促進計算思維落地

陶虹平 張小青

摘要：以計算機編程上機這一實踐環(huán)節(jié)為改革對象，構建了案例驅動的模塊化課程實踐體系，著重培養(yǎng)學生的信息化素養(yǎng)，通過分類教學，實現其本專業(yè)領域的問題求解。通過重組教學內容、開發(fā)創(chuàng)新實驗，集中實訓、強化出口，達成“計算思維”培養(yǎng)落地。

關鍵詞：實踐教學；分類教學；計算思維

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0078-02

一、引言

計算機基礎教學經歷了近30年發(fā)展歷程，已成為大學基礎教育的重要組成部分，并且與其他專業(yè)或學科的融合越來緊密，對其他專業(yè)學科的支撐作用越來越重要。隨著信息技術的快速發(fā)展，互聯(lián)網技術的廣泛應用，各行各業(yè)正在圍繞“互聯(lián)網+”開展大規(guī)模的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)活動。而大學生正是驅動“互聯(lián)網+”創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)活動的主力。如何培養(yǎng)大學生的“互聯(lián)網”思維能力，成為擺在計算機教師面前的重大挑戰(zhàn)。互聯(lián)網思維實質上就是計算思維在網絡互聯(lián)時代的創(chuàng)新發(fā)展。

那么計算思維能力的培養(yǎng)如何落實呢？計算機基礎實踐教學對于培養(yǎng)學生的能力，有著不可取代的作用，只有它才能使整個計算機基礎教學做到“授人以魚，更要授人以漁”[1]。實踐教學對于每個大學生的終身學習和主動應用計算機起著至關重要的作用，是計算思維能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)，決定了計算機基礎教學的成敗[2]。

二、計算機基礎實踐教學現狀與矛盾分析

目前在計算機基礎實踐教學中還存在許多問題，例如教學內容選取一刀切，脫離各個專業(yè)領域應用方向，實用性較差；教學內容偏重理論知識，輕能力培養(yǎng)，過于注重細節(jié)，未形成系統(tǒng)概念，講授的技術方法也往往不是當時的主流技術方法。

我校以計算機編程上機這一實踐環(huán)節(jié)為改革突破口，著重培養(yǎng)學生的信息化素養(yǎng)、利用互聯(lián)網、實現本專業(yè)領域的問題計算和求解。通過集中實踐、案例驅動、身體力行，達成“計算思維”培養(yǎng)落地。主要解決了以下三個矛盾：

1.解決課程內容與學生需求矛盾。教學目標、教學內容跟不上互聯(lián)網技術的發(fā)展要求，不同專業(yè)在求解其專業(yè)問題時，或多或少都需要計算機輔助，然而，現有大學生的計算機應用能力普遍不強，無法有效地使用計算機解決本專業(yè)的實際問題。需要從思維方法上和原理應用上引導學生利用計算機和互聯(lián)網的基本原理和方法求解問題，以滿足學生的專業(yè)學習需求和未來工作的需要[3]。

2.解決課程內容與學生自主創(chuàng)新的矛盾。在課堂與實驗教學中，學生練習的實驗題目復雜度不高，涉及的知識點較少；而實際的問題往往比較復雜，綜合性較強，碰到此類問題，學生往往束手無策。另外，由于計算機技術日新月異，更新速度快，而現有教師的知識結構老化，在講授新的知識方面存在困難，致使學生無法及時獲得信息領域的最新知識，制約了學生的學習動力和創(chuàng)新能力。

3.解決知識點激增與課程學分不足的矛盾。計算機的知識量每年劇增，新的知識點不斷出現，而在高校總體學分不斷減少的趨勢下，很難在有限的學時內，通過課堂教學將大量的知識點講授給學生，有必要豐富實踐教學，在一定程度上彌補課堂教學的不足。

三、案例驅動的模塊化課程實踐體系構建

我校以計算機編程上機這一實踐環(huán)節(jié)為改革對象，改變以往教學內容一刀切的模式，對該實踐體系采用“個性化、模塊化、差異化”模式構建。采取“以學為主，集中訓練、強化出口”進行計算機能力實訓，在暑期小學期集中訓練，充分利用實驗機房，鼓勵學生參與案例教學與科研活動。目前，主要設計了網站設計與建設、信息系統(tǒng)開發(fā)、單片機三個模塊，應用對象為電類相關專業(yè)學生，實訓時間為2周。

（一）模塊1：網站設計與建設

通過一個完整的網站設計，建設與發(fā)布過程，掌握相關的Web技術，學會相關的web網站設計及維護軟件，能夠獨立設計、建設維護一個小規(guī)模的網站。

（二）模塊2：信息系統(tǒng)開發(fā)

學生學習數據庫管理系統(tǒng)基礎，掌握數據存儲、管理、檢索的各種操作方法。具備初步應用程序設計語言開發(fā)信息系統(tǒng)的能力，方便將來學生能結合自己的專業(yè)深入學習。

（三）模塊3：單片機開發(fā)

學生學習并且掌握51單片機基礎和簡單的C語言編程，掌握常用的51外設的使用。為學生進入嵌入式方向下一階段的學習做好準備。

四、總結與展望

通過此次計算機基礎實踐教學改革，以下三個要素對于促進計算思維的落地具有重要意義：

1.構建“以學生為中心”的分類分層次培養(yǎng)的計算機基礎實踐教學體系。由于各專業(yè)對大學生計算機應用能力和水平的具體要求差異較大，需根據專業(yè)差別，合理分類教學。

2.更新計算機基礎實踐教學內容，緊跟時代發(fā)展變化。計算機學科的發(fā)展變化迅速，是其他學科所無法相比的。只有緊緊跟蹤新技術、新方法、新理論，更新教學計劃、實訓環(huán)境，從而促進教學內容的重組，使學生學到當今的主流技術，才能夠真正強化實際應用能力的培養(yǎng)，促進計算思維落地。

3.積極開展研究創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。準備開發(fā)模塊4算法設計，使用C++語言，開發(fā)Windows環(huán)境下的小游戲，通過編寫功能模塊代碼，調試程序、測試項目中存在的BUG，以幫助學生掌握基本的分析問題、解決問題的能力，完成游戲項目的開發(fā)及文檔的編寫。這些活動為學生熟悉項目團隊的建立、分工、合作，開展自主式、協(xié)作式、研究式的學習和創(chuàng)新提供了充分空間。

參考文獻：

[1]馮博琴，顧剛，趙英良.以能力培養(yǎng)為核心的計算機基礎實驗教學研究與探索[J].中國大學教學，2006，（12），4-6.

[2]馮博琴.對于計算思維能力培養(yǎng)“落地”問題的探討[J].中國大學教學，2012，（9），6-9.

[3]馮博琴.用研究與實踐的創(chuàng)新成果，破解“增強計算思維能力培養(yǎng)”的難題[J].工業(yè)和信息化教師與，2013，（6），1-3.

Abstract：With the computer programming practice as the reform object，the case- driven modular curriculum practice system is constructed，and the information literacy of the students is emphasized，and the problem solving in the field of the specialized field is realized through the classification teaching. By reorganizing teaching contents，developing innovative experiments，focusing on practical training and strengthening exports，achieve the computational thinking landing.

Key words：practical teaching；classified teaching；computational thinking