基于計算思維能力培養(yǎng)的計算機信息技術(shù)課程教學(xué)改革初探

洪剛

[摘 要]計算思維能力的培養(yǎng)是目前計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革的重點。如何將學(xué)員計算思維能力的培養(yǎng)落實到具體課程中，是計算機信息技術(shù)教學(xué)小組面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。以計算機信息技術(shù)課程中Excel授課內(nèi)容為例并結(jié)合Excel的教學(xué)特點，可以分析在Excel課程中需要培養(yǎng)的計算思維能力，并在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)等方面，提出實施的具體做法。

[關(guān)鍵詞]計算思維 Excel 實踐能力

[中圖分類號] G642.0[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）11-0156-03

以可量化的操作技能為主要考核指標(biāo)的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)模式越來越呈現(xiàn)出不符合時代要求的弊端。學(xué)生一方面喜歡“玩電腦”，另一方面卻對計算機基礎(chǔ)課程不感興趣，而教師則往往限于在理論課講解空泛的理論，而于實踐課以強化操作為主的教學(xué)模式之中。“狹義工具論”使大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育迷失了正確的發(fā)展方向。我校為在校學(xué)員開設(shè)的計算機基礎(chǔ)課程，目的是為學(xué)員掌握一定的計算機基本技能并能運用計算機工具獲取知識或解決實際問題提供一個入門指導(dǎo)。Excel是我校計算機基礎(chǔ)課程的主要內(nèi)容，既是影響最大也是難度最大和要求最高的課程。如何上好Excel這門課，對我校學(xué)員適應(yīng)第一任職需要和今后的學(xué)習(xí)、工作起著不可忽視的作用。

一、融合計算思維的Excel課程教學(xué)方法

在信息社會，計算思維應(yīng)該是每個人必備的基本技能，而不僅僅屬于科學(xué)家。計算思維和閱讀、寫作和算數(shù)一樣是人類解析能力的重要構(gòu)成要素。計算思維在學(xué)界已經(jīng)被定位為與理論思維、實驗思維并駕齊驅(qū)的人類三大科學(xué)思維之一。在我校，Excel教學(xué)面對的是高中甚至是初中畢業(yè)后入伍，然后經(jīng)過考學(xué)來到我校的學(xué)員。因為地域差異與學(xué)校師資力量的不同，導(dǎo)致學(xué)員數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不盡相同，我校學(xué)生數(shù)學(xué)能力與地方高校學(xué)生存在差距，因此要求學(xué)校的培養(yǎng)重點要從開拓其數(shù)學(xué)思維能力著手。我校的Excel教學(xué)除了教會學(xué)員如何使用Excel這一工具，更重要的是提高學(xué)員利用計算思維解決問題的能力。在Excel教學(xué)中，融入計算機思維能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)單純的工具教學(xué)到利用計算機科學(xué)的概念和方法對問題進行求解的能力培養(yǎng)。

根據(jù)Excel課程的特點及對計算思維能力培養(yǎng)的理解，在我校Excel教學(xué)過程中，教師采用啟發(fā)式、討論式、參與式和案例式等多種教學(xué)方式相結(jié)合的方法來進行教學(xué)，其目的為培養(yǎng)、開拓學(xué)生的思維，利用Excel培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

（一）啟發(fā)式教學(xué)

所謂啟發(fā)式教學(xué)，其基礎(chǔ)是通過思維導(dǎo)圖使學(xué)生自行對所學(xué)知識進行歸納總結(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。教師在教學(xué)過程中，有意識的培養(yǎng)與提醒學(xué)生主動提出相應(yīng)的問題，通過教師教學(xué)思路的開拓與啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生自行解決問題，提高其分析問題的能力，將Excel所學(xué)課堂知識轉(zhuǎn)化為實際解決問題的能力。

（二）討論式教學(xué)

所謂討論式教學(xué)，是指教師在教學(xué)過程中，有意識的準(zhǔn)備挑選有針對性的問題，將學(xué)生對問題進行分組討論，由傳統(tǒng)的教師“教”、學(xué)生“學(xué)”的模式轉(zhuǎn)化為教師與學(xué)生互動的教學(xué)方式。在這種互動式的教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以站在問題的不同角度來認識和分析、討論問題，從而形成對問題的不同觀點，教師則可通過正確的引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生分析并找出問題的解決方法，有意識的提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，自主分析問題，自主解決問題的意識與能力，使得學(xué)生思維處于活躍狀態(tài)，達到開拓學(xué)生的思維的目的。例如，可以通過利用Excel對物理課程相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的分析處理，引導(dǎo)學(xué)員思考實驗數(shù)據(jù)（近似值）和Excel分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并通過excel對數(shù)據(jù)的模擬分析對數(shù)據(jù)模型有一個直觀認識，如圖1、圖2所示。

圖1

圖2

（三）參與式教學(xué)

所謂參與式教學(xué)是指教師主動調(diào)動起學(xué)生的積極性，讓學(xué)生通過自己親自動手，查閱相關(guān)資料等一系列行動，來發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題的方法。教師在課程設(shè)計時，有意識的通過一些實際實驗與應(yīng)用等方式，引導(dǎo)學(xué)生互相合作，以培養(yǎng)學(xué)生動手參與的積極性。例如通過Excel數(shù)據(jù)收集、理論分析、建立模型、模型求解、模型應(yīng)用等方式方法來完成教師項目任務(wù)。

（四）案例式教學(xué)

所謂案例式教學(xué)是指教師首先需要準(zhǔn)備一個適合于教學(xué)的案例，通過多媒體技術(shù)等教學(xué)手段對搜集的案例進行有效分析，根據(jù)學(xué)生所學(xué)Excel相關(guān)模型的基本原理及相關(guān)方法，讓學(xué)生親自體會并動手實施，以此來提高學(xué)生利用計算機解決實際問題的能力。

二、基于計算思維的Excel課程教學(xué)改革的具體措施

（一）教學(xué)內(nèi)容組織

所謂計算機思維就是指將一些復(fù)雜與困難的問題通過思維核心，經(jīng)過一系列的約簡和轉(zhuǎn)化等轉(zhuǎn)化成我們?nèi)菀桌斫饣蛘呖梢越鉀Q的簡單問題。在我校的Excel課程的教學(xué)內(nèi)容上，教師通過梳理現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，以案例中抽象的數(shù)據(jù)為主線，和學(xué)員一起將數(shù)據(jù)進行收集，輸入，提煉與分析，并利用計算機思維中的“從抽象到具體”的概念，通過一次完整的數(shù)據(jù)實例操作，來提高學(xué)生分析與解決問題的能力。

（二）教學(xué)設(shè)計

在我校的計算機信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，在教學(xué)設(shè)計上應(yīng)該采用案例式教學(xué)方法對相關(guān)問題提出剖析，以求得解決問題的方式方法。通過教學(xué)案例培養(yǎng)學(xué)員盡快從眾多問題中提煉出有效問題，并將問題加以描述，把問題的抽象化轉(zhuǎn)化成具體化。教師指導(dǎo)學(xué)生如何利用相關(guān)工具將數(shù)據(jù)進行收集，輸入，提煉與分析，得出最終結(jié)果并加以實驗驗證。

（三）基于計算思維的教學(xué)方法

1.以問題為導(dǎo)向的案例教學(xué)法。案例教學(xué)是以案例為媒介的一種啟發(fā)式教學(xué)方法。針對Excel課程的特點和教學(xué)目標(biāo)，我們以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)員有效解決教學(xué)案例中存在問題的能力，在案例教學(xué)中老師側(cè)重引入跨學(xué)科元素，促進學(xué)員理解Excel課程和其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)，并嘗試培養(yǎng)學(xué)員利用Excel工具為其他學(xué)科提供數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、輔助決策等能力。

2.協(xié)作分組法。在我校的信息技術(shù)課程教學(xué)過程中，要求教師為學(xué)員分組并制定一系列的職責(zé)標(biāo)準(zhǔn)。教師均衡搭配計算機應(yīng)用能力較強和較差的學(xué)生為一組，在協(xié)作中，讓每一個學(xué)員都有其獨有的作用。這種分組協(xié)作的方法不僅使得學(xué)生與學(xué)生之間互相配合，提高相互協(xié)作的能力，還改變以往的老師教，學(xué)生學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使得師生互相配合協(xié)作，完成老師布置的任務(wù)。在分組過程中，由于組與組的相互競爭，組員與組員更需要相互配合，大大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，活躍了課堂氣氛，教師能在良好的教學(xué)環(huán)境下順利完成教學(xué)任務(wù)，充分體現(xiàn)了學(xué)生教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位，同時培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。

（四）以計算思維為導(dǎo)向的實踐操作

目前，我校學(xué)員Excel的實踐操作主要分為基礎(chǔ)應(yīng)用、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用三種類型。

基礎(chǔ)應(yīng)用，旨在結(jié)合我校的計算機等級考試內(nèi)容并根據(jù)考試大綱要求指導(dǎo)我校學(xué)員掌握Excel的一些基本操作。

創(chuàng)新能力，旨在培養(yǎng)學(xué)員的思維能力和創(chuàng)造能力，例如用Excel結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計、制作并美化圖表等。

這種創(chuàng)新能力的實踐，是沒有固定答案和標(biāo)準(zhǔn)模式的，每個學(xué)生可以自由發(fā)揮，這樣可以擺脫傳統(tǒng)教學(xué)的模式，使得學(xué)生在能夠自由發(fā)揮的基礎(chǔ)上，開拓其知識面，并保證其創(chuàng)新思維能力的進一步提高與拓展，如圖3所示。

圖3

綜合應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)員綜合應(yīng)用Excel技術(shù)的能力，并檢驗教學(xué)成果。我校挑選了一些具有實用價值的課題，如“利用Excel分析混油閃點”、“學(xué)員成績統(tǒng)計分析”等，要求學(xué)員以組為單位完成課題。考慮到我校學(xué)員的實際水平，要求學(xué)員盡可能用Excel提供的功能而不是用VBA代碼完成。學(xué)員可以在教師的引導(dǎo)下，協(xié)同合作，完成了從需求分析到數(shù)據(jù)收集、輸入、處理、分析、可視化等一個完整的數(shù)據(jù)周期操作，可以了解利用Excel開發(fā)和應(yīng)用的整個過程。

三、結(jié)語

日常教學(xué)過程中，教師認真對Excel課程教學(xué)的教學(xué)方法進行梳理和評估。通過平時教師和我校學(xué)員之間面對面的交流，教師聽取了學(xué)員對這門課程改革的意見。總的來說，我校大多數(shù)學(xué)員對Excel教學(xué)方法表示認同，他們的最大感觸是從來沒有想到過Excel的功能如此強大。我們認為，趁國內(nèi)高校計算機基礎(chǔ)課程改革之際，我們應(yīng)積極運用教學(xué)方法的多元化，努力提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動性、積極性，切實提升學(xué)員實踐能力。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]