面向計算思維的大學生研究性學習能力培養實踐研究*

◆王 蘋 張未未

面向計算思維的大學生研究性學習能力培養實踐研究*

◆王 蘋 張未未

在計算機基礎課程中采用面向計算思維的大學生研究性學習能力培養教學方式，引導學生在學習中發現問題、利用計算思維的方法去研究問題并解決問題，充分挖掘學生的研究性學習能力、協作能力和創新能力，達到激發學生學習興趣、培養學生問題求解和設計創新能力、優化教學過程、增強教學效果的目的。

計算機基礎課程；計算思維；研究性學習能力

1 前言

在我國高校的計算機基礎課程教學中，至今仍在采用以教師講授為主的教學方式，教學內容偏重某一種軟件的功能使用介紹，以學生能夠熟練使用該軟件為教學目標，課程學習中忽視了對學生解決問題的思維方法、探索研究能力和分工合作能力的培養。現今時代，信息技術發展迅速，科技日新月異，全球一體化的時代要求培養具有探究精神、合作能力并富有創新意識的合格人才。因此，必須轉變教學理念，重新設定教學目標和教學內容，并改革教學方法，引入適合培養大學研究性學習能力、團結協作能力和創新發展能力的面向計算思維的研究性學習教學方式。

2 計算思維

計算思維的概念是由美國卡內基·梅隆大學周以真教授在2006年首次提出的，她對計算思維做出的定義為：“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。”［1］周以真教授將計算思維作為一種基本技能和普適思維方法提出，她指出：“計算性思維實際上是一個思維的過程，它首先可以幫助人們將想要解決的問題用抽象的方式非常清晰地表述呈現出來，然后再用信息處理流程的方式來構建解決問題的相應方案。計算思維為人們提供的是一個思考問題并如何解決問題的思維視角和思維方式。在現實生活或實際工作中，人們對于同一個問題可能會有多種思考解決問題的角度，但我所提倡、所建議的思考問題的角度是從計算思維的角度來看問題。”

可見，計算思維為人們指出了利用計算機解決現實問題的方法和思路，有利于培養學生的研究能力和創新能力。為了培養能夠參與國際競爭的創新型人才，計算思維的培養已經得到國內外許多高校的重視［2］。

3 研究性學習

廣義的研究性學習泛指學生主動探究的學習活動，適用于學生對所有學科課程的學習。研究性學習中，學生在教師指導下自主地發現問題、探究問題并獲得結論［3］。研究性學習是一種以學生為中心的學習方式，不同于傳統的被動的、經驗性的接受式學習方式，研究性學習著重于啟發并培養學生的邏輯思維能力、分析問題能力、解決問題能力和表達交流能力，非常重視并強調學生作為學習主體積極主動地進行學習，強調學生對知識的探究、分析和解決創新。同時，研究性學習也側重團隊成員的協作互助與共同學習，重視學生的綜合素質能力的全面提升［4］。

研究性學習也十分有利于大學生自主學習能力的培養。眾所周知，大學生自主學習能力的培養一直是我國高等教育的一個重要目標，而具有研究性學習能力的學生往往具有較強的自主學習管理能力、較好的自主學習心理，進而能夠轉化為主動的自主學習行為。而學生在自主學習探究過程中又進一步提高了研究性學習能力。

4 計算思維與研究性學習的關系

研究性學習著重培養學生解決問題的能力，而計算思維可以為研究性學習中問題的解決提供思維方法的指導，兩者是相輔相成的，探討面向計算思維的研究性學習意義重大，且有很大的實際應用價值。

筆者在大學一年級學生的計算機基礎課程中引入了面向計算思維的研究性學習教學方式，在課程教學中有意識地培養學生的計算思維能力，讓他們真正認識到計算機不僅是工具，還可以啟發人們使用科學的方法去思考并解決學科專業領域的問題，進而提升課程的廣度與深度；并且十分有利于學生個體的全面發展，真正做到了以學生為中心的人本主義教育，還教育教學于本來面目，使學生作為學習的主體處于主動學習的地位，而教師則處于幫助和引導學生學習、幫助他們學得更好、為學生的學習過程服務的地位。

5 面向計算思維的大學生研究性學習的培養

目前，我國許多高校都定位為研究型大學，因此，大學生研究性學習能力的培養必然是其教育目標之一。在發現問題的過程中利用計算思維開展研究性學習，去探索解決問題的方法和途徑，是培養學生研究性學習能力的最佳方式［5］。

同時，在計算機基礎課程中開展面向計算思維的研究性學習，還應與學科教學緊密結合，在培養學生計算思維能力和研究性學習能力的同時，還要為學科教學服務，不能脫離學科教學目標、教學內容。因此，在進行教學設計時還需要結合學科教學特點細化教學設計環節，教學案例的選擇應緊密結合學生的專業、校園生活或未來工作需要，使學生感覺到所學的知識是與自己的學習、生活和未來工作密切相關的，進而提高學生的學習興趣，以達到較好的教學效果。

另外，計算機基礎課程教學的某些內容單元非常適宜采用案例教學法。如在Office高級操作單元中，講解Word時可以以畢業論文排版和個人簡歷作為教學案例，講解Powerpoint時可以讓學生以我的校園、我的家鄉或者我的社團為題目制作演示文稿；講解圖形圖像處理技術基礎，在講解Photoshop軟件使用時可以以個人證件照制作為教學案例；講解多媒體技術基礎時，可以讓學生使用會聲會影視頻編輯軟件制作個人生活相冊或學校校慶相冊；而講解網頁制作教學內容時，可以讓學生為自己所在的學院、社團、宿舍制作主頁，甚至可以建議學生為學校重新設計制作主頁。這樣不僅講解了知識，還貼切了學生的實際學習需要，激發了學生的學習熱情與動機，深受學生歡迎，取得了非常好的教學效果。

另外，交流平臺是網絡環境下研究性學習順利開展的要素之一。因此，可以基于網絡教學平臺在計算機基礎課程中開展面向計算思維的研究性學習，這樣會極大地拓展教學空間，將網絡教學空間和課堂教學空間有機地結合起來，會最大化優化教學效果。在具體的研究過程中，采用行動研究法，在行動研究中驗證、改進面向計算思維的研究性學習教學步驟與方法，以取得較好的教學效果。

6 小結

總之，面向計算思維的研究性學習改變了傳統教學中教師講授為主的教學方式，通過計算思維能力的培養，教會了學生在遇到具體問題時從計算思維的角度進行思考。研究性學習能力的培養，教會了學生通過探究去尋求解決問題的途徑，并最終解決問題。在計算機教學中引入該種教學方式，真正地培養了學生思考問題和研究問題的能力，為他們將來創新性地解決專業問題奠定了堅實的基礎。課程教學中開展面向計算思維的研究性學習，具有重大的實際應用價值，希望本研究能為高校計算機教師的教學改革提供一些參考和借鑒。■

［1］Wing J M. Computational Thinking［J］.Communications of ACM，2006（3）∶33-35.

［2］趙勇.基于網絡資源研究性學習教學設計模式［J］.現代教育管理，2012（12）∶108-111.

［3］龍慧靈，熊黎，龍海明.論研究性教學與研究性學習［J］.社會科學，2010（8）∶119-122.

［4］劉衛東.研究性學習策略的培養與英語學習能力的可持續發展［J］.黑龍江高教研究，2012（2）∶137-139.

［5］常學洲，狄建茹.基于網絡環境的研究性學習教學模式研究［J］.繼續教育研究，2011（3）∶65-66.

Practical Research on Cultivation of Students’ Research Learning Ability based on Computational Thinking

WANG Ping， ZHANG Weiwei

In the basic computer course， the teaching method of training students' research learning ability of computational thinking oriented was taken to guide students to discover problems in learning，research problems and solve problems with computational thinking，fully excavate students' research learning ability， cooperative learning ability and innovation ability， thus， to stimulated students' learning interest， cultivate students' problem solving ability and design innovation ability， optimize the teaching process， and improve teaching ef f ect.

basic computer course； computational thinking； research learning ability

G642.0

B

1671-489X（2016）10-0074-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.10.074

*項目來源：北京市青年英才計劃項目“基于計算思維的中醫院校計算機基礎課程的教學改革與實踐研究”（項目編號：YETP0820）。作者：王蘋，北京中醫藥大學信息中心副教授，研究方向為面向計算思維的教學設計；張未未，通訊作者，北京中醫藥大學信息中心講師，研究方向為網絡環境下的教學設計（100029）。