基于計(jì)算思維培養(yǎng)的高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)思考

胡彩鳳，李 平，趙麗娜

(哈爾濱科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150300)

1 高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是面向高職一年級(jí)學(xué)生開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，課程包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)的基本知識(shí)、操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件的使用技能、網(wǎng)絡(luò)配置等。高職院校開設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力方面發(fā)揮了不可替代的作用，但也存在著一些問題。

首先，高職學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較為被動(dòng)，因此，教師在課堂教學(xué)的實(shí)施上存在一定的難度。其次，學(xué)生對(duì)教學(xué)的期望與教師的教學(xué)素養(yǎng)之間存在一定的差距，如果教師還是千篇一律的照本宣科，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。此外，很多教師尚未能準(zhǔn)確地把握和理解計(jì)算思維的本質(zhì)。因此，重新回到“以學(xué)生發(fā)展為本”的教育理念上來，從計(jì)算科學(xué)與思維能力培養(yǎng)的角度思考計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，顯得十分必要。

2 計(jì)算思維

近年來，計(jì)算思維(Computational Thinking)成為計(jì)算機(jī)專家和教育學(xué)者研究的熱點(diǎn)話題。周以真教授(Wing,2010)對(duì)計(jì)算思維的本質(zhì)進(jìn)行了較為嚴(yán)密的定義：計(jì)算思維是在描述問題和它的解決方案時(shí)所關(guān)聯(lián)的一種思維過程，能夠保證解決方案的形式可以被信息處理代理有效執(zhí)行。此外，教育部在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中指出，計(jì)算思維是個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，是在形成問題的解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。

2010年7月，首屆“九校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會(huì)”上發(fā)布的聯(lián)合聲明指出：培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的中心任務(wù)。陳國(guó)良院士等人認(rèn)為，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程是訓(xùn)練計(jì)算思維最重要也是最好的一門課程[1]。可見，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的重要性。但高職課堂上存在一種教學(xué)傾向——教學(xué)生將計(jì)算機(jī)作為工具使用。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)絕不僅僅培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力[2]，即培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、理論去分析問題、解決問題。

針對(duì)將計(jì)算思維融入到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)公共課教學(xué)中，學(xué)者們開展了諸多探索。何嘯峰等從完善評(píng)價(jià)機(jī)制、加強(qiáng)立體化教學(xué)資源建設(shè)和完善教學(xué)管理與監(jiān)控機(jī)制三個(gè)方面提出大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的策略[3]；陳國(guó)良院士構(gòu)建了以計(jì)算思維為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容“計(jì)算思維導(dǎo)論”[4]；龔沛曾等在《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)》中[5]，按照理工類、綜合類、人文藝術(shù)類三個(gè)類別實(shí)施以計(jì)算思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，并采用問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法來講解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概念和原理。這些都為以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革提供了指引的方向。

3 基于計(jì)算思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)思考

3.1 強(qiáng)化師資能力

教師是高職院校人才培養(yǎng)的主力軍，決定著教學(xué)改革的方向。強(qiáng)化師資能力建設(shè)，有助于提升高職院校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。教師不但要傳授學(xué)生計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，更要將計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)知識(shí)滲透到課堂。因此，加大教師培訓(xùn)力度，完善教師培訓(xùn)體系，打造一支能熟練駕馭學(xué)科知識(shí)、善于追蹤教學(xué)改革前沿、有獨(dú)到的教學(xué)理念的高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教師隊(duì)伍勢(shì)在必行。

對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)公共課程而言，授課對(duì)象是跨專業(yè)的學(xué)生，因此，教師要能夠?qū)⒊橄蟆?fù)雜的計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí)以深入淺出的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，逐步培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)思考和解決問題的能力。這不僅要求教師具有深厚的學(xué)科底蘊(yùn)，更要有先進(jìn)的教學(xué)理念和方法做支撐。只有這樣，教師在教學(xué)過程中才能得心應(yīng)手，更加有效地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力。

3.2 豐富教學(xué)過程

圍繞“以學(xué)生發(fā)展為本”，教師通過在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境等形式豐富教學(xué)形式、教學(xué)方法，將課堂教學(xué)由安靜型、問答型向討論型、質(zhì)疑型、辯論型升華，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，從而將計(jì)算思維的思想潛移默化地融入到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)公共課教學(xué)活動(dòng)中。

同時(shí)，教師充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展多種形式的教學(xué)，例如翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合教學(xué)等，讓學(xué)生在參與教學(xué)活動(dòng)的過程中學(xué)會(huì)應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的思想和方法。另外，積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐活動(dòng)中去，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力、創(chuàng)新能力，培育計(jì)算思維能力。

3.3 重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不僅要教學(xué)生將計(jì)算機(jī)作為工具使用，還要讓學(xué)生理解計(jì)算機(jī)科學(xué)的思想，培養(yǎng)計(jì)算思維的能力。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，既要遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，杜絕教學(xué)內(nèi)容形式化、空洞化，又要根據(jù)學(xué)情，突破教材，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

例如，在講解十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制時(shí)，會(huì)介紹“除二取余”的方法，往往在教師講授之后，學(xué)生仍然不能理解其中的知識(shí)點(diǎn)。可以引入這樣一個(gè)情境：“有1 000個(gè)蘋果，分別裝在10個(gè)箱子里。任意給出1到1 000之間的一個(gè)整數(shù)，都可以用某幾個(gè)箱子中的蘋果數(shù)量相加獲得此數(shù)。請(qǐng)列出這10個(gè)箱子中分別有多少個(gè)蘋果。”教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)二進(jìn)制，啟發(fā)學(xué)生從學(xué)科的角度思考問題，使學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中理解數(shù)制轉(zhuǎn)換的思路，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力。

3.4 創(chuàng)新教學(xué)評(píng)價(jià)

參照教學(xué)目標(biāo)并采用先進(jìn)的技術(shù)和方法，評(píng)價(jià)學(xué)生在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中計(jì)算思維能力的水平，發(fā)覺教學(xué)過程中存在的問題，事關(guān)教學(xué)改革的方向。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)側(cè)重終結(jié)性評(píng)價(jià)，不能充分體現(xiàn)教與學(xué)的過程性。國(guó)外學(xué)者探索了一些計(jì)算思維評(píng)價(jià)的工具，大體可分為形成性迭代工具、總結(jié)性工具、技能轉(zhuǎn)移工具、看法與態(tài)度量表、詞匯評(píng)估等[6]。此外，還存在使用總結(jié)性工具與形成性迭代工具結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。這些都為國(guó)內(nèi)高職院校計(jì)算思維的評(píng)價(jià)提供了思路。

國(guó)內(nèi)尚沒有基于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)科的計(jì)算思維評(píng)價(jià)體系，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，在評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)以學(xué)生個(gè)人的能力發(fā)展作為標(biāo)桿，避免橫向比較。其次，讓學(xué)生本人參與到教學(xué)的評(píng)價(jià)過程中，建立教與學(xué)的對(duì)等評(píng)價(jià)關(guān)系也是十分必要的。最后，探索多元互動(dòng)的評(píng)價(jià)模式有助于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。