基于計算思維能力培養的計算機信息技術課程教學改革初探

洪剛

[摘 要]計算思維能力的培養是目前計算機基礎教學改革的重點。如何將學員計算思維能力的培養落實到具體課程中，是計算機信息技術教學小組面臨的嚴峻挑戰。以計算機信息技術課程中Excel授課內容為例并結合Excel的教學特點，可以分析在Excel課程中需要培養的計算思維能力，并在教學內容、教學設計、教學方法、實踐環節等方面，提出實施的具體做法。

[關鍵詞]計算思維 Excel 實踐能力

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）11-0156-03

以可量化的操作技能為主要考核指標的大學計算機基礎教學模式越來越呈現出不符合時代要求的弊端。學生一方面喜歡“玩電腦”，另一方面卻對計算機基礎課程不感興趣，而教師則往往限于在理論課講解空泛的理論，而于實踐課以強化操作為主的教學模式之中。“狹義工具論”使大學計算機基礎教育迷失了正確的發展方向。我校為在校學員開設的計算機基礎課程，目的是為學員掌握一定的計算機基本技能并能運用計算機工具獲取知識或解決實際問題提供一個入門指導。Excel是我校計算機基礎課程的主要內容，既是影響最大也是難度最大和要求最高的課程。如何上好Excel這門課，對我校學員適應第一任職需要和今后的學習、工作起著不可忽視的作用。

一、融合計算思維的Excel課程教學方法

在信息社會，計算思維應該是每個人必備的基本技能，而不僅僅屬于科學家。計算思維和閱讀、寫作和算數一樣是人類解析能力的重要構成要素。計算思維在學界已經被定位為與理論思維、實驗思維并駕齊驅的人類三大科學思維之一。在我校，Excel教學面對的是高中甚至是初中畢業后入伍，然后經過考學來到我校的學員。因為地域差異與學校師資力量的不同，導致學員數學基礎不盡相同，我校學生數學能力與地方高校學生存在差距，因此要求學校的培養重點要從開拓其數學思維能力著手。我校的Excel教學除了教會學員如何使用Excel這一工具，更重要的是提高學員利用計算思維解決問題的能力。在Excel教學中，融入計算機思維能力的培養，實現單純的工具教學到利用計算機科學的概念和方法對問題進行求解的能力培養。

根據Excel課程的特點及對計算思維能力培養的理解，在我校Excel教學過程中，教師采用啟發式、討論式、參與式和案例式等多種教學方式相結合的方法來進行教學，其目的為培養、開拓學生的思維，利用Excel培養學生解決問題的能力。

（一）啟發式教學

所謂啟發式教學，其基礎是通過思維導圖使學生自行對所學知識進行歸納總結，目的是培養學生的計算思維能力。教師在教學過程中，有意識的培養與提醒學生主動提出相應的問題，通過教師教學思路的開拓與啟發，引導學生自行解決問題，提高其分析問題的能力，將Excel所學課堂知識轉化為實際解決問題的能力。

（二）討論式教學

所謂討論式教學，是指教師在教學過程中，有意識的準備挑選有針對性的問題，將學生對問題進行分組討論，由傳統的教師“教”、學生“學”的模式轉化為教師與學生互動的教學方式。在這種互動式的教學與學習過程中，學生可以站在問題的不同角度來認識和分析、討論問題，從而形成對問題的不同觀點，教師則可通過正確的引導，指導學生分析并找出問題的解決方法，有意識的提高學生自主發現問題，自主分析問題，自主解決問題的意識與能力，使得學生思維處于活躍狀態，達到開拓學生的思維的目的。例如，可以通過利用Excel對物理課程相關實驗數據的分析處理，引導學員思考實驗數據（近似值）和Excel分析數據之間的關系，并通過excel對數據的模擬分析對數據模型有一個直觀認識，如圖1、圖2所示。

圖1

圖2

（三）參與式教學

所謂參與式教學是指教師主動調動起學生的積極性，讓學生通過自己親自動手，查閱相關資料等一系列行動，來發現問題并提出解決問題的方法。教師在課程設計時，有意識的通過一些實際實驗與應用等方式，引導學生互相合作，以培養學生動手參與的積極性。例如通過Excel數據收集、理論分析、建立模型、模型求解、模型應用等方式方法來完成教師項目任務。

（四）案例式教學

所謂案例式教學是指教師首先需要準備一個適合于教學的案例，通過多媒體技術等教學手段對搜集的案例進行有效分析，根據學生所學Excel相關模型的基本原理及相關方法，讓學生親自體會并動手實施，以此來提高學生利用計算機解決實際問題的能力。

二、基于計算思維的Excel課程教學改革的具體措施

（一）教學內容組織

所謂計算機思維就是指將一些復雜與困難的問題通過思維核心，經過一系列的約簡和轉化等轉化成我們容易理解或者可以解決的簡單問題。在我校的Excel課程的教學內容上，教師通過梳理現有教學內容，以案例中抽象的數據為主線，和學員一起將數據進行收集，輸入，提煉與分析，并利用計算機思維中的“從抽象到具體”的概念，通過一次完整的數據實例操作，來提高學生分析與解決問題的能力。

（二）教學設計

在我校的計算機信息技術課程教學過程中，在教學設計上應該采用案例式教學方法對相關問題提出剖析，以求得解決問題的方式方法。通過教學案例培養學員盡快從眾多問題中提煉出有效問題，并將問題加以描述，把問題的抽象化轉化成具體化。教師指導學生如何利用相關工具將數據進行收集，輸入，提煉與分析，得出最終結果并加以實驗驗證。

（三）基于計算思維的教學方法

1.以問題為導向的案例教學法。案例教學是以案例為媒介的一種啟發式教學方法。針對Excel課程的特點和教學目標，我們以問題為導向，培養學員有效解決教學案例中存在問題的能力，在案例教學中老師側重引入跨學科元素，促進學員理解Excel課程和其他學科的關聯，并嘗試培養學員利用Excel工具為其他學科提供數據處理、統計分析、輔助決策等能力。

2.協作分組法。在我校的信息技術課程教學過程中，要求教師為學員分組并制定一系列的職責標準。教師均衡搭配計算機應用能力較強和較差的學生為一組，在協作中，讓每一個學員都有其獨有的作用。這種分組協作的方法不僅使得學生與學生之間互相配合，提高相互協作的能力，還改變以往的老師教，學生學的傳統教學模式，使得師生互相配合協作，完成老師布置的任務。在分組過程中，由于組與組的相互競爭，組員與組員更需要相互配合，大大調動了學生的學習積極性與主動性，活躍了課堂氣氛，教師能在良好的教學環境下順利完成教學任務，充分體現了學生教學過程中的主導地位，同時培養學生的計算思維能力。

（四）以計算思維為導向的實踐操作

目前，我校學員Excel的實踐操作主要分為基礎應用、創新能力和綜合應用三種類型。

基礎應用，旨在結合我校的計算機等級考試內容并根據考試大綱要求指導我校學員掌握Excel的一些基本操作。

創新能力，旨在培養學員的思維能力和創造能力，例如用Excel結合相關數據設計、制作并美化圖表等。

這種創新能力的實踐，是沒有固定答案和標準模式的，每個學生可以自由發揮，這樣可以擺脫傳統教學的模式，使得學生在能夠自由發揮的基礎上，開拓其知識面，并保證其創新思維能力的進一步提高與拓展，如圖3所示。

圖3

綜合應用，旨在培養學員綜合應用Excel技術的能力，并檢驗教學成果。我校挑選了一些具有實用價值的課題，如“利用Excel分析混油閃點”、“學員成績統計分析”等，要求學員以組為單位完成課題。考慮到我校學員的實際水平，要求學員盡可能用Excel提供的功能而不是用VBA代碼完成。學員可以在教師的引導下，協同合作，完成了從需求分析到數據收集、輸入、處理、分析、可視化等一個完整的數據周期操作，可以了解利用Excel開發和應用的整個過程。

三、結語

日常教學過程中，教師認真對Excel課程教學的教學方法進行梳理和評估。通過平時教師和我校學員之間面對面的交流，教師聽取了學員對這門課程改革的意見。總的來說，我校大多數學員對Excel教學方法表示認同，他們的最大感觸是從來沒有想到過Excel的功能如此強大。我們認為，趁國內高校計算機基礎課程改革之際，我們應積極運用教學方法的多元化，努力提高學員學習的主動性、積極性，切實提升學員實踐能力。

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[責任編輯：鐘 嵐]