了知識(shí)面，知識(shí)結(jié)構(gòu)得到了調(diào)整和更新，教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)也得到了很大提高。所以說，通過參加計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽，不僅提升了學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的綜合能力，而且對(duì)教師深度掌握計(jì)算思維的培養(yǎng)方法起著不可估量的作用。

四、結(jié)語

由于計(jì)算思維教育著眼于一種思維模式的養(yǎng)成和訓(xùn)練，因此有著與以往教學(xué)不同的要求和目標(biāo)。這些要求和目標(biāo)對(duì)現(xiàn)有的教育觀念和方式提出了新的挑戰(zhàn)，也為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇。如何抓住機(jī)遇，應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，則需要教師結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，摸索經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)的多方面展開計(jì)算思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生不僅會(huì)用計(jì)算機(jī)，更要會(huì)用計(jì)算機(jī)解決問題的思想思考、解決其他問題，從而塑造具有計(jì)算思維的新一代學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]九校聯(lián)盟（c9）.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010，（9）.

[2]周以真.計(jì)算思維[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007，（3）.

[3]何欽銘等.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010，（9）.

基金項(xiàng)目：河北大學(xué)第七批教育教學(xué)改革項(xiàng)目（JX07-Y-45）

作者簡(jiǎn)介：鄧娜（1972-），女，碩士，副教授，河北大學(xué)計(jì)算中心，研究方向：網(wǎng)絡(luò)教育與培訓(xùn)；劉鐵英（1962-），男，碩士，副教授，河北大學(xué)計(jì)算中心，研究方向：網(wǎng)絡(luò)教育與培訓(xùn)；王文利（1971-），男，碩士，高級(jí)工程師，河北保定供電公司，研究方向：信息通訊管理。