數(shù)字化環(huán)境下基于學(xué)科的大學(xué)生計(jì)算思維創(chuàng)新教育研究

摘 要 信息時(shí)代計(jì)算思維將成為人們認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的基本能力之一。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，圍繞計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)的基本思路，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的教與學(xué)創(chuàng)新模式。

關(guān)鍵詞 計(jì)算思維；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；創(chuàng)新人才

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）05-0057-02

1 引言

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動(dòng)。它涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動(dòng)。近年來(lái)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門(mén)與計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，使學(xué)生成為既熟悉本專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)又掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用的技術(shù)復(fù)合型人才。計(jì)算思維能力是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程能力培養(yǎng)的核心內(nèi)容[1]，計(jì)算思維能力培養(yǎng)成為大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革的方向。

2 信息時(shí)代體現(xiàn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的重要性

當(dāng)前社會(huì)各領(lǐng)域各層面的信息化進(jìn)程不斷提升并加速深化，計(jì)算機(jī)科學(xué)理念與技術(shù)不僅是建構(gòu)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)人才的核心能力，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平也日益成為衡量當(dāng)前高層次人才的基本素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是專(zhuān)業(yè)教育的基礎(chǔ) 高校入學(xué)新生因中學(xué)信息技術(shù)課程的普及，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的起點(diǎn)明顯提高，而社會(huì)對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的信息素養(yǎng)、計(jì)算機(jī)操作能力有了更加明確的要求。因此，為學(xué)生的專(zhuān)業(yè)教育打基礎(chǔ)，并提供相關(guān)技術(shù)支撐作用的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育就顯得尤為重要。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)人才的重要途徑 高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育旨在讓非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才擁有科學(xué)的計(jì)算機(jī)理念和嫻熟的計(jì)算機(jī)操作能力，為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)并提供就業(yè)平臺(tái)。其教學(xué)內(nèi)容不僅包括普及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、推廣基本技能，還要形成一種計(jì)算方法，讓學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)和工作中訓(xùn)練計(jì)算思維和養(yǎng)成相應(yīng)的信息素養(yǎng)。

在與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有交叉的專(zhuān)業(yè)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的作用尤為突出 伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展，與現(xiàn)代高科技生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)的高等教育交叉學(xué)科、交叉專(zhuān)業(yè)不斷涌現(xiàn)，比如電子商務(wù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)化、生物計(jì)算機(jī)等。計(jì)算科學(xué)一直是交叉學(xué)科整合、發(fā)展的助推劑，一些知識(shí)和技術(shù)已成為高校學(xué)生的培養(yǎng)內(nèi)容，因?yàn)殡x開(kāi)了計(jì)算機(jī)的輔助作用，學(xué)校各專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系就難以得到有效的建構(gòu)和優(yōu)化，甚至基本的學(xué)習(xí)任務(wù)都無(wú)法順利完成。

3 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)展現(xiàn)計(jì)算機(jī)學(xué)科獨(dú)特的思維方式 以計(jì)算思維能力培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)有的特征。計(jì)算思維建立在多個(gè)抽象的層次上解決問(wèn)題，它的解決問(wèn)題的方法影響著人們的思維方式和思維習(xí)慣，建立這種思維方式，有助于在自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中站在計(jì)算思維的角度看待專(zhuān)業(yè)問(wèn)題，用計(jì)算思維來(lái)分析、解決學(xué)習(xí)和實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。

計(jì)算思維可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 學(xué)生掌握了科學(xué)的思想與方法，就能在今后的學(xué)習(xí)和生活中多層次、多視角、全方位地觀察和理解客觀世界的變化，運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識(shí)和科學(xué)方法理解事物、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題。可以說(shuō)，計(jì)算思維能力是每個(gè)大學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)之一，也是創(chuàng)新人才必備的重要條件之一。

4 圍繞計(jì)算思維，農(nóng)業(yè)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)的基本思路

教學(xué)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)文化素質(zhì) 面對(duì)來(lái)自我國(guó)不同地區(qū)的學(xué)生，計(jì)算機(jī)課程的開(kāi)展存在較大差異。設(shè)計(jì)培養(yǎng)信息素養(yǎng)和開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)資源庫(kù)，資源庫(kù)在表現(xiàn)形式上有多媒體軟件資源、圖片、各種電子類(lèi)書(shū)籍等[3]，內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程，讓學(xué)生從計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的性能、目前市場(chǎng)狀態(tài)及在計(jì)算機(jī)運(yùn)行中的作用了解和認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)；從各種獎(jiǎng)項(xiàng)的誕生與獲獎(jiǎng)?wù)叩淖髌罚箤W(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中的計(jì)算思維及創(chuàng)新理念有所認(rèn)知。推薦學(xué)生閱讀《喬布斯傳》《大數(shù)據(jù)時(shí)代》等電子書(shū)籍，體會(huì)創(chuàng)新思想并感受當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代氣息，使每天沉溺于網(wǎng)絡(luò)的大學(xué)生深刻理解計(jì)算機(jī)的發(fā)展及在發(fā)展過(guò)程中對(duì)科技、生活帶來(lái)的重大影響，使學(xué)生意識(shí)到計(jì)算機(jī)的娛樂(lè)功能是計(jì)算機(jī)發(fā)展的副產(chǎn)品，而計(jì)算機(jī)的真正作用是在科技、生活、工作中為人們進(jìn)行各領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)處理、廣泛的信息傳播等，從而改變?nèi)藗兊纳罘绞健⒐ぷ鞣绞健⑿袨榉绞侥酥了季S方式等。

教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新 為了注重學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，在教學(xué)內(nèi)容中增加面向各個(gè)專(zhuān)業(yè)的案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，把案例教學(xué)作為培養(yǎng)計(jì)算思維能力的有效載體。吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院現(xiàn)有四大專(zhuān)業(yè)，即食品工程類(lèi)、機(jī)械工程類(lèi)、動(dòng)植科學(xué)類(lèi)、經(jīng)濟(jì)管理類(lèi)。按照四大類(lèi)收集積累各個(gè)專(zhuān)業(yè)的典型應(yīng)用案例，在教學(xué)中結(jié)合學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)給出本專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)例，面向?qū)I(yè)應(yīng)用，開(kāi)展專(zhuān)業(yè)案例教學(xué)[4]，見(jiàn)表1。

大數(shù)據(jù)背景下現(xiàn)代教育技術(shù)手段的運(yùn)用 在當(dāng)前大數(shù)據(jù)、云計(jì)算廣泛應(yīng)用于生活各個(gè)方面這一時(shí)代背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)模式也由單一的課堂學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)換為線(xiàn)上學(xué)習(xí)和線(xiàn)下學(xué)習(xí)的結(jié)合、自主學(xué)習(xí)和集體授課的結(jié)合。由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同，教師將優(yōu)秀的MOOC資源（如清華大學(xué)推出的“學(xué)堂在線(xiàn)”）推薦給學(xué)生，使學(xué)生能感受不同的學(xué)習(xí)方式和方法。學(xué)校也在積極構(gòu)建基于MOOC平臺(tái)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的良性發(fā)展。

另外，計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)資源庫(kù)的實(shí)時(shí)更新也是課程建設(shè)的重要內(nèi)容，將省內(nèi)外優(yōu)秀教師的教學(xué)視頻，各種驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、綜合型的實(shí)驗(yàn)素材，教師的教學(xué)過(guò)程視頻等及時(shí)更新到資源庫(kù)，并將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新知識(shí)、新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)以PPT、音頻、視頻等形式加入資源庫(kù)中。資源庫(kù)開(kāi)發(fā)了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用[5]，學(xué)生可以利用零碎時(shí)間隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，也支撐了教師的教學(xué)。

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為不同專(zhuān)業(yè)的公共基礎(chǔ)類(lèi)課程，課程內(nèi)容多且涉及的知識(shí)面較寬，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)技能的要求很強(qiáng)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)各種類(lèi)型和不同層次的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)、理解和鞏固教學(xué)內(nèi)容；加大實(shí)踐學(xué)時(shí)比例，理論和實(shí)踐教學(xué)按1：1的比例進(jìn)行學(xué)時(shí)分配；教學(xué)方法以啟發(fā)為主，教師引導(dǎo)學(xué)生自主探索、合作完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)。

在高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)踐環(huán)節(jié)引入在線(xiàn)編程系統(tǒng)，學(xué)生只要上網(wǎng)就可以通過(guò)瀏覽器編寫(xiě)程序，并且可以修改代碼，彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的不足。在線(xiàn)編程系統(tǒng)記錄了代碼信息和代碼的編寫(xiě)過(guò)程，教師通過(guò)這些信息可以了解學(xué)生學(xué)習(xí)和完成實(shí)驗(yàn)的情況，有助于分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)狀態(tài)，為制訂下一步個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃提供有效信息。

5 結(jié)語(yǔ)

基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)，提高了學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的關(guān)注度，師生之間有很好的互動(dòng)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)資源庫(kù)利用率很高，一些學(xué)生還會(huì)將他們優(yōu)秀的資源推薦到資源庫(kù)中，實(shí)踐課的任務(wù)也能高質(zhì)量地完成。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生很認(rèn)同計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教學(xué)，在教師的引領(lǐng)下，初步形成基于計(jì)算思維的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，因而取得很好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]史偉，王娟.以學(xué)生能力為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方法改革[J].中國(guó)成人教育，2014（3）：147-148.

[2]明喆，陳荊亮，朱愗云.面向計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（19）：1-3.

[3]孫淑霞.地方高校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2014（4）.

[4]李建欣，胡春明.計(jì)算科學(xué)推進(jìn)大數(shù)據(jù)時(shí)代多學(xué)科交叉發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（1）：27-32.

[5]韓秋楓，孔波，李祁.大學(xué)計(jì)算機(jī)課程引入基于計(jì)算思維的問(wèn)題探究式教學(xué)的思考[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36（S1）：186-190.

*課題來(lái)源：吉林省高等教育學(xué)會(huì)2015年度高教科研課題“以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)課程教學(xué)研究”（編號(hào)：JGJX2015D249）。

作者：王麗輝，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)教育、Java技術(shù)（130000）。