以計算思維培養為導向的計算機基礎課程教學模式研究

王凱麗 陳雪

摘要：高校計算機基礎課程在高校開設多年，隨著互聯網和計算機技術的發展，已經逐漸開始凸顯出一些問題，尤其在計算思維的培養方面，作為計算機課程的核心素養之一，需要受到更多重視。將任務驅動式教學模式應用至計算機基礎課程中，探究如何更加高效的培養學生的計算思維和創新能力，以及思考任務驅動式教學模式在實施過程中要注意的問題。

關鍵詞：計算機思維;任務驅動;計算機基礎

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）13-0152-03

1 引言

大學計算機基礎課程旨在培養學生的計算機基礎知識和計算思維能力，在日常教學中潛移默化的培養學生的計算思維和信息化能力，讓學生能夠初步使用計算機解決生活中的實際問題，學會使用計算思維去解決和思考問題。計算思維是在人類利用計算機強大計算能力解決問題的過程中形成的一種思維模式，它與實證思維、邏輯思維一樣，是人類認識和改造世界的一條新途徑。[1]計算思維是隱藏在計算機知識下的抽象思維，想要系統的培養學生的計算思維，靠死記硬背是不行的，需要教師帶領學生去挖掘和探究。

2 高校計算機課程現狀

目前計算機基礎教育課程在各大高校中已經普遍開展，計算機基礎是一門理論性和實踐性都很強的課程，是大一新生進入大學后接觸的第一門計算機課程，相對于操作技巧類知識，計算思維的培養也是計算機基礎教育中的重點。根據計算機基礎課程新教學理念要求，大學計算機基礎課程以全面培養學員信息化綜合素質為指導思想，突出學員在教學中的主體地位，突出理論與實踐相結合，注重培養學生信息化素養及計算思維;以計算機學科的基礎知識為平臺，注重培養學員科學思維能力、問題解決能力和實操能力;跟蹤學科前沿，注重培養學員的信息素養、自主學習能力和創新能力。[2]然而在實際教學中計算機基礎課程還是存在一些問題：

（1）計算機基礎課程作為高校的一門基礎學科，是一門兼具操作性和理論邏輯性的學科，當前計算機基礎課程的教學內容陳舊，主要教學方式依然為以介紹簡單概念和辦公軟件的操作為主，對于知識點中所體現的計算思維挖掘不夠。教師更注重基礎操作實踐和理論，教學目標陳舊單一，對于計算思維和其他大數據、云計算等新興知識點涉及較少。

（2）缺乏對計算思維培養的完整體系，在教學過程中對于計算思維培養的重視不夠，忽視學生在學習過程中是否能夠形成系統的計算思維，沒有從長遠影響和戰略高度來思考計算思維對與高等學校人才培養的重要性。

3 計算思維在計算機基礎教學中的意義

計算思維是用計算機處理解決問題的一種抽象的思維方式。有學者將其分為計算思維能力、思維方法及思維意識等，計算思維能力作為計算思維的關鍵內容，強調以計算及方法解決問題，如迭代法、遞歸法等，計算思維能力是指運用計算機解決問題的能力。[3]

計算思維作為一種基于計算機的思維能力，需要長期和系統的培養，計算機基礎課程作為針對所有專業的計算機課程，對于培養學生的計算思維能力具有非常重要的意義，不論是表格文檔等基礎操作，還是云計算、大數據等高端知識體系，都包含著計算思維的思想。計算思維和計算機基礎在計算機課程中起到了支撐的作用，為后續相關學習打下基礎。

4 以計算思維為導向的任務驅動式教學方式

以計算思維為導向的計算機基礎教育要建立以學生為中心的教學模式。需要打破傳統的“灌輸”式教學方式，讓學生能夠將計算機知識與生活情景結合起來，通過自主探究，逐步系統的培養學生的計算思維。

任務驅動式教學方式能夠通過創建任務和問題情景驅動教學，使學生利用教學資源，圍繞問題情景，使用計算思維去思考問題和解決問題。因此任務驅動教學模式在培養學生計算思維方面具有明顯的優勢。

4.1任務驅動式教學模式對于計算思維培養的優勢

（1）任務驅動式教學以教師布置的任務目標為中心，創設問題情景，讓學生通過自主的學習和探索完成任務，任務的設計可以是根據學生的認知層次設計的具有梯度的設計，使得教學任務更加容易完成，也可以在學生完成任務后進行任務擴展，能夠讓每一個學生在都能獲得完成任務的機會情況下，根據自己的需求，進一步擴展自己的任務難度。

（2）任務驅動式教學方式是在教師下達任務后，學生進行自主探究式學習。任務驅動的教學方式可以將計算機基礎中的知識點分解成日常生活或工作中的小任務，為學生提供一個問題的情景，并在探究過程中不斷地思考和實踐，提高了學生參與課堂的積極性，提高了學生實踐能力，同時在探索過程中還能鍛煉和培養學生的計算思維。

4.2任務驅動教學模式在計算機基礎課程中的研究

任務驅動式教學模式是由教師主導，學生自主學習的教學模式，因此教師對于課堂活動和教學任務的設計要合理清晰，在進行課堂活動時能夠合理組織課堂活動，引導學生自主學習。對于任務驅動式教學來說，需要學生在課前和課后進行學習來配合課堂學習。這就要求教師要根據課堂上的任務和目標要求，提前準備好大量的相關學習資源。在計算機基礎課程中，如果想要徹底的貫徹任務驅動式教學，需要從任務目標著手，課程資源和課前、課上、課后、評價等各個方面的課堂活動組織計劃準備充分，才能保證任務驅動式教學在計算機基礎課程中高效開展。

（1）課前建立基于資源的課前在線學習平臺

任務驅動式的教學方式，很難在課堂中完成整個教學過程，因此需要借助現代化的教學方式輔助學生進行課前預習。教師要根據課程目標羅列課程教學的重點、難點，并將每一節課的課程目標細分化，化整為零。并依據難度梯度，如下圖1所示，將不同的資源進行分類后，在學習平臺上傳視頻、操作步驟、重難點講解、測試等資源，學生在課前通過學習平臺，根據自己的計算機基礎選擇合適的資源進行課前預習，對將要學習到的知識點有一個初步的認識和了解。教師搜集學生在公眾平臺中的學習和測試情況，進行備課。

（2）課上依托教育App進行任務驅動式課程教學

教師通過對課前學習情況的調查了解，進行課程教學設計，對課程的教學目標進行細化和分析，根據學生的預習情況、計算機基礎以及專業特點設計符合學生認知特點的教學任務，供學生進行探究和學習。教師在此過程中也要指導學生制定任務實施計劃，掌控課堂實施節奏，在適當情況下，如圖2所示，還可以借助教育App如云班課組織進行任務發布、課堂討論、成果分享等課堂活動，鼓勵學生創造性地去完成活動。充分調動學生完成任務的積極性和參與性，鼓勵學生以各種方式參與到任務探究活動中，并在此過程中不斷的培養學生的計算思維能力。

（3）課后拓展

經過課前和課上的任務探究，完成任務后學生對于課程知識基本形成完整的認知和較全面的理解，教師可以整理一些任務拓展資料，或者將課程任務與更多生活實際結合，上傳到平臺，對課上內容知識起到補充的作用。計算機技術是在不斷地發展和創新的，教師在進行計算機基礎課程講解時，除了要關注課本知識的講解，還應該注重課外知識拓展，才更有利于學生進行發散思維，關注新興領域的發展，并在此過程中進行計算思維的培養。

（4）豐富教學評價

對于學生的任務評價，不拘泥于對任務完成結果進行評價，從任務完成過程的角度，觀察學生在完成任務過程中對于任務的思考，研究解決問題的最佳方案，關注學生能夠使用計算思維去將任務分解并解決的過程。

對于評價主體，除了傳統的教師評價，學生通過將作品上傳學習平臺進行分享交流，可以進行學生見的互相評價，以及小組評價等，學生互評有利于找出學生在探究和操作實踐過程中出現的一些細節性錯誤，幫助學生更好地掌握和了解自己的學習效果。

5 關于任務驅動式教學模式對于計算思維培養的思考

任務驅動式教學方式雖然對于培養學生計算思維方面具有優勢，但對于教師的要求較高，首先需要教師能夠根據教學目標設計出適當的任務和目標，其次教師要能夠恰當的掌控課堂節奏，最后還需要教師在課前、課上、課后準備充分的學習資源供學生自主探究。學生方面，要求學生能夠具備自主學習和自主探究的能力，在任務探究過程中也要具備協作學習、交流分享的能力。

5.1任務要能突出計算思維的培養

教師在進行任務和問題設計時，要思考如何設計才能培養學生的計算思維。在進行任務設計時，教師首先要考慮任務難度的梯度性設置，根據學生的知識基礎和學習情況逐步提升任務難度。其次要考慮結合生活實際情況設計任務目標，讓學生在學習過程中思考探究如何使用計算機解決實際問題。最后要考慮任務拓展，開闊學生視野，讓學生了解更多的新興計算機技術。

5.2課程資源準備要充分

很多任務驅動式教學內容需要課前、課上、課后的教學互相配合才能完成完整的教學設計，因此要求教師要準備充分的課程資源，并在課前進行充分的教學設計和課堂活動設計，才能確保學生能夠充分地進行探究，完成任務驅動式學習。

5.3轉變師生角色

任務驅動式教學方式要打破傳統的以教師為中心的課堂角色，轉變為以學生為中心，教師為主導的課堂角色，學生在課堂中進行任務探究學習，教師在此過程中僅僅起引導作用。因此教師要隨時關注學生的學習情況，及時指導學生進行任務探究。教師在整個教學過程中主要做好調動課堂氣氛，不斷激發學生學習興趣的任務，凸顯出學生在課堂學習中的中心地位。

6 結束語

如何將計算思維的培養貫徹到高校計算機基礎課程的整個教學過程中，還需要更多的探索和創新。互聯網飛速發展的今天，對于計算思維培養的重要性日益凸顯，本文提出的任務驅動式教學模式，能夠激發學生的學習熱情，讓學生在探究任務的過程中，有效地提高創新能力和計算思維。對以計算思維為導向的計算機基礎教育，還需要教師轉變教學理念，探索更多更加完善的教學模式。

參考文獻：

[1] 田文武，塔娜.非計算機專業學生計算思維的培養——以Python語言為例[J].呼倫貝爾學院學報，2020，28（4）：119-123.

[2] 祁薇，王輝，徐海鷗.新大綱下的大學計算機基礎課程建設[J].計算機教育，2020（9）：90-93，98.

[3] 王圣蘇.淺談中職計算機教學中的計算思維培養[J].計算機產品與流通，2020（11）：208.

【通聯編輯：王力】