基于思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)研究與探索

王海豐　王移芝

摘要：本文首先探討了計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中思維能力培養(yǎng)的問(wèn)題；其次通過(guò)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)以及思維能力培養(yǎng)的實(shí)踐，提升學(xué)習(xí)者的思維能力，達(dá)到了學(xué)科知識(shí)和計(jì)算思維能力的共同提升，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；思維能力培養(yǎng)；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2015）10-0128-02

計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)

1.計(jì)算思維探討

計(jì)算思維即是我們?cè)谌粘Ｉ钪欣糜?jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)概念解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維離我們并不遙遠(yuǎn)，它一直存在于我們的思維中，只是周以真教授使之更加清晰化和系統(tǒng)化。在周以真教授看來(lái)，計(jì)算思維應(yīng)該是每個(gè)人所必備的思維方式之一，而不只是屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家的。在學(xué)生的培養(yǎng)方面，我們除了要教給他們學(xué)習(xí)閱讀、寫(xiě)作和算術(shù)以外，還應(yīng)該讓他們掌握計(jì)算思維。

2.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的計(jì)算思維能力培養(yǎng)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)是培養(yǎng)其思維方式的重要組成部分，同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使他們持續(xù)保持對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)不竭動(dòng)力的源泉。所以在教學(xué)過(guò)程中，除了知識(shí)和思維的教學(xué)外，我們還需通過(guò)創(chuàng)設(shè)對(duì)培養(yǎng)計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)有利的環(huán)境，該環(huán)境的營(yíng)造不僅僅是課堂內(nèi)的教學(xué)，教師還可以將學(xué)生帶到課堂外，通過(guò)多種方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)。計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的培養(yǎng)將學(xué)生領(lǐng)進(jìn)了計(jì)算機(jī)世界的大門(mén)，學(xué)生可以自由地遨游在計(jì)算機(jī)的海洋里，進(jìn)而通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)達(dá)到培養(yǎng)思維能力的目的。

為了在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，教師首先應(yīng)全面深入地理解計(jì)算思維的本質(zhì)和計(jì)算思維的內(nèi)涵；其次，應(yīng)該積極探索培養(yǎng)計(jì)算思維的途徑；再次，引導(dǎo)學(xué)生將計(jì)算思維有效地運(yùn)用于對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題的處理中。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，在教育教學(xué)中貫穿計(jì)算思維的培養(yǎng)是一個(gè)新的跨越和挑戰(zhàn)。

基于思維能力培養(yǎng)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)探索應(yīng)用

1.課前調(diào)查及分析

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，上課前教師對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和性格特點(diǎn)進(jìn)行了解，對(duì)開(kāi)展有效的教學(xué)過(guò)程有很大幫助。課前我們調(diào)查了參與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)生，完成此次問(wèn)卷調(diào)查的學(xué)生共有84位。

由于學(xué)生的家庭和社會(huì)教育背景不同，所以造成其知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心也有所不同。根據(jù)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)之前已經(jīng)具備了一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，而并不是對(duì)計(jì)算機(jī)一無(wú)所知的零起點(diǎn)。同時(shí)，我們也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行調(diào)查，其中對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)感興趣的占88%。學(xué)生的自信心也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素，對(duì)此，其中有73人表示有信心學(xué)好計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這門(mén)課程。

在對(duì)學(xué)生入學(xué)前的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)水平和學(xué)習(xí)興趣了解后，我們還需對(duì)學(xué)生的性格特點(diǎn)進(jìn)行分析。當(dāng)前的在校大學(xué)生主要以“90后”為主，這一代學(xué)生有其鮮明的性格特點(diǎn)，他們站在科技發(fā)展和教育信息化的風(fēng)口浪尖，正是現(xiàn)在的社會(huì)背景孕育出了這樣一代人，其性格特點(diǎn)也順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流。他們開(kāi)放的思想無(wú)論是在教育中還是在社會(huì)中只要適當(dāng)?shù)丶右砸龑?dǎo)、合理地利用，就可以形成強(qiáng)大的創(chuàng)新能力。而他們以自我為中心的性格特點(diǎn)以及獨(dú)立的思想，也是在科研的道路上極其重要的不可或缺的寶貴品質(zhì)。總之，計(jì)算思維的提出以及當(dāng)代大學(xué)生的性格特點(diǎn)都順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，在計(jì)算思維的指導(dǎo)下對(duì)大學(xué)生進(jìn)行思維能力培養(yǎng)的教育正是新時(shí)代的要求。

2.教學(xué)實(shí)踐過(guò)程

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程主要可以分成兩部分內(nèi)容，前一部分為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和文化，后一部分為計(jì)算機(jī)技能操作與應(yīng)用。前一部分內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)，上課形式主要是課堂外參觀展覽；后一部分內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，上課形式主要是課堂教學(xué)以及上機(jī)實(shí)驗(yàn)。

為了通過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的培養(yǎng)，我們特意在校園內(nèi)構(gòu)建了計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)平臺(tái)，主要包括圖靈獎(jiǎng)文化長(zhǎng)廊、文化展臺(tái)、硬件平臺(tái)和硬件實(shí)驗(yàn)室以及其他計(jì)算機(jī)軟硬件資源。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)文化素質(zhì)教育時(shí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂，穿梭于圖靈獎(jiǎng)文化長(zhǎng)廊，邊走邊講述各屆圖靈獎(jiǎng)得主的英雄偉績(jī)。此時(shí)，教師已經(jīng)從課堂的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)轭?lèi)似于導(dǎo)游作用的角色，引導(dǎo)學(xué)生遨游在計(jì)算機(jī)文化的海洋，使學(xué)生不知不覺(jué)地進(jìn)入計(jì)算機(jī)文化的世界，激發(fā)了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的興趣，從而達(dá)到對(duì)計(jì)算機(jī)文化素質(zhì)的培養(yǎng)。

在進(jìn)行課堂內(nèi)教學(xué)時(shí)，教師主要起引導(dǎo)和啟發(fā)的作用。目前是以數(shù)據(jù)為背景的大數(shù)據(jù)時(shí)代，研究的熱點(diǎn)已經(jīng)從計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)處理的能力，所以教學(xué)的重難點(diǎn)是在教學(xué)過(guò)程中使用計(jì)算思維的方法來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解大數(shù)據(jù)應(yīng)用的價(jià)值。程序設(shè)計(jì)是培養(yǎng)計(jì)算思維最好的方法之一，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課上，對(duì)程序設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容，教師主要是運(yùn)用計(jì)算思維的相關(guān)方法，如抽象與仿真、啟發(fā)式推理以及遞歸思維等，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的程序，并通過(guò)設(shè)計(jì)的程序，使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)在處理數(shù)據(jù)時(shí)的流程和算法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維方式有著重要的意義。

無(wú)論是課堂外的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)培養(yǎng)還是課堂內(nèi)的思維能力培養(yǎng)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這門(mén)課程都只是起到一個(gè)入門(mén)的作用。課程的主要作用是帶領(lǐng)學(xué)生感受計(jì)算機(jī)文化以及簡(jiǎn)單地進(jìn)行學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的興趣，將學(xué)生引進(jìn)計(jì)算機(jī)世界的大門(mén)。更加深入的知識(shí)和思維鍛煉，還需后續(xù)許多課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)持續(xù)的關(guān)注和興趣。

3.教學(xué)實(shí)踐效果分析

對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐，我們以在線討論的形式讓每位學(xué)生寫(xiě)下他們的感受。通過(guò)學(xué)生寫(xiě)下的參觀和實(shí)驗(yàn)感受，可以真實(shí)地感受到學(xué)生們對(duì)計(jì)算機(jī)文化深刻的理解，基于思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂外教學(xué)實(shí)踐對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的培養(yǎng)取得了良好的效果。

對(duì)于課堂內(nèi)的知識(shí)和思維培養(yǎng)的教學(xué)結(jié)果，我們通過(guò)發(fā)放在線問(wèn)卷的形式獲取，最終完成問(wèn)卷調(diào)查者有82人。主要從對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維和處理問(wèn)題的能力、對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的興趣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度是否有利，以及基于過(guò)程的考核方式是否合理等幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示：65%的學(xué)生認(rèn)為他們的思維和處理問(wèn)題能力有較大的提升；71%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度有較大作用；87%的學(xué)生認(rèn)為基于過(guò)程的考核方式好。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，基于思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課堂內(nèi)的教學(xué)效果達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

大學(xué)生思維能力培養(yǎng)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)課題，計(jì)算思維的提出與發(fā)展使得計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程成為培養(yǎng)學(xué)生思維能力有效的途徑之一。計(jì)算思維的培養(yǎng)需要學(xué)生持續(xù)保持對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)課程的興趣，有興趣則會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在這個(gè)過(guò)程中也要讓學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，提升其理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，從而培養(yǎng)他們的實(shí)踐創(chuàng)新能力和思維創(chuàng)新能力。

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