以計算思維為導向的大學計算機教學改革研究

【摘 要】本文針對當前大學計算機教學中出現的問題，提出了一種以計算思維培養為導向的課堂教學新模式，提供新形勢下培養復合型創新人才的策略。

【關鍵詞】計算思維 " "大學計算機 " 創新能力 " "改革

1 "引言

一直以來，大學計算機課程教學側重于實用軟件的操作，而對學生的創新能力和思維能力培養相對薄弱，與素質教育嚴重脫節，不能滿足信息社會對大學生計算機應用能力的要求，所以構建新的教學模式成為高校教學的首要任務。

2006年，美國卡內基梅隆大學周以真教授在《Communications of the ACM》上提出了計算思維的概念，即把對問題的求解、系統的設計和行為的理解均建立在計算機基礎概念上。使學生掌握用計算機求解問題的思維方式，提高計算機應用技能，進而完成對創新能力的培養。

2 "大學計算機教學改革

2.1 以計算思維為導向

目前本課程的課堂教學基本以教為主，偏重知識的灌輸;學生主要是“遵從、記憶和模仿”，難以讓思維和能力有所發展。要實現計算思維教學改革，必須將計算機的知識以可視化的機器思維方式展現出來，而不是單一概念式的傳授。因此，以計算思維為導向的大學計算機教學改革重心在于理念的轉變、教學方法和手段的創新，是對現有教學模式的挑戰。

2.2 以MOOC為依托

MOOC作為一種新型的教學模式，它不需要在固定的時間的地點學習，開放免費的最優質課程，能夠給出網絡考核分值和學習數據的實時收集分析，為學生提供了更廣闊的視野和更個性化的學習方式。但是也并不意味著它可以完全取代課堂教學，主要原因如下：

（1）學習過程靈活的同時也大大減弱了外在的規范，所以容易被放棄。

（2）MOOC 教學無法創造課堂互動，不能使學生進行思想交流和協作，學生易出現缺乏積極思考問題的熱情。

（3）教師不能對不同程度的受教者進行有針對性的輔導。

（4）MOOC 無法為學生提供創新實踐體驗。

綜上所述，MOOC 只是對課堂教學的補充，是一種輔助學習方式。

2.3 "以翻轉式教學為切入點

本文嘗試以計算思維為導向，以翻轉式教學為切入點，以自建MOOC為依托，實現對大學計算機教學的全方位改革。

具體實施方案：課前，學生通過 MOOC 預習知識模塊，構成計算思維的知識點，然后分組討論;課堂上，教師運用經典案例延展知識點，運用問題求解的方法來梳理疑難點，重點傳授計算機在不同學科應用上的思想和方法。例如，講授“信息與數據處理”時，教師講授應避免糾纏實現的細節，而著重講解思維方式，可按“位置→電信號→編碼→存取/ASCII→解碼→字形→顯示”的思路講解，幫助學生正確形成數據處理時應該具備的思維方式。與此同時，可將數據處理范圍擴大，引導學生繼續運用這種思維去探索處理音頻、視頻和圖像等數據的思路及其方法，最后通過實踐進行歸納，總結出適用于所有數據處理的維列知識。

2.4 "評價系統的改進

考核是教學評價的一種有效手段。大學計算機常規的考評方式是期末考試（70%）+平時成績（30%）。期末考試以書面知識考核為主，而平時成績以上課出缺勤為主，根本不能有效反映學生的能力。本文考慮應該充分發揮教學評價的激勵作用，強化學生創新和實踐能力的培養，所以綜合改進考評體系。方案為：期末考試（50%）+平時考核（30%，其中MOOC占20%）+課堂實踐考核（15%）+課外作業（5%），從而重新定位為以測試思維為主的有效考核。

3 "結語

大學計算機的教學目的是培養更多具備計算思維能力的創新型人才，使國家實現可持續發展的戰略目標。本文構建的新型教學模式以學生為中心，以能力培養為核心，將大學生思維創新落在實處。

【參考文獻】

[1]Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of ACM， 2006， 49（3）： 33-35.

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