基于計算思維的大學計算機基礎課程教學改革探討

[摘要]計算思維概念的提出引起了人們的廣泛關注，為了研究如何在計算機教學中引入“計算思維”、如何培養學生的“計算思維”能力的問題，即針對基于計算思維的大學計算機基礎教學改革中面臨的問題進行了論述，并根據實際改革方案給出了相應地解決方法。

[關鍵詞]計算思維；大學計算機；教學改革

[中圖分類號]G71[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2014）6-0141-02

1引言

自從2006年美國卡內基·梅隆大學（CMU）的周以真教授提出“計算思維”這個概念以來，在國內外計算機科學界引起了人們廣泛的關注，特別是2010年7月，全國九所“985工程”建設高等學校在西安交通大學舉辦了首屆“九校聯盟（C9）計算機基礎課程研討會”，并在會后發表了聯合聲明。聲明指出，培養復合型創新人才的一個重要內容，就是要潛移默化地使他們養成一種新的思維方式，即運用計算機科學的基礎概念對問題進行求解、系統設計和行為理解，即建立計算思維。[1]

2面臨的問題

21思維方式的轉變：如何使教師和學校管理者從原有的“狹義工具論”的思想觀念轉變為運用計算機科學的基礎概念對問題進行求解、系統設計和行為理解的計算思維的方式由于各種原因，大多數人甚至包括部分計算機專業人士都認為計算機只是一個工具，學習計算機就是學習一種操作技能，就像會開車的人不一定會修車、不一定懂汽車的構成和工作原理一樣，會使用計算機的人也不一定要知道計算機的工作原理，特別是針對非計算機專業的同學來說，大學計算機基礎課程就是學會如何操作計算機，如何使用一些工作、學習、生活中需要用到的辦公軟件或會上網聊天、購物就行了，至于計算機如何工作、如何維修那是專業人士的事。因此，在以往的教學中，很多老師都是注重某種軟件的操作方法的介紹，在實踐環節中強調工具的使用，這導致了“狹義工具論”的出現。在以往的許多計算機基礎教材中大多也是以操作步驟的描述為重點，缺少對問題的分析和解決思路的介紹，這就造成許多同學學習了該軟件后只會完成簡單的操作，而不會使用該軟件解決復雜的問題，或面臨問題時無從下手，沒有解決問題的思路和想法。

22教學內容的重組：探索如何選取既能滿足大學計算機基礎課程教學目標，又能滿足計算思維能力培養的教學內容以往大學計算機基礎課程的主要教學內容是計算機學科知識的一個“壓縮餅干”或“拼盤”，大量教材基本上是有關領域的濃縮版[2]；有些學校還采用了模塊化教學方式，無形中強化了以軟件操作為主的教學內容，很多內容學生學習了以后只是“蜻蜓點水”，“略知一二”，或“只知其然，不知其所以然”，不知該軟件的應用領域，面對要解決的實際問題時也不知從何下手。

23教學方法的改革：如何改變課堂教學中一直使用的只注重講解操作步驟，不注重培養學生理解基本概念及基礎理論的教學方法，采用怎樣的教學方法才能把計算思維融入到課堂教學中現在很多中小學校都已經開設了信息技術課，大部分學生在進入大學之前就已經掌握了部分計算機的基本操作，特別是有關操作系統的文件操作和辦公軟件的文字編輯操作，如果在大學計算機基礎課程中我們還是一味地講授這方面的內容，以操作作為教學重點的話，只能導致學生失去對這門課程的學習興趣。然而，如果要講授枯燥乏味的概念和理論，要如何提高同學們的學習興趣以及如何把計算思維的思路融入到基本概念和基本理論中呢？

3改革的嘗試

31轉變“狹義工具論”的思想、重組教學內容

我們在新編的教材中刪除了大量描述操作步驟的文字，增加了對要解決的問題的分析性描述和引導式思路的描述，增強同學進行計算思維的鍛煉；同時，為了避免部分基礎差的同學不知道基本的操作步驟，我們把從教材里刪除的大量有關軟件操作的步驟都制作成了例題的演示視頻文件，讓這部分同學在課余時間可以自學相關操作。這樣在教材中既弱化了操作，又不會導致學生不會進行相關操作。另外，在新編的教材中我們還增加了有關計算思維的概念的介紹，在部分基本概念的介紹中，我們也融入了用計算思維的思維方式來理解相關概念的分析引導式文字，加強了計算思維的訓練。新教材在11級、12級、13級中使用取得了一定的效果。

32改革考試內容及方式

俗話說：“考試是老師的法寶”、“考試是指揮棒”。只有考試內容及形式改變了，老師的教學才會變，學生的學習也才會變。從2012級開始，我校的大學計算機考試從以往的注重操作的機考，改變成刪除了部分操作性多的章節內容，而增加了自主作答、自主設計內容的考核，沒有唯一答案，教師根據制作效果的情況打分；其次，一線教師參與題庫建設，在題庫建設中要求老師出綜合題、出思考題，讓學生拿到考題后，要通過思考與分析才能完成。

33改革教學方法

我們認為在計算機的發展歷史中，計算思維一直都在被人們不自覺的應用著，例如我們在教學中采用的任務驅動的教學模式，對于辦公軟件的學習，我們盡量調動同學的學習積極性以及培養學以致用、能解決實際問題的能力，講課時以一個綜合實例為例，用計算思維的思路介紹軟件的使用方法，然后布置同學使用相關軟件制作一份電子報，或制作一個自選主題的內容介紹，這樣學生在完成綜合作業時既能全面掌握相關軟件的使用方法，又能通過自己的作品反映出自己的個性，還能避免出現互相抄襲的問題。在完成作業時，很多同學先在下面設計好自己要表現的內容及形式，然后在相關軟件中摸索如何美化該內容、實現該形式的途徑，這種任務驅動式的教學方法我們認為也是計算思維應用的一種表現。

另外，在教學中我們堅持做到“授之以漁，而不是授之以魚”。例如，在介紹辦公軟件的格式操作時，我們先告訴同學們常用格式操作在“格式”工具欄上，絕大多數和格式相關的操作都在“格式”菜單里，然后給出要完成的格式要求及素材，讓同學自己去探索如何完成題目要求。這樣對于已經熟悉辦公軟件操作的同學就不會覺得在課堂上老師總是講自己已經知道的內容而沒興趣聽課，而對于不熟悉該操作的同學他們也不會覺得老師什么都沒講而無從下手，他們通過自己的不斷摸索和總結，就能很快掌握軟件的操作。這樣也是培養同學們計算思維的能力的一種方法。

周以真教授認為，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涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[3]；計算思維就是讓同學們像計算機科學家一樣的思考問題：在面對問題時，如何正確地分析問題、解決問題。現在我們理解了這個道理后，在平時的教研會議里，就要求授課老師在授課時把不自覺的應用變為有意識的實踐，加強學生在思維方面的鍛煉，并且共同探討如何在教學中貫穿計算思維的思路，互相交流，取長補短。

思想的轉變不是一朝一夕就能實現的，思維的訓練也不是一年半載就能完成的，今后我們還將不斷地摸索和研究，不斷地推進大學計算機基礎課程的改革。

參考文獻：

[1]何欽銘，陸漢權，馮博琴計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養[J].中國大學教學，2010（9）：5-9

[2]李波計算思維與大學計算機基礎[J].中國大學教學，2012（7）：43-45

[3]吳寧，崔舒寧以計算思維能力培養為核心的大學計算機基礎課程教學內容改革研究[J].計算機教育，2012（7）：107-110

[基金項目]云南省教育廳科研基金項目（項目編號2011Y031）。

[作者簡介]沈湘蕓（1972—），女，副教授，碩士。研究方向：計算機技術與應用。