基于計(jì)算思維分析大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革

【摘要】隨著對(duì)計(jì)算思維的研究深入，在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用領(lǐng)域也發(fā)生了一系列新的變化。在分析了高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀之后，提出了在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中基于計(jì)算思維的重要性，從教學(xué)方法的多樣化、教學(xué)目標(biāo)、按專(zhuān)業(yè)分類(lèi)教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容的模塊化、綜合評(píng)估等幾個(gè)方面，闡述了計(jì)算思維的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)體系改革的方針，為進(jìn)一步提高本科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。提出了課程體制改革的必要性，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)方法等方面的改革進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維;計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);教學(xué)體系;改革

引言：計(jì)算思維是人們?cè)诶斫馐挛锖徒鉀Q問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念、邏輯和算法來(lái)理解和判斷的一種思維方式。它是人類(lèi)科學(xué)思維活動(dòng)的固有組成部分。周義珍認(rèn)為，計(jì)算思維是每個(gè)人都應(yīng)該具備的一項(xiàng)基本技能，它與讀、寫(xiě)、算同等重要。他還主張?jiān)谟?jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中加強(qiáng)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。這種做法在國(guó)內(nèi)外的高校也給予了充分的重視和認(rèn)可。

一、 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀分析

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及，以及信息技術(shù)課程在中小學(xué)的開(kāi)設(shè)，大學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能水平有了顯著提高。通過(guò)對(duì)該校大部分學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，從2063名學(xué)生的反饋信息中得知，50.75%的學(xué)生接觸過(guò)word，73.24%的學(xué)生接觸過(guò)excel，尤其是辦公室章節(jié)的內(nèi)容。大多數(shù)學(xué)生在操作辦公軟件方面有一定的基礎(chǔ)，認(rèn)為他們掌握了辦公室相關(guān)的內(nèi)容，因此在學(xué)習(xí)本章時(shí)松懈。但通過(guò)后續(xù)的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)際操作中還存在很多問(wèn)題：操作不熟練，遇到具體效果時(shí)不知道從哪里入手;對(duì)一些復(fù)雜的問(wèn)題不進(jìn)行分析;對(duì)數(shù)據(jù)處理得不到有效的信息等等。另外，由于本課程涉及的知識(shí)內(nèi)容較多，是計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)的壓縮版。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生表示知識(shí)內(nèi)容零散，難以記憶，學(xué)習(xí)后容易遺忘，沒(méi)有真正掌握相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)跟蹤調(diào)查，經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)課程的態(tài)度有了很大的提高。44.64%的學(xué)生認(rèn)為課程很重要，41.54%的學(xué)生認(rèn)為課程很重要，只有0.92%的學(xué)生認(rèn)為沒(méi)有必要學(xué)習(xí)。75.42%的學(xué)生認(rèn)為該課程對(duì)自己的專(zhuān)業(yè)有幫助，81.34%的學(xué)生希望繼續(xù)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)相關(guān)課程。因此，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和方法解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題是大學(xué)生必備的能力。提高大學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力也是大學(xué)基礎(chǔ)教育的重要組成部分。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的實(shí)踐

大學(xué)生的計(jì)算思維能力的訓(xùn)練絕對(duì)來(lái)說(shuō)不是一門(mén)基本的能夠解決實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算基礎(chǔ)課，它需要始終貫穿在高校教育的整個(gè)過(guò)程中。對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)教育，應(yīng)當(dāng)區(qū)別對(duì)待。前者主要是注重各種思維原則和方法的提煉，從各種思維和方法的高度培養(yǎng)學(xué)生;對(duì)于后者，要充分結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)特色，注重培養(yǎng)有效地運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，并借助于計(jì)算思維來(lái)解決自己的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力。既要高度重視專(zhuān)業(yè)課計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，又要高度重視本科課對(duì)于學(xué)生的計(jì)算思維培養(yǎng)，協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系。

三、 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，教師應(yīng)設(shè)置帶有導(dǎo)向性的課程內(nèi)容。首先，對(duì)于計(jì)算機(jī)的專(zhuān)業(yè)而言，可以注重能力的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容方面涵蓋著計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)、計(jì)算思維和基礎(chǔ)知識(shí)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的概念與原理可從計(jì)算思維的角度重新審視。例如，二進(jìn)制值的表達(dá)就是計(jì)算思維的一個(gè)典型例子。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，主要講解二進(jìn)制與其它基的數(shù)值轉(zhuǎn)換。但從計(jì)算思維的角度出發(fā)，教師應(yīng)該解釋二進(jìn)制表示的基本原理。其次，對(duì)于非計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、綜合類(lèi)專(zhuān)業(yè)，課堂上可以減少對(duì)辦公軟件等軟件操作技能的講解，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、自主思考能力和自我思維能力;對(duì)程序設(shè)計(jì)、計(jì)算思維等算法內(nèi)容，如計(jì)算思維的基本內(nèi)容、計(jì)算思維和計(jì)算問(wèn)題解決（圖靈機(jī)、計(jì)算的本質(zhì)、計(jì)算機(jī)問(wèn)題解決的指導(dǎo)等），應(yīng)適當(dāng)增加一些課時(shí)。對(duì)于人文藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)而言，可增加計(jì)算思維基礎(chǔ)、辦公軟件高級(jí)應(yīng)用、專(zhuān)業(yè)相關(guān)工具和軟件使用等教學(xué)內(nèi)容。

教師根據(jù)教材內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)，收集大量有趣的信息，重構(gòu)原有的知識(shí)點(diǎn)，將理論知識(shí)融入到實(shí)際工作中。在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)介紹要解決的實(shí)際問(wèn)題，思考問(wèn)題的重點(diǎn)，最終解決問(wèn)題。例如：在教授C語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)時(shí)，我們首先從解決生活中“做早餐”的問(wèn)題入手，然后引出計(jì)算機(jī)如何解決問(wèn)題，以及如何用算法的思想來(lái)描述和解決問(wèn)題。在循環(huán)句的教學(xué)中，通過(guò)常見(jiàn)的“猜數(shù)”游戲，介紹了條件控制循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)。在處理問(wèn)題的歷程中，學(xué)生不僅可以掌握理論知識(shí)，了解知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，而且可以提高學(xué)習(xí)興趣和操作技能，進(jìn)一步去培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生真正成為課堂的主體。

四、教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容分為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、辦公軟件操作和公共基礎(chǔ)知識(shí)三個(gè)模塊。

（1）在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分，主要是用來(lái)拓寬學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，介紹基本原理，介紹計(jì)算思維的概念和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。

（2）在辦公軟件操作部分，主要是提高學(xué)生的實(shí)踐能力。通過(guò)一些專(zhuān)業(yè)案例練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維思考和解決問(wèn)題的綜合能力。

（3）培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力的方法主要是公共基礎(chǔ)知識(shí)部分，它包括了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、軟件工程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、數(shù)據(jù)庫(kù)處理基礎(chǔ)等基本內(nèi)容。其中，算法便是解決問(wèn)題的方法和方案，是培養(yǎng)計(jì)算思維能力的重要組成部分。用計(jì)算方法和計(jì)算思維來(lái)解決和處理一些學(xué)科中的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中引入計(jì)算思維的概念，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)的計(jì)算機(jī)課程打下基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，引入計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，提高了教學(xué)質(zhì)量和效果。當(dāng)然，這一改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中不斷探索。

參考文獻(xiàn)：

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作者介紹：席斯雅，新疆天山職業(yè)技術(shù)大學(xué)，性別：女（1983.11），民族：漢，籍貫：山西，學(xué)歷：研究生 職稱(chēng)：講師，研究方向：軟件工程

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