面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革研究

杜傳虎

（貴州廣播電視大學安順市分校 貴州 安順 561000）

1 何謂計算思維？

在人類科學研究的歷史上，先后出現了四種范式——實驗科學、理論科學、計算科學以及當今流行的數據科學，而與此四大科學方法相對應的，則是四種科學思維——實驗思維、理論思維、計算思維以及數據思維。實驗思維以物理、化學等學科為基礎，理論思維以數學為基礎，計算思維以計算機科學為基礎，而數據思維則以物聯網、移動互聯網、云計算、大數據等新型IT技術為基礎。

對于何謂計算思維（Computational Thinking，CT），美國內基·梅隆大學的周以真（Jeannette M.Wing）教授于2006年3月于美國權威雜志Communications of the ACM上最早提出并給出了定義：“計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。”[1]

自2010年始，將大學生計算思維的培養(yǎng)融入高校計算機基礎課程教學之中，就成為了新一輪課程教學改革的研究熱點之一。目前，計算思維已被學界廣泛認可，并成為一項高校計算機基礎課程改革的重要指導思想。

2 計算思維對高校計算機基礎課程的重要性及現狀

2.1 計算思維對高校計算機基礎課程的重要性

思維是進行科學研究與改革創(chuàng)新的靈魂。而培養(yǎng)大學生的計算思維能力，則是當前高校計算機基礎教學的重要使命。高校計算機基礎教學，其關鍵不僅在于對學生計算機應用技能的提高，更在于計算思維的培養(yǎng)。唯有這樣，學生才能夠學會運用計算機去協(xié)助應對其他學科問題及學習任務，提高各類學科的教學效果；同時，在深入理解計算思維的基礎上，學會用其去思考、探索以及解決現實生活中遇到的問題。因此，計算機基礎課程是高校的必修課程之一。

如今，IT業(yè)日新月異，作為以培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才為使其使命的當代高校，面對社會、市場對高等人才計算機能力要求全面提高的趨勢，其計算機基礎課程的教學目標，就不能仍停留在教會學生計算機使用技能的層面上，而要更上層樓，把教學的重要放在培養(yǎng)學生運用計算機解決專業(yè)領域問題的能力上，并促使學生形成專門的思維邏輯能力——計算思維能力。

在高校計算機基礎課程教學中培養(yǎng)學生的計算思維，可使其養(yǎng)成基于計算思維運用計算機及相關技術、工具解決問題的習慣，提高學生的發(fā)散思維能力與創(chuàng)新實踐能力，從而滿足社會、市場對高素質綜合型人才的需求。

2.2 計算思維在高校計算機基礎課程教學中現存的問題

當前，計算思維已成為高校計算機基礎課程教學研究與實踐的重點，并取得了一些成果，但是在現實的教學中，仍存在以下問題：

（1）沒有有意識、系統(tǒng)性地進行性計算思維的教學。計算思維的概念提出時間不長，在教學中受重視的時間則更短，因此教師即便在教學中進行了計算思維教學，大多也是無意識的、不是系統(tǒng)性的。

（2）受傳統(tǒng)教學模式制約，更注重應用操作的教學。教學中往往囿于對基礎知識、基本技能以及基本應用的教學，但卻忽視了對計算思維的引導，沒有將其上升至思想的教學。

（3）對計算思維能力對人才培養(yǎng)的重要性認識不足。在傳統(tǒng)的認識中，僅將計算思維視為計算機的應用能力之一，而沒有意識到計算思維是四大科學思維之一，沒有從戰(zhàn)略高度認識到計算思維對高素質人才培養(yǎng)的重要性。

3 面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革途徑

高校計算機基礎課程涉及內容繁多，但課時又相對較少，且學生的基礎程度層次不齊，要進行面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革，既是不可阻擋的趨勢，但也存在不小的困難，具體改革途徑可包括以下幾個方面：

3.1 面向計算思維的教學內容改革

在傳統(tǒng)的教學內容中，主要將課本知識講解而非學生解決問題的能力放在首位，因此在教學內容改革中，教師要有意識地計算思維貫徹于教學過程中，將重點轉向計算環(huán)境以及運用計算機解決實際問題的方法上。在學生掌握基礎理論知識的基礎上，引導學生運用所學知識并結合相關實驗軟件，靈活解決一些抽象問題。

同時，還要基于計算思維的培養(yǎng)這個目標，按專業(yè)的不用，對計算機基礎課程教學內容進行分類、細化，準確定位專業(yè)需求，合理設置教學內容，培養(yǎng)學生運用計算思維解決專業(yè)領域問題的能力。

3.2 面向計算思維的教學方法改革

（1）整合多元化的教學資源。教師對包括課程教學、技能訓練、實驗平臺、在線學習扥多元化的資源進行整合，并進行有計劃、系統(tǒng)性地講授，讓學生在熟練計算機各種應用的同時，提高其計算思維；同時，針對計算機基礎不同的學生，幫助其進行在線自學習，或進行拓展練習，以提高其實踐能力。

（2）教學過程滲透計算思維。教師在計算機基礎教學中，要針對不同情況，靈活運用各種新型教學方法，如“翻轉課堂教學法”“項目教學法”“案例教學法”“微課”等，有意識地將計算思維滲透入教學的全過程，以增強學生學習興趣，強化所學知識，培養(yǎng)計算思維能力。

3.3 面向計算思維的教學考核改革

傳統(tǒng)的高校計算機基礎課程考核往往僅限于對所學課本知識的考核，難以滿足對學生計算思維能力的考察。因此，要在教學考核中適當增加針對關鍵教學內容的綜合任務，如相關專題課程設計等。

4 結語

總之，計算思維的一個重要體現，就在于利用計算機解決實際問題。因此，在高校的計算機基礎課程改革中，將計算思維做為導向，將培養(yǎng)學生的計算思維作為教學重點，提高學生運用計算機解決現實問題的能力，進而達到培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才的目標。