《大學計算機基礎》課程中關于“信息表示”的教學探討

摘 要：《大學計算機基礎》課程教學中應該以培養學生面對信息社會的基本素養為出發點，而不是給學生灌輸計算機工具論，“信息表示”是《大學計算機基礎》課程中重要的章節，信息處理首先要解決信息的表示問題。本文提出了基于素質教育的教學設計，將抽象的數制變化與現實世界的具體問題相聯系，同時采用案例式教學等多種教學方法，啟發學生的創造力和計算思維能力。

關鍵詞：大學計算機基礎；信息表示；教學改革

中圖分類號：TP391.1 文獻標識碼：A

信息在計算機中的表示是計算機解決問題的前提條件，要想在計算機中實現計算，必須先解決現實世界中的信息如何映射到計算機世界中，開發計算機信息系統中第一步就是將各種各樣的信息保存到計算機中，然后才能進行后續的加工處理。因此掌握各類信息的表示方式對大學生日后的計算機學習和應用都具有重要的意義。《大學計算機基礎》課程的長期教學中將重點放在如何將計算機作為工具來使用，淡化了對計算機學科的認識，這樣無助于計算技術中最重要的核心思想與方法的掌握。本文探討如何在《大學計算機基礎》課程中幫助學生建立信息符號化的計算思維方式。

1 基于素質教育的教學內容設計

以往在本章節的教學中，往往將重點放在各種數制的變換方法，忽略培養學生信息符號化的思維能力。針對這種情況在“信息表示”教學中我們利用相關知識點，有意培養學生對計算機的認知能力，使學生在潛意識中提升計算思維能力。

1.1 抽象的理論和現實世界將結合

計算機采用數字化編碼的形式對信息進行存儲加工和傳送，信息的數字化表示是指采用一定的基本符號、使用一定的組合規則來表示信息，在計算機中采用二進制編碼，其基本符號是“0”和“1”。首先讓學生了解掌握計算機中信息表示方法的重要性。以往學生不了解自己學了二進制知識有什么用處，不知道在使用計算機中處處都有二進制的影子。由于計算機中采用二進制，數值型數據以及非數值型數據都以二進制的形式存儲和處理，非數值數據包括字符、聲音、圖形和圖像等。所有電子計算機中的數據都是以二進制形式來存儲和傳輸的，它們直接影響到計算機工作的各項指標，如：硬盤有多滿，下載速度有多快，網上支付有多安全，屏幕可顯示的最高分辨率是多少？計算機的最快運算速度是多少？理解了二進制的工作機制，也就意味著理解了計算機怎樣處理信息的，許多計算機技術的神秘面紗也會隨之被揭開。

1.2 計算機為什么可以計算

計算機是一個復雜的電子器件，不具備智能，但是能夠完成各種復雜的運算。那么在計算機中如何通過內部電路實現運算？

（1）二進制中的算術四則運算能夠轉換為布爾運算。

圖1以二進制加法為例演示：

（2）門電路可以實現基本布爾運算。教學中可以開關和燈泡設計一些簡單的電路圖來模擬布爾運算的實現。開關代表輸入的二進制數據，燈泡代表輸出值。（3）最后總結數值運算如何在計算機中處理的過程：Step1：首先參與運算的數可以轉換為二進制數；Step2：二進制數運算可以運用基本的布爾運算來實現；Step3：基本的布爾運算都可以由計算機硬件電路所處理通過了解計算機如何完成計算的過程，讓學生不再感覺計算機是個黑盒子，了解計算機是如何設計出來的，計算機通過硬件電子部件能夠完成各種復雜的運算，從而啟發學生的主動性、靈活性和創造性。

2 設計靈活多樣的教學手段

《大學計算機基礎》課程是面對剛入學的大學一年級新生，講課中應采用靈活多樣的教學方法，內容力求通俗易懂。

例如：講解二進制數制特點時，圖2中5張年齡卡片以“猜生日”小游戲作為知識引入。

教師：請這位同學回答：哪張卡片中有你的生日？

學生：第1張有，第2、3，4張沒有，第5張有。

教師：你的生日是17號。

學生：呀！老師您怎么知道的。

教師：這就是本節課大家要學習的內容：二進制數和十進制數及二進制數轉化為十進制數。

通過上面的方式，激發學生的學習興趣，創設出具有感染力的信教學情境，有效調動學生的學習積極性和熱情；讓學生體會科學探索的方式和方法。能把教師的講授和學生的邏輯思維有機結合起來，加強師生之間的多邊活動。教學中增加案例式教學和動畫視頻演示等，培養了學生分析問題和解決問題的能力。同時為學生選擇案例時，教師通常會根據學生的興趣和理解能力選取一些簡單易懂的案例。

3 小結

本文分析了當今《大學計算機基礎》課程面臨的問題和挑戰，重點研究在教學改革中將如何培養學生面對信息社會的基本素養為出發點，同時給出了該教改模式的思路和設計方法。經實踐表明，該模式較好地提高了學生的學習興趣，對課堂教學也起到了積極推動作用。

參考文獻：

[1]戰德臣，聶蘭順.大學計算機.計算與信息素養（第2版）.北京：高等教育出版社，2013：27.59.

[2]鐘晴江.大學計算機.北京：高等教育出版社，2013：37.60.

作者簡介：李琳（1971.），女，副教授，主要研究方向：軟件工程、人工智能。