計算機基礎教學中學生計算思維能力的培養

洪剛

[摘 要]計算機基礎教學中，計算思維的作用與地位日益突出。有針對性地培養學生計算思維能力成為計算機基礎教學的重要目標。需要徹底轉變傳統的計算機基礎教學方式，向著以培養學生計算思維能力為主的教學方向轉變。計算思維能力是大學生應當具備的一項基本能力，也是創新社會對人才的基本要求。在計算機基礎教學中如何更好地培養學生的計算思維能力，成為計算機基礎教學的重要目標。

[關鍵詞]計算機基礎教學 計算思維能力 培養 教學方法

[中圖分類號] G642；TP3-4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）18-0176-02

在計算機基礎教學中，計算思維的作用與地位日益突出。有針對性地培養學生計算思維能力成為計算機基礎教學的重要目標，為此，需要徹底轉變傳統的計算機基礎教學方式，向以培養學生計算思維能力為主的教學方向轉變。

一、正確認識計算思維

計算思維指的是通過運用科學的計算機概念設計系統，求解問題，理解人類行為的綜合性思維活動。計算思維具有概念化特性，并不具備程序化特性。計算思維并不是科學家才有的思維方式，而是每個人都應該具備的一種思維。

計算機基礎教學旨在培養學生的抽象思維、邏輯思維以及一定的編程能力。因此，如何更好地培養學生的計算思維能力，成為教學中的重要問題。

二、計算機基礎教學的現狀分析

（一）計算機基礎教學內容比較單一

現階段文科生的計算機基礎教學，還是停留在計算機基本操作知識的講解以及辦公軟件的基本應用層面。理科生的計算機基礎教學是在此基礎上加入了部分C語言程序設計內容。基礎教學內容無法與信息化發展水平相適應，這也會導致學生對信息技術以及計算機理論的忽略。從整體上來看，教學知識體系不完善、內容比較單一，導致學生們無法深入、全面了解計算機科學，更談不上計算思維能力的培養。

（二）教學模式滯后

現階段，計算機基礎教學中存在著很多弊端。受到傳統應試教育的影響，教學方法比較死板、機械化，學生處在被動接受知識的局面。課堂教授結合上機練習的操作方式，在信息高度化發展的今天顯得非常單調，導致學生缺乏計算機學習的興趣，不愿意進行深入探究。這種滯后的教學模式，是我國計算機基礎教學中普遍存在的重要問題。無法調動學生計算機基礎學習的主動性與積極性，就無法對學生進行歸納抽象能力、邏輯思維能力的培養，大大限制了學生們計算思維能力的培養與發展。與此同時，受到課時計劃的限制，部分重要內容無法深入講解，本末倒置，無法更好地提高學生的綜合素質與創新能力。

（三）計算思維能力培養的教材缺失

現階段的計算機基礎教學中，理論性知識仍舊是考試的重點，而且教材教學內容非常枯燥、單一，缺乏不同課程之間的交匯貫通，缺乏交叉、邊緣知識的拓展延伸。日常教材教學中，無法調動學生學習、研究的積極性，更無法啟迪學生打開思維，站在更深刻、更抽象的層面認識、理解、學習、掌握計算機科學。這樣就會導致學生僅學到皮毛知識，無法做到舉一反三、融會貫通。

三、計算機基礎教學中培養學生計算思維的具體策略

（一）回歸式教學策略

計算機科學是一門邏輯性、抽象性較強的學科，需要學生具備較高的抽象思維能力，能夠站在計算機科學角度，將實際問題抽象成為計算機語言、符號。因此，計算機基礎教學中，應該鍛煉學生們按照計算機科學思維去認識問題，發現問題，解決問題。但是，對于大多數初次接觸計算機科學的人們來說，比較欠缺這種抽象轉化能力，很難理解比較空洞、抽象的知識。一般來說，學生們剛接觸到計算機科學時，會有一定困難，對于計算思維方式，感到無從下手。在面對一個問題時，學生是站在“解決”的角度考慮的。針對這種情況，我們需要將計算機基礎教學回歸到實際生活中去。在實際教學過程中，為了進一步提升學生們的學習興趣，可以加強與實際生活之間的聯系。從本質上來講，計算機科學中的大部分理論、知識都是來自于我們的實際生活。所以說，在實際教學過程中，需要回歸到問題本身，結合理論的原型循序漸進的進行講解，更好地指導學生們運用自己的思維解決這些問題，然后帶領學生們認識計算機是如何講解這部分問題的。通過回歸式教學模式，使得抽象、晦澀的理論知識變得更加貼近生活實際。回歸教學是一個從實際到理論再到實際的循環過程，指導學生的思維層次不斷提升，從抽象的角度去解決計算機問題。大量教學改革實踐證實，回歸式教學模式，對于培養學生的分析能力、抽象思維能力與建模能力具有重要作用。

（二）積極轉變教學觀念，構建“計算思維導向”的教學模式

在計算機基礎教學中，筆者建議積極轉變教學觀念，構建“計算思維導向”的教學模式，這種教學模式側重于計算思維能力的培養以及對計算機設計思維的理解。計算機基礎教學的重點就是在教學過程中，潛移默化的培養學生們新的思維方式，指導如何通過計算機科學基本知識進行問題的求解、系統設計以及行為理解，換句話說，就是建立計算思維模式。鑒于此，我們應積極改變傳統的側重于知識講解的教學模式，嘗試通過思維導圖模式進行知識的歸納與總結，有意識的通過探究式教學模式“提出問題、探究問題”介紹計算機基本的理論知識，強調折中、并行、回溯等計算機思維方式，并加強與知識之間的聯系。比如說，在學習計算機存儲管理相關知識時，筆者采用了思維導圖模式，用中央處理器，內存，虛擬內存，磁盤存儲器進一步體現了計算機系統中容量與速度折中思想。比如說，講解計算機編碼時，呈現“0”、“1”二進制編碼，數值的編碼，字符的編碼，漢字的編碼，聲音的編碼，黑白圖像的編碼，彩色圖像的編碼，視頻的編碼。通過這種思維導圖，可以更好的幫助學生們建立流暢、完善的知識系統。通過對所學知識的歸納與演繹，進一步彰顯了計算機基礎教學過程中對學生計算思維能力的指引。

（三）發散式教學模式

計算機基礎教學的使命，一方面是讓學生們掌握全面的計算機操作技能，一方面還擔負著培養學生計算思維的重要使命。因此，在計算機基礎教學中，教師應徹底摒棄傳統“照本宣科”的教學方式，加強知識的整合，不局限于課本，不僅講解知識的內涵，還需要擴大其外延，進一步擴大學生的知識面。比如說，在計算機基礎教學中，經常會涉及圖論、計算幾何、離散數學等工具，教師可鼓勵學生自學，也可以進行適當講解，這樣就避免了因教學內容的局限性所給學生們帶來的學習困惑。發散式教學，通過舉一反三的過程，站在計算思維的角度去思考問題，真正從傳統的物理思維與數學思維中轉換過來，進一步養成計算思維的能力與習慣。通過發散式教學模式，一題多解，進一步提升學生思維的創新性與靈活性。與此同時，在完成計算機基礎教學課程之后，應該積極鼓勵學生完成綜合性強、應用性強的習題。在解決應用型問題的過程中，進一步培養學生的計算思維能力。通過應用型問題的設計與解決，將復雜的問題進行深入抽象，并在計算機上自動運行，進一步體現了計算思維其自動化與抽象化的本質，更好地指導學生探究解決問題的具體方法、思路與能力，全面提升學生的計算機綜合素養。

（四）加強計算思維與實踐的融合

計算機基礎課程是計算機專業、非計算機專業、理科類專業、文科類專業都需要開展的重要課程。計算機基礎教學的重要目的就是讓學生們在計算機知識的學習過程中，積極探究計算機與其他學科之間的密切聯系，與此同時，輔助學生們更加游刃有余的學習其他課程。對于專業問題的解決，應在計算機基礎技術的指導下進行。針對不同專業開設計算機基礎課程過程中，應該積極構建與其專業相對應的案例或者模型，進而促進各個專業學生進行深入學習。對于案例或者模型的應用，能夠充分培養學生們的專業思維能力，進而促進學生們養成有效解決問題的思維，將問題的重點、關鍵剖析得更加深刻，從而加深學生們對專業知識的全面掌握。

綜上所述，本文針對計算思維的概念、特點以及計算機基礎教學現狀入手分析，從四個方面：回歸式教學策略，積極轉變教學觀念構建“計算思維導向”的教學模式，運用發散式教學模式，加強計算思維與實踐的融合，詳細論述了計算機基礎教學中培養學生的計算思維的具體策略，希望為廣大計算機教育工作者帶來一定幫助。

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[責任編輯：鐘 嵐]