高職計算機基礎(chǔ)課程中學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)

一、計算思維能力培養(yǎng)的意義

2006年3月，美國卡耐基？梅隆大學(xué)計算機系主任周以真教授提出了計算機思維（computational thinking）的定義：計算機思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為的涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。2008年美國計算使能的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新計劃旨在“計算思維”領(lǐng)域的創(chuàng)新和進(jìn)步促進(jìn)工程技術(shù)領(lǐng)域和自然科學(xué)產(chǎn)生革命性成果。

二、高職學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)中存在的問題

首先，計算機基礎(chǔ)教學(xué)中有一種“狹義工具論”的看法，很多人認(rèn)為計算機基礎(chǔ)教學(xué)就是教授一些計算機工具及其使用方法，沒有認(rèn)識到計算機學(xué)科的重要性。重操作而輕內(nèi)涵，課程逐漸演變成辦公軟件的操作指南，導(dǎo)致學(xué)生對對該門課程興趣不大，僅滿足于學(xué)會計算機的基本操作，辦公軟件的基本使用等等。

其次，計算機基礎(chǔ)課程知識構(gòu)成龐大，內(nèi)容枯燥單調(diào)。部分課程包含抽象的思維方式，導(dǎo)致課程難學(xué)、難教，同時又缺乏讓學(xué)生主動參與實踐活動的內(nèi)容，只是機械的死記硬背，學(xué)生被動的接受知識，缺乏學(xué)習(xí)的主觀能動性。

最后，高職學(xué)生本身在學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)主動性、自學(xué)能力等方面和本科學(xué)生相比，仍有差距。只靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式，很難取得良好的教學(xué)成果。

三、高職學(xué)生計算思維的培養(yǎng)

針對高職學(xué)生的特點，如何恰當(dāng)?shù)膶⒂嬎闼季S融入到計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)當(dāng)中去，培養(yǎng)學(xué)生運用計算思維描述問題、解決問題的能力，是高職計算機基礎(chǔ)教學(xué)必須面對的重要課題。

1、分專業(yè)教學(xué)。根據(jù)高職院校學(xué)生專業(yè)的不同，在內(nèi)容上也適當(dāng)增減，并突出重點。首先進(jìn)行調(diào)研，通過和各專業(yè)教師的交流和溝通，了解不同專業(yè)對于計算機基礎(chǔ)知識的需求。如管理系學(xué)生畢業(yè)后，對文檔的編輯表格的制作有較高需求，在教學(xué)中重點加強EXCEL表格和word文檔的實訓(xùn)，重點培養(yǎng)學(xué)生的動手能力;對藝術(shù)類專業(yè)則側(cè)重于PPT、多媒體技術(shù)的應(yīng)用等方面;而對于計算機系專業(yè)的學(xué)生，則主要強化操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)知識、計算機語言等方面的教學(xué)，為學(xué)生之后的計算機課程深造打下堅實基礎(chǔ)。這樣針對不同專業(yè)的學(xué)生對計算機基礎(chǔ)知識的需求，進(jìn)行分專業(yè)教學(xué)，可使教學(xué)目標(biāo)更清晰具體，教學(xué)效果更佳顯著。

2、改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以“案例”的形式來展開教學(xué)。授課過程中先預(yù)設(shè)一個情境，由情境開始引入“任務(wù)”，“任務(wù)”完成過程中貫穿了需要掌握的理論和實踐知識，在此過程中完成對知識的學(xué)習(xí)和理解。指導(dǎo)教師可根據(jù)具體情況講授任務(wù)，示范完成后由再由學(xué)生親自動手完成任務(wù)。任務(wù)結(jié)束后，學(xué)生們可通過在案例中所學(xué)到的知識和技能對其他類似“案例”進(jìn)行實踐，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果和自學(xué)能力。

3、精心設(shè)計實訓(xùn)環(huán)節(jié)。指導(dǎo)教師還可準(zhǔn)備一些其他的小任務(wù)，在課后發(fā)布，讓學(xué)生根據(jù)自身的基礎(chǔ)選擇，充分調(diào)動學(xué)生的主動性及創(chuàng)造性，以鞏固學(xué)生的知識和能力，鍛煉學(xué)生的計算思維。如：EXCEL環(huán)節(jié)，設(shè)計一個班級期末考試成績表或班級通訊錄，包含單元格格式、自動篩選、常用公式等知識的應(yīng)用。在學(xué)生獨立制作的過程中會遇到各種實際問題和困難，指導(dǎo)教師在此給予適當(dāng)?shù)奶崾荆龑?dǎo)他們運用所學(xué)知識進(jìn)行理論分析，再聯(lián)系到實際，最后解決問題。完成后再進(jìn)行評比，歸納總結(jié)任務(wù)中所應(yīng)用的知識點，最終使得學(xué)生的理論知識和計算機的實際操作通過精心準(zhǔn)備的“案例”聯(lián)系到一起，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的計算機知識解決實際問題的能力。

4、引入計算思維的講述。在完成課程目標(biāo)的同時，引入計算思維的講述。如：講解計算機系統(tǒng)組成時，引入圖靈機模型思想;介紹操作系統(tǒng)、存儲原理時體現(xiàn)抽象、共享等計算思維概念;教授硬件系統(tǒng)時，體現(xiàn)抽象化、流水線、自動化等計算思維思想;講授二進(jìn)制數(shù)值和進(jìn)位規(guī)則時，可結(jié)合現(xiàn)實生活中的條形碼等，指出其本質(zhì)就是二進(jìn)制，使學(xué)生初步具備二進(jìn)制的思維方法。在教學(xué)過程中，指導(dǎo)教師以教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和實施為起點，引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行抽象思考，分析及掌握所涉及到的計算思維原理，使得學(xué)生逐漸形成利用計算思維思考和解決問題的能力。

5、建設(shè)可持續(xù)性的計算機學(xué)習(xí)模式。計算思維的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)處于計算機教學(xué)的所有課程當(dāng)中，計算機基礎(chǔ)只是一個入門，承擔(dān)基本性和導(dǎo)輪性的教學(xué)任務(wù)，要培養(yǎng)成熟的計算思維最好學(xué)習(xí)一些C語言或程序設(shè)計之類的相關(guān)課程。學(xué)院應(yīng)采取多種形式的計算機學(xué)習(xí)方式，如定期講座，選修課等等，以滿足非計算機專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和計算思維能力的深層培養(yǎng)。

6、舉辦計算機技能比賽。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和潛能，學(xué)院應(yīng)定期舉辦各種計算機技能比賽，比賽涉及的知識面需廣，要有一定深度，并加入一些創(chuàng)新內(nèi)容。設(shè)有不同等級的獎項，讓盡可能多的同學(xué)獲取知識的同時也能獲得榮譽。對成績突出的同學(xué)，鼓勵他們參加全國技能大賽。通過這些方法培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊意識、和運用信息技術(shù)解決實際問題的綜合能力。

四、總結(jié)

計算思維作為人類三大科學(xué)思維方式之一，是我們解決實際問題的有效工具，必須讓學(xué)生作為一種習(xí)慣來培養(yǎng)。如何教育學(xué)生掌握計算機、了解計算機，進(jìn)而通過應(yīng)用計算機解決實際問題進(jìn)行自主的思考和探索，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和應(yīng)用能力，是我們當(dāng)前以計算思維為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)教育改革的方向，在教學(xué)過程中加強計算思維意識的教育，增強學(xué)生運用計算思維的能力，讓學(xué)生樹立用計算思維求解問題的意識，最終能自覺的運用計算思維來思考問題和解決問題，是我國高職計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的新挑戰(zhàn)、新機遇。

（作者單位：吉林工程職業(yè)學(xué)院）