計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

洪剛

[摘 要]計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，計(jì)算思維的作用與地位日益突出。有針對性地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要目標(biāo)。需要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方式，向著以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為主的教學(xué)方向轉(zhuǎn)變。計(jì)算思維能力是大學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的一項(xiàng)基本能力，也是創(chuàng)新社會對人才的基本要求。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué) 計(jì)算思維能力 培養(yǎng) 教學(xué)方法

[中圖分類號] G642；TP3-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0176-02

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，計(jì)算思維的作用與地位日益突出。有針對性地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要目標(biāo)，為此，需要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方式，向以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為主的教學(xué)方向轉(zhuǎn)變。

一、正確認(rèn)識計(jì)算思維

計(jì)算思維指的是通過運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算機(jī)概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，求解問題，理解人類行為的綜合性思維活動。計(jì)算思維具有概念化特性，并不具備程序化特性。計(jì)算思維并不是科學(xué)家才有的思維方式，而是每個人都應(yīng)該具備的一種思維。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維、邏輯思維以及一定的編程能力。因此，如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，成為教學(xué)中的重要問題。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

（一）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容比較單一

現(xiàn)階段文科生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，還是停留在計(jì)算機(jī)基本操作知識的講解以及辦公軟件的基本應(yīng)用層面。理科生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是在此基礎(chǔ)上加入了部分C語言程序設(shè)計(jì)內(nèi)容。基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容無法與信息化發(fā)展水平相適應(yīng)，這也會導(dǎo)致學(xué)生對信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)理論的忽略。從整體上來看，教學(xué)知識體系不完善、內(nèi)容比較單一，導(dǎo)致學(xué)生們無法深入、全面了解計(jì)算機(jī)科學(xué)，更談不上計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。

（二）教學(xué)模式滯后

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中存在著很多弊端。受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，教學(xué)方法比較死板、機(jī)械化，學(xué)生處在被動接受知識的局面。課堂教授結(jié)合上機(jī)練習(xí)的操作方式，在信息高度化發(fā)展的今天顯得非常單調(diào)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的興趣，不愿意進(jìn)行深入探究。這種滯后的教學(xué)模式，是我國計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中普遍存在的重要問題。無法調(diào)動學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的主動性與積極性，就無法對學(xué)生進(jìn)行歸納抽象能力、邏輯思維能力的培養(yǎng)，大大限制了學(xué)生們計(jì)算思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展。與此同時，受到課時計(jì)劃的限制，部分重要內(nèi)容無法深入講解，本末倒置，無法更好地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力。

（三）計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教材缺失

現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，理論性知識仍舊是考試的重點(diǎn)，而且教材教學(xué)內(nèi)容非常枯燥、單一，缺乏不同課程之間的交匯貫通，缺乏交叉、邊緣知識的拓展延伸。日常教材教學(xué)中，無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)、研究的積極性，更無法啟迪學(xué)生打開思維，站在更深刻、更抽象的層面認(rèn)識、理解、學(xué)習(xí)、掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)。這樣就會導(dǎo)致學(xué)生僅學(xué)到皮毛知識，無法做到舉一反三、融會貫通。

三、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的具體策略

（一）回歸式教學(xué)策略

計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門邏輯性、抽象性較強(qiáng)的學(xué)科，需要學(xué)生具備較高的抽象思維能力，能夠站在計(jì)算機(jī)科學(xué)角度，將實(shí)際問題抽象成為計(jì)算機(jī)語言、符號。因此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，應(yīng)該鍛煉學(xué)生們按照計(jì)算機(jī)科學(xué)思維去認(rèn)識問題，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。但是，對于大多數(shù)初次接觸計(jì)算機(jī)科學(xué)的人們來說，比較欠缺這種抽象轉(zhuǎn)化能力，很難理解比較空洞、抽象的知識。一般來說，學(xué)生們剛接觸到計(jì)算機(jī)科學(xué)時，會有一定困難，對于計(jì)算思維方式，感到無從下手。在面對一個問題時，學(xué)生是站在“解決”的角度考慮的。針對這種情況，我們需要將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)回歸到實(shí)際生活中去。在實(shí)際教學(xué)過程中，為了進(jìn)一步提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，可以加強(qiáng)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系。從本質(zhì)上來講，計(jì)算機(jī)科學(xué)中的大部分理論、知識都是來自于我們的實(shí)際生活。所以說，在實(shí)際教學(xué)過程中，需要回歸到問題本身，結(jié)合理論的原型循序漸進(jìn)的進(jìn)行講解，更好地指導(dǎo)學(xué)生們運(yùn)用自己的思維解決這些問題，然后帶領(lǐng)學(xué)生們認(rèn)識計(jì)算機(jī)是如何講解這部分問題的。通過回歸式教學(xué)模式，使得抽象、晦澀的理論知識變得更加貼近生活實(shí)際。回歸教學(xué)是一個從實(shí)際到理論再到實(shí)際的循環(huán)過程，指導(dǎo)學(xué)生的思維層次不斷提升，從抽象的角度去解決計(jì)算機(jī)問題。大量教學(xué)改革實(shí)踐證實(shí)，回歸式教學(xué)模式，對于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、抽象思維能力與建模能力具有重要作用。

（二）積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，構(gòu)建“計(jì)算思維導(dǎo)向”的教學(xué)模式

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，筆者建議積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，構(gòu)建“計(jì)算思維導(dǎo)向”的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式側(cè)重于計(jì)算思維能力的培養(yǎng)以及對計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思維的理解。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重點(diǎn)就是在教學(xué)過程中，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生們新的思維方式，指導(dǎo)如何通過計(jì)算機(jī)科學(xué)基本知識進(jìn)行問題的求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及行為理解，換句話說，就是建立計(jì)算思維模式。鑒于此，我們應(yīng)積極改變傳統(tǒng)的側(cè)重于知識講解的教學(xué)模式，嘗試通過思維導(dǎo)圖模式進(jìn)行知識的歸納與總結(jié)，有意識的通過探究式教學(xué)模式“提出問題、探究問題”介紹計(jì)算機(jī)基本的理論知識，強(qiáng)調(diào)折中、并行、回溯等計(jì)算機(jī)思維方式，并加強(qiáng)與知識之間的聯(lián)系。比如說，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)存儲管理相關(guān)知識時，筆者采用了思維導(dǎo)圖模式，用中央處理器，內(nèi)存，虛擬內(nèi)存，磁盤存儲器進(jìn)一步體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中容量與速度折中思想。比如說，講解計(jì)算機(jī)編碼時，呈現(xiàn)“0”、“1”二進(jìn)制編碼，數(shù)值的編碼，字符的編碼，漢字的編碼，聲音的編碼，黑白圖像的編碼，彩色圖像的編碼，視頻的編碼。通過這種思維導(dǎo)圖，可以更好的幫助學(xué)生們建立流暢、完善的知識系統(tǒng)。通過對所學(xué)知識的歸納與演繹，進(jìn)一步彰顯了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)過程中對學(xué)生計(jì)算思維能力的指引。

（三）發(fā)散式教學(xué)模式

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的使命，一方面是讓學(xué)生們掌握全面的計(jì)算機(jī)操作技能，一方面還擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要使命。因此，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，教師應(yīng)徹底摒棄傳統(tǒng)“照本宣科”的教學(xué)方式，加強(qiáng)知識的整合，不局限于課本，不僅講解知識的內(nèi)涵，還需要擴(kuò)大其外延，進(jìn)一步擴(kuò)大學(xué)生的知識面。比如說，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，經(jīng)常會涉及圖論、計(jì)算幾何、離散數(shù)學(xué)等工具，教師可鼓勵學(xué)生自學(xué)，也可以進(jìn)行適當(dāng)講解，這樣就避免了因教學(xué)內(nèi)容的局限性所給學(xué)生們帶來的學(xué)習(xí)困惑。發(fā)散式教學(xué)，通過舉一反三的過程，站在計(jì)算思維的角度去思考問題，真正從傳統(tǒng)的物理思維與數(shù)學(xué)思維中轉(zhuǎn)換過來，進(jìn)一步養(yǎng)成計(jì)算思維的能力與習(xí)慣。通過發(fā)散式教學(xué)模式，一題多解，進(jìn)一步提升學(xué)生思維的創(chuàng)新性與靈活性。與此同時，在完成計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程之后，應(yīng)該積極鼓勵學(xué)生完成綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的習(xí)題。在解決應(yīng)用型問題的過程中，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。通過應(yīng)用型問題的設(shè)計(jì)與解決，將復(fù)雜的問題進(jìn)行深入抽象，并在計(jì)算機(jī)上自動運(yùn)行，進(jìn)一步體現(xiàn)了計(jì)算思維其自動化與抽象化的本質(zhì)，更好地指導(dǎo)學(xué)生探究解決問題的具體方法、思路與能力，全面提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)綜合素養(yǎng)。

（四）加強(qiáng)計(jì)算思維與實(shí)踐的融合

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)、非計(jì)算機(jī)專業(yè)、理科類專業(yè)、文科類專業(yè)都需要開展的重要課程。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要目的就是讓學(xué)生們在計(jì)算機(jī)知識的學(xué)習(xí)過程中，積極探究計(jì)算機(jī)與其他學(xué)科之間的密切聯(lián)系，與此同時，輔助學(xué)生們更加游刃有余的學(xué)習(xí)其他課程。對于專業(yè)問題的解決，應(yīng)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)的指導(dǎo)下進(jìn)行。針對不同專業(yè)開設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程過程中，應(yīng)該積極構(gòu)建與其專業(yè)相對應(yīng)的案例或者模型，進(jìn)而促進(jìn)各個專業(yè)學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。對于案例或者模型的應(yīng)用，能夠充分培養(yǎng)學(xué)生們的專業(yè)思維能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生們養(yǎng)成有效解決問題的思維，將問題的重點(diǎn)、關(guān)鍵剖析得更加深刻，從而加深學(xué)生們對專業(yè)知識的全面掌握。

綜上所述，本文針對計(jì)算思維的概念、特點(diǎn)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀入手分析，從四個方面：回歸式教學(xué)策略，積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念構(gòu)建“計(jì)算思維導(dǎo)向”的教學(xué)模式，運(yùn)用發(fā)散式教學(xué)模式，加強(qiáng)計(jì)算思維與實(shí)踐的融合，詳細(xì)論述了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維的具體策略，希望為廣大計(jì)算機(jī)教育工作者帶來一定幫助。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[M].北京：高等教育出版社，2009（2）.

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[3] 朱鳴華.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的探討[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（21）.

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]