高職院校中關于計算思維的通識課程建設的幾點改革

黃月妹

【摘要】計算機已經發展到無處不在、無事不用的今天，網絡也已（包括物聯網等）延伸到各個角落，加上數據積累的簡單化、普及化，使計算思維成為人們認識和解決問題的重要思維方式之一，也是個人競爭能力的體現。在高職院校的通識教育中，培養學生的計算思維能力其重要性不言而喻，同時又受限于基礎與學時、學生原有知識水平等的矛盾，本文作者結合計算思維課程教學實踐，對如何開展高職院校計算思維通識課程的教學，提出該課程建設的一些思路和方案，以探索該課程的教學改革。

【關鍵詞】計算思維；課程；通識教育；教學內容；網絡教學

一、計算思維的重要性

當前計算手段已發展成與理論手段和實驗手段并存的科學研究的第三種手段。理論手段是以數學學科為代表，以推理和演繹為特征的“邏輯思維”，用假設、預言、推理和證明等手段研究社會、自然現象及規律。實驗手段以化學學科為代表，以觀察、總結為特征的“實證思維”，用實驗、觀察、歸納等手段研究社會、自然現象和規律。計算手段則是以計算機學科為代表，以設計和構造為特征的“計算思維”，用構造計算算法、構造計算系統進行大規模數據的自動計算來研究社會、自然現象及規律。計算思維關注的是人類思維中有可行性、可構造性和可評價性的部分。我們不僅需要能夠運用計算機及軟件解決實際工作中的問題，還能夠運用計算機科學的思想和方法去理解和解決現實中的問題。計算思維不僅是計算機科學家的思維，是每個人的基本技能，就像聽、說、讀、寫一樣。

二、大學計算機的課程的現狀

大學計算機公共課應該講授計算思維已成共識，同時又受限于基礎、學時的矛盾，其具有類似于語文、數學等課程的基礎性的特點，而對學生這個受訓群體而言，其又不同于語文、數學等基礎課程，學生在此前一般認知基礎較弱，正是由于其基礎性，因此課程的內容散且多，而在高職教學中，特別是對非計算機專業的學習，其課堂學時非常用限，這種矛盾對課程的教學是一個很大的壓力。

三、計算思維課程教學在解決在教學矛盾中的幾點措施

如何解決基礎、學時的矛盾，本人結合實踐教學經驗，認為目前較為有效的方法是從三個方面著手：一是結合學生的特點，在兼顧課程內容體系完整性的基礎上，精簡教學內容，尋求計算思維教學的最小內容集合。二是結合自身專業領域，使課程內容中計算思維與實際應用相合，使內容具體化。三是利用學校提供的網絡教學平臺，發揮課外教學手段和資源的應用。

（一）構建最小化的計算思維教學內容

結合課程特點和高職院校學生的特點，構建計算思維教學內容。哈爾濱工業大學的戰德臣教授提出過大學計算思維教育空間，總結出課程教學內容的最小集合為計算與程序、計算系統、算法思維、信息素養，在此基礎之上增加擴展的集合，包括系統思維、數據抽象與計算思維、網絡計算思維。

（二）計算思維問題簡單化、具體化

思維蘊含在案例中，案例蘊含著思維。針對高職學生而言，更需要把復雜的問題簡單化、具體化，因些在教學內容的選擇上會多選一些具體生活中的例子。

比如，關注點分離思維和系統觀是典型的計算思維，關注點分離思維是日常生活和生產中廣泛應用的解決復雜問題的一種系統思維方法，大體思維是，先將復雜問題做合理的分解，再分別仔細研究問題的不同側面點（關注點），最后綜合各方面的結果，合成整體的解決方案。概念上是分割整體以使實體個體化的觀點。課堂上可以分析一個Web設計方案來加以理解。網頁的內容比較龐雜，HTML標記語言既要標記文檔的結構又要標記文檔的格式，或者是展現。最初的HTML不僅要標記結構也標記網頁如何展現。因此，就出現了如

這種結構元素混雜的局面。當人們把HTML進行一番整理后發現，如果把HTML只表示結構，而把網頁展現出來的責任完全分離出來，這樣更靈活和方便，這就有了CSS。

再如分層設計也是計算思維中的典型思維模式，分層設計的目的是為了把復雜的問題簡單化。一般用分層思維求解的問題都有較高的復雜性，我們可以把這類問題的求解工作劃分成多個功能模塊，這些模塊之間不是平等的相互合作的關系，而是提供某種協調，是上下級的協調與支撐關系，這與日常生活中，單位的管理層在設計層級時設計的目標定位和相互關系的設計同理。在這樣的思維指導下設計的方案的優點就是便于宏觀管理，各司其職，相互支撐，同時又要避免層級過多，機構臃腫，效率低下的問題。

計算思維中生活中的應用非常多，在課程中可以多加一些此類問題的討論和分析，將復雜問題生活化，可以提升學生的學習興趣。

（三）充分利用網絡教學平臺

通識課程因其基礎性、內容寬泛性，同時上課課時數少之間的矛盾，我們可以將通過課程的教學方式的改變得以改善。教師可以建立網絡課程。通過網絡上傳課件、教案、案例等學習資源，把課堂教學和網絡學習結合起來，彌補課堂教學課時不足而導致內容不全面性。同時，在網絡上學生之間還可以進行學習資源和學習成果的共享和交流，實現資源共享。學生之間、師生之間也可以在網上課堂上對學習中出現的具體問題進行討論，形成動態交流。

通過網絡在線學習，可以使學生達到自主學習、自主發現、自我展示、自主提升，變被動學習為主動探究。

四、小結

計算思維實際上是人類站在機器角度的“感同身受”，從機器角度思考去制造更有效率的機器，同時更有效指導我們日常決策。