以計算思維為導向的大學計算機基礎課程教學改革研究

王穎娜

摘? 要：隨著對計算思維的深入研究，使計算機教育領域發生了新的變化。該文對大學計算機基礎課程的現狀進行了分析，提出了計算思維在計算機基礎教學中的重要性，從教學目標、教學內容模塊化、按專業類別分類教學、教學方法的多樣化和綜合評價上來闡述基于計算思維的計算機基礎課程教學體系改革，為提高本科學生計算機基礎教學質量奠定基礎。

關鍵詞：計算思維? 計算機基礎? 教學體系? 改革

Abstract： With the in-depth study of computational thinking， new changes have taken place in the field of computer education. This paper analyzes the current situation of computer basic course in universities and puts forward the importance of computational thinking in basic computer teaching. It expounds the reform of teaching system based on computational thinking from teaching objectives， modularization of teaching content， classification of teaching according to professional categories， diversification of teaching methods and comprehensive evaluation so as to improve the computer foundation of undergraduate students teaching quality.

Key Words： Computational thinking; Computer basics; Teaching system; Reform

目前，各大高校開設的大學計算機基礎課程都是面向非計算機專業學生的一門計算機基礎課程。但隨著學生計算機技能水平的提高，很多學生在中小學就開始學習信息技術課程，對計算機的認識和相關軟件的操作已經有了一定的基礎。從而導致該門課程在高校的教學過程中一直不被重視，很多學生和老師認為該門課程可有可無，學生缺乏學習主動性，教師教學效果欠佳，致使部分師生質疑該課程是否還有存在必要性。而隨著計算機基礎研究的不斷深入，計算思維體系的提出也不斷促使計算機基礎的教學與研究有了新的發展方向。為此，針對目前大學計算機基礎教學存在的瓶頸，特引入以計算思維體系，通過對筆者學校大一學生的調查問卷分析，并結合多年的教學經驗，在進一步明確開設大學計算機基礎課程的必要性的同時，深入探討構建基于計算思維的計算機基礎課程教學體系。

1? 大學計算機基礎課程現狀分析

隨著計算機技術和互聯網技術的廣泛普及，以及中小學信息技術課程的開設，如今大學生入學時的計算機技能水平顯著提高。通過對該校大一部分學生進行問卷調查，從2 063位學生反饋的信息中，了解到對于大學計算機基礎課程講授的知識，特別是Office章節內容，50.75%的學生表示接觸過Word，73.24%的學生表示接觸過Excel，65.2%的學生表示接觸過PowerPoint。大部分學生在辦公軟件操作上有一定基礎，自認為已經掌握了Office相關內容，對該章節的學習比較松懈。但是通過后續實踐操作我們又發現學生們在實際操作中仍然有許多問題：操作不熟練，遇到具體制作某種效果時，不知道該從何處下手;對于一些復雜問題不會分析;不會對數據進行處理得到有效信息，等等。另外，由于該門課程涉及的知識內容較多，是計算機學科知識的一個壓縮版，在學習過程中，學生表示知識內容散、難記，學完就忘，并沒有真正掌握相關內容。

通過追蹤調查了解，經過一個學期的學習后，學生對于該門課程的態度有了較大改觀，44.64%的學生認為該門課程很重要，41.54%的學生認為該門課程重要，只有0.92%的學生認為沒有必要學習。并且75.42%的學生認為該門課程對自己的專業有所幫助，81.34%的學生后續還想繼續學習計算機類的相關課程。

因此，對于高校學生來說，通過計算機技術和方法來解決專業問題是一項必備的能力，提高大學生的計算機應用能力也是大學基礎教育的重要組成部分，該門課程是不可或缺的、不可替代的。

2? 計算思維能力的培養

在這樣一個信息化時代，我們不能只教會學生一些計算機基礎的固有知識，還需要培養學生的一種思維方式、一種問題求解的思路和方法，能夠運用計算機來解決一些實際問題，今后能夠自覺地學習計算機的相關知識和技能，這也就是對學生計算思維能力的培養。

什么是計算思維呢？首次提出此概念的是美國卡內基·梅隆大學周以真教授，她在2006年3月于計算機權威雜志《Communication of the ACM》上發表了名為《計算思維》（Computational Thinking）[1]的文章，給出了計算思維的定義和說明。計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等的一系列思維活動。這一概念的提出隨即在計算機界及相關領域引起了廣泛的關注與討論，并開展研究。與此同時，在我國對于計算機思維的研究也在逐步進行，并推動了大學計算機課程的改革。2010年《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》的核心要點也強調“需要把培養學生的‘計算思維能力作為計算機基礎教育的核心任務”[2]。由此可見，培養學生的計算思維勢在必行。

3? 構建基于計算思維的計算機基礎課程教學體系改革

對于學生計算思維的培養，是一個長期的過程。在此過程中，需要根據一定的計算機相關課程來構建一套完備的教學體系和教學方法。為此，就大學計算機基礎課程而言，為培養學生的計算思維能力，在以下幾個方面進行改革。

3.1 教學目標

大學計算機基礎課程是對學校非計算機專業的大一學生所開設的一門公共基礎必修課。內容涉及計算機各領域概念和知識層面的內容和大學生必不可少的應用技能。隨著計算機技術的發展，軟件技術的迭代更新，該課程對較新的操作系統和Office辦公軟件進行了介紹，并加強了網絡技術基礎、網絡信息安全基礎的內容，同時對計算機等級考試二級公共基礎知識的內容進行講解，對學生的實際操作能力進行了加強。通過該課程的教學，不僅讓學生掌握了計算機的基礎知識，而且引入計算思維理念，通過“理論+實操”的教學模式，使學生具有利用計算機分析問題、解決問題的意識與能力，提高了學生的計算機素質，為將來應用計算機知識和技能解決自己專業實際問題打下基礎，也為學生參加全國計算機等級考試二級MS Office高級應用打下一定的基礎。

3.2 教學內容

計算機基礎課程的教學內容分為計算機基礎知識篇、辦公軟件操作篇、公共基礎知識篇3個模塊，具體內容如下。

（1）在計算機基礎知識篇中，主要拓寬學生的計算機基礎知識面，介紹計算機的基本原理、引入計算思維的概念和網絡技術的相關知識。

（2）在辦公軟件操作篇中，主要提高學生的實踐動手能力，通過一些與專業相關的案例練習，鍛煉學生運用計算思維思考和解決問題的綜合能力。

（3）在公共基礎知識篇中，主要培養學生的計算思維能力，涉及到數據結構與算法、程序設計基礎、軟件工程基礎和數據庫設計基礎的基本內容。其中，算法是關于解決問題的方法，是計算思維能力培養的重要內容。通過計算思維實現計算方法解決專業學科中的一些問題。

3.3 分類教學

筆者學校是一所擁有11個分院、55個本科專業的綜合性大學，包括了經濟、法學、人文、外國語、管理和會計等文科類專業，理工、建筑等理工類專業，體育、藝術等藝術類專業，由于專業設置的多樣化，統一的公共計算機基礎課程教學內容已經不能滿足學生的需求，因此采用根據不同專業的特點，對教學內容的側重點不同，進行課程分類教學。另外，學生在大一修完計算機基礎課程后，還可根據自己的專業需求及興趣愛好選修計算機類的其他課程。現該校開設的計算機類選修課程有Python語言程序設計基礎、C語言程序設計基礎、VB語言程序設計基礎、PhotoShop圖形圖像處理、Access數據庫程序設計基礎、辦公自動化高級應用等。

該校計算機基礎課程的教學時數為64學時，包括了理論課時和實驗課時，根據不同專業類別，其中理論課時和實驗課時占比會有所調整。各專業的計算機基礎課程知識結構及課時安排見表1。

3.4 教學方法

（1）在理論課程中，教師需要對教材內容進行梳理，采用相應的知識模塊或主題模式，循序漸進地開展教學難度，選用與專業相關的教學案例，利用問題求解驅動的教學方法，引導學生算法求解的思路，培養學生對復雜問題分解、抽象、求解的能力，并結合多媒體教學實現理論知識的講解。讓學生初步掌握計算機理論與計算思維之間的關系。

（2）在實驗課程中，通過設計與專業相關的實驗內容，以小組為單位，討論和分析了專業問題點，這種帶著任務的學習方式，不僅明確了目標，還可以調動學生學習的主動性，鍛煉和提高學生運用計算思維思考和解決問題的綜合能力。由于公共課學生人數較多，可在實驗教學中可使用控屏軟件或Windows系統中的“放大鏡”功能進行操作演示。

（3）在日常教學中，構建多元化的教學平臺，利用雨課堂、微助教、騰訊課堂等教學軟件平臺，提供豐富的教學資源，增加師生“教”與“學”的互動交流。

3.5 課程考核

該門課程考核由3個部分構成：平時成績（包括上課、上機出勤表現、作業等）、期中成績和期末成績，綜合評價和考核學生對計算相關知識的掌握和應用學習情況。期中、期末考核采用考試系統上機考試，該考試系統不僅能對客觀題進行評分，還可以對主觀操作題進行在線評分，達到了隨機抽題、千人千卷的考試要求。每次考試前都會由教研室老師統一確定題型、分值、范圍等。這種考核方式不僅提高了考試效率，而且還能突顯出學生的學習效果，進一步避免了學生考前突擊背誦重點的情形，更加客觀、公正地反映學生學習的真實水平。

總之，通過將計算思維理念引入到計算機基礎教學中，不僅可以增強學生的學習興趣，還可以提高學生分析問題和解決問題的能力，同時為后續計算機類課程的學習奠定了基礎。實踐證明，引入計算思維的大學計算機基礎課程的教學改革，提高了一定教學質量和教學效果。當然，這項改革是一項長期的過程，我們還需在教學實踐中不斷探索。

參考文獻

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