計算機基礎教學中計算思維能力培養的探討

宋保松 馬士偉

哈爾濱劍橋學院 黑龍江哈爾濱 150069

一、“大學計算機基礎”課程發展現狀

“大學計算機基礎”課程是本科生進入大學后首先學習的計算機課程。近年來，許多高校都把該課程列為必修的公共基礎課程之一。課程內容根據不同學校的要求，主要講授計算機系統平臺、信息處理、計算機網絡、程序設計基礎、數據庫基礎等領域的基礎知識與基本技術。課程的培養目標是要求學生不僅掌握計算機科學與技術的基礎知識，而且應初步具備利用計算機分析和解決問題的意識與能力，為學生終身學習以及更好地使用計算機及相關技術來解決本專業領域問題奠定基礎。

二、“大學計算機基礎”課程教學內容設計

大學教育的主要目標是大學生綜合素質與能力的培養[1]。計算機基礎教學作為本科教育教學的重要組成部分，課程的內涵和目標需要充分體現時代的特征和需求，不斷與時俱進，改革創新。課程的目標不僅僅要傳授、訓練和拓展大學生在計算機方面的基礎知識和應用能力，更要展現計算機學科的思維方式，培養當代大學生用計算機解決和處理問題的思維和能力，提升大學生的綜合素質，強化創新實踐能力。基于計算思維開展教學研究與實踐是當今高校計算機基礎教學面臨的新課題和首要任務，也是培養大學生綜合素質的重要環節。

在大學計算機基礎教學中灌輸計算思維，目的是培養學生像擁有閱讀、寫作和算術基本技能一樣擁有計算思維能力，并能自覺地應用于日常的學習、研究與將來的工作中。大學計算機基礎教學是培養大學生計算思維能力的重要課程載體。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會提出了大學計算機基礎教學要培養對計算機的認知能力、利用計算機解決問題能力、基于網絡的協同能力和信息社會終身學習能力。這四個方面能力的培養，恰恰說明了計算思維能力培養的核心要素。陳國良院士及國內的一些專家，都對“大學計算機基礎”課程中開展計算思維教學引導，給出了很好的解讀和指導。

三、基于計算思維能力培養的課程實踐

明確、恰當地將計算思維融入“大學計算機基礎”課程教學過程中，以提高學生運用計算機知識抽象問題、進行問題求解和形式化描述的能力，對新形式下計算機基礎教學改革是一個挑戰和必須面對的課題。教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會主任委員陳國良院士對大學計算機基礎課程實施計算思維給出了教學方法原則建議：以計算學科基本問題為導向，以經典案例為基礎，通過實驗了解和應用編程的基本原理，通過習題課強化學科基礎概念的理解，著力提高學生的計算思維能力[3]。

四、實驗內容設計具有趣味性和綜合性

傳統教學策略在設計實驗內容時，更多的是增加學生的感性認識和上機實驗能力，缺少趣味性和綜合性，忽視了計算思維能力的培養。由于大學生對新鮮事物好奇，有著豐富的想象力，因此，好的實驗內容設計，要盡量趣味化，貼近生活，給學生留出創新思維的空間，強調問題抽象、求解思路和形式化描述。在實驗內容設計時，除要求學生完成一般基本的題目，還適當給出一些綜合性的題目，要求學有余力的學生完成，并給予適當的指導。同時，網上學習中心平臺還給出相關計算思維的文章和學習資料，要求學生在學習之余閱讀，并提交學習的體會。

五、教學資源建設具有開放性和共享性

隨著信息技術尤其是網絡技術的不斷發展和成熟，大學生除了在圖書館、閱覽室等處學習之外，還迫切需要更為開放的資源環境。因此，如何將分散、無序、富于多樣性的各種教學資源整合起來，建立便于檢索、內容豐富、門類齊全的教學資源庫，為教師的教與學生的學提供豐富可靠的信息資源支持，成為推動信息技術走進課堂、服務教學的關鍵。教學資源建設所要解決的一個本質問題，就是如何為學習者提供全面的支持服務，建立起科學的學習支持服務體系。開放式教育是一個全新的教育領域，學習支持服務系統的建設為學生的個性化學習帶來可能，運用計算思維的關注點分離方法，化繁為簡，合理篩選資源信息，充分發揮教師的指導和調控作用，建立教與學之間的信息溝通渠道。

六、課程考核標準具有基礎性和實用性

以計算思維為核心的課程改革正在不斷地探討和深入，實施中還會遇到一些問題需要解決和面對。對于該課程的考核標準，我們認為應該體現“大學計算機基礎”課程在高等教育中的基礎性地位。對于技能性要求的內容，要求學生必須要達到考核標準，具備在信息化社會中熟練使用和操作計算機的能力，這些技能型知識的學習通過大學計算機基礎實驗課程來完成。對于思維性訓練的教學內容，則應該精心設計考核內容，檢驗學生通過課程的教學獲得了哪些思維方法，檢驗學生抽象問題、解決問題的思路。

計算思維既然與人們的工作和生活如此密切相關，理所當然地應當成為人類不可或缺的一種生存能力。計算思維無處不在，當其真正融入人類活動的整體時，它作為一個問題解決的有效工具，人人都應掌握，處處都會被使用。自然，它應當有效地融入我們每一堂課之中。計算機基礎教學中計算思維能力的培養，是一個較為長期的過程，需要我們不斷探索與實踐。