計算機應用基礎教學中計算思維與應用技能的雙重培養

劉正東

［摘要］分析非計算機專業計算機基礎教育改革必要性，探討應用技能與計算思維培養相結合的發展思路。建議加強學生計算思維的培養，提高學生的邏輯思維能力，同時建立基于知識點聚類的網絡課程，使得課堂與網絡教學之間相互協調，成為一個系統的有機整體。

［關鍵詞］高等教育教學改革計算機應用基礎計算思維

［中圖分類號］TP3-4［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）06-0062-02

在高校教育中，計算機教育已作為素質教育的一部分成為高校必修課之一。目前很多高校對計算機基礎課程的教學進行了反思，認為應該突破以應用技能培養為主的教學模式，更多地突出計算思維能力的培養。計算機應用基礎是一門重要的計算機基礎課程，一般在第一學期開設，也是改革呼聲較高的課程。該課程內容改革在保持應用性的基礎上，需圍繞計算思維的核心思想，進一步梳理相關的理論思想和知識體系，突出以計算思維為核心、以應用技能為外延的改革思路。

一、計算機基礎教育改革的必要性

2010年，九校聯盟計算機基礎課程研討會形成重要共識，把培養學生的計算思維能力作為計算機基礎教學的核心任務，為計算機基礎教學改革確定了重要方向。2010年10月在“第六屆大學計算機課程報告論壇”中將計算思維引入大學計算機基礎教學，此后計算思維得到了國內計算機基礎教育界的廣泛認可與重視。計算思維包括計算思維意識、計算思維方法和計算思維能力，有利于學生把握計算機硬件及軟件技術的本質和核心，可以為學生今后的自學和進入社會中的工作奠定扎實的基礎。

二、提升計算機應用基礎教學的建議

（一）完善教學內容，將應用教學與計算思維能力培養相結合

目前各高校普遍采用了“1+X”的課程體系。北京服裝學院實施了以計算機應用基礎和六門程序設計類課程組成的“1+6”的計算機基礎課群，為應用技能與計算思維能力培養相結合的教學改革打下了良好的基礎。計算機應用基礎是所有學生必修的課程。目前該課程的主要包括內容見表1。

表 1計算機應用基礎課程的內容

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可以看到，計算機應用基礎的內容涵蓋了信息技術的絕大多數領域，范圍是比較廣的，在這些模塊中，明顯可以看到授課的內容具有技術理論與實踐應用相結合的鮮明特色。在課程中，幾乎每個概念對應一種計算思維方法，每個章節都是多種計算思維方法的集合。在課程內容多、學時少的情況下，進行以計算思維為導向、應用技能提高為目標的教學改革，是有很大的難度的計算機應用基礎教學內容應該立足應用技能與計算思維培養并舉、理論與實踐結合的思路，使學生對這些信息技術的基本原理以及基本問題求解方法有所認識，進而從中了解從計算思維的基本方法培養計算思維的基本能力。

建議從以下幾個方面加強內容的建設：

1．計算的歷史、影響以及對未來發展的啟示。計算機的發展歷史是人類智慧、創造力和想象力的結晶，與其他學科相互促進和發展，不斷產生新的研究方法和工具。學習計算機的發展史引導學生建立計算思維的意識，思考如何在其中發揮專業作用。

2．介紹馮·諾依曼體系，理解計算機系統的軟硬件模型。讓學生理解為什么會提出采用存儲程序方式，理解現代計算機程序運行的模型。

3．信息的編碼。編碼也是各種標準的核心和基礎。文字編碼比如美國的ASCII、中國的GB2312、國際的UNICODE等都具有廣泛的應用。學生了解了編碼的重要性也會延伸到本專業的各種信息的標準問題，可以發現標準的制定往往意味著市場的占有。

4．操作系統。操作系統是所有計算機系統的基礎軟件平臺，學習使用操作不應該作為重點，需要理解它是如何存儲數據，如何管理各種設備，如何解決計算資源的競爭問題等。

5．計算機網絡。有了計算機網絡，才有了豐富多彩的互聯網世界。網絡中的協議又是網絡技術中的精髓和核心，理解計算機網絡的架構和協議的核心思想有助于學生理解各種網絡上的應用難題。

6．算法和程序。計算機基礎課程的第二部分就是程序設計語言的基礎課程，那么在計算機應用基礎的課上提供計算機算法的表示與評價以及程序流程圖的內容有助于初步理解計算機解決問題的自動實現過程。

（二）整合技能應用類教學資源，創建基于知識點聚類的網絡課程

計算機基礎的課程具有自身的特點，一是應用性比較強，二是知識點較為分散，使得在有限課時的課堂中很難達到較好的教學效果。教師不可能把所有的知識點都在課堂上呈現，也不可能將大量的實踐環節在課堂上實施。課下的學生自主學習和實踐是很重要的環節，網絡教學在自主學習的過程中會起到很大的幫助作用。我們提出知識點聚類的網絡課程（KCOC，Knowledge cluster Online Course）。

KCOC與國外名校的魔課（MOOC，Massive Open Online Course 大型開放式網絡課程）以及我國推進的視頻公開課一樣，不僅可以面向高校學生，也可以為社會大眾提供優質學習資源。不同之處在于，KCOC立足于課堂知識的補充與知識點再現，建議重視以下幾個方面：

1．課程的選擇。KCOC面向學生課外自學應用技能中細小的知識點，選擇計算機課程技能性強的課程，選定的課程可以是計算機基礎課中的某個模塊。例如可以將Photoshop單獨作為一個KCOK課程，也可以在計算機應用基礎課中將Excel、PPT、Word之類的軟件單獨抽取出來作為KCOC的主題課程。

2．教學的設計。計算機應用類的課程有個特點是：每個軟件都具有大量的知識點。比如：如何在word中輸入漢字的偏旁部首，這些知識點很少在課堂上講授，因為它太“小”了，但是對于使用者來說又具有很大的應用性。可以采用知識點聚類的方式，每個軟件劃分為不同的主題，每個主題下聚集相關的知識點的視頻教程。每個視頻需要滿足兩個條件：一是具備緊湊的知識結構，二是時間的適度，最好不超過15分鐘，可以讓學習者一口氣看完。

3.制作的環境。知識點的視頻公開課不是以理論知識和教師風采為主要內容，需要強調可操作性和應用性，建議采用錄屏的方式。每個教師都可以隨時錄制視頻，沒有各種燈光、噪音、著裝等限制。

4.教學的應用。KCOC是高校教學資源共享的一種形式，并不能代替高校課程的系統學習。建設的過程中有計劃地整合每個主題課程的知識點，以滿足高校學生課下自主學習的需求。作為知識普及與資源共享的形式，將KCOC應用于網絡教學和移動課程，可隨時滿足學生的多重需求。

結論

在計算機應用基礎教學不斷改進的背景中，應對教育教學的基本思想和理念做更深的思考，讓計算機基礎教育適應經濟社會發展的需求，與時俱進。計算機教育應包括計算思維培養和計算機應用基礎兩個部分，這兩個部分的教學應與學生的邏輯思維培養以及利用計算思維分析問題、解決問題的能力相適應，并能凸顯專業特色，與其他專業課程之間相互協調、相輔相成，使之成為一個系統的有機整體。在應用技能的培養上，利用KCOC網絡教學彌補課堂的不足，這樣，既沒有弱化計算機軟件的應用技能培養，又引入了計算思維的教學內容和方式，提升了計算機應用基礎的課程內涵。應用技能與計算思維相結合的教學改革是一項系統工程，面臨著教學內容、教學方法、師資力量等一系列問題，需要不斷地分析、研究與探索。

［參考文獻］

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［責任編輯：左蕓］