基于計算思維的計算機基礎教學體系探析*

韋曉虎

（桂林電子科技大學 教學實踐部，廣西 桂林 541004）

基于計算思維的計算機基礎教學體系探析*

韋曉虎

（桂林電子科技大學 教學實踐部，廣西 桂林 541004）

當前大學計算機基礎教學普遍存在教學內容繁多、忽略專業以及個體差異、課時少，實驗教學不合理等問題，導致學生難以掌握必備的計算機基礎知識與技能。大學計算機基礎教學體系的改革，應以培養學生的計算思維為理念，精選教學內容，制定合理教學目標，充分運用多種教學手段相結合方法優化教學過程，實現實驗與理論并重培養學生的計算機應用能力。

計算思維；教學體系；多媒體技術

引言

2009年中國互聯網普及率已經超過全球平均水平，根據最新《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，截止2015年12月，中國網民達到6.88億，互聯網普及率為50.3%，意味著在許多家庭都配置有計算機以及手機等智能設備，學生在進入大學前就已學習過一定的計算機基礎知識。大學計算機基礎是當前工科院校的基礎性課程，其內容與學生以后生活工作緊密相連，學習的瓶頸是絕大多數學生重視程度不夠，信息素養能力基礎不一。計算機基礎課程教師需要積極探索行之有效的教學模式，針對不同基礎，不同專業學生采用不同理論教學與實驗方法，對課程進行教學體系改革，培養學生計算思維能力，使學生在基于計算機應用基礎上，在以后的工作、學習中熟練運用計算機解決各種問題。

一、精選教學內容

教學內容是教與學相互作用過程中有意傳遞的主要信息，也是教師傳授給學生的知識和技能總和，教師需要對教學內容認真分析，合理提煉和組織教學內容并且合理安排教學內容的呈現[1]。教育部高等教育司發布的《關于公布大學計算機課程改革項目名單的通知》（教高司函[2012]188號）指出大學計算機基礎教學要著力提升大學生信息素養和應用能力，推動以大學生計算思維能力培養為重點的大學計算機課程改革，要以培養學生的運用計算機解決問題的計算思維能力為主要教學目標。針對課程理論學時“少”的特點，教師可根課程教學的重難點，精選與提煉教學內容，刪減與實際應用不符的教學內容，充分重視理解大原理，忽略繁瑣難懂小細節，使學生在有限學時內掌握計算機基礎原理，懂得如何運用計算機解決問題，培養學生的計算思維。

在具體教學實踐中，一是在課程緒論部分應重點突出計算機基礎課程的重要性，強調計算思維的培養對以后學習甚至是工作后的重要性。介紹人們解決問題的常見方法、模塊化方法以及計算思維，并配合一些經典案例講解，使學生意識到計算思維在問題解決中的重要意義，并理解如何將計算思維運用于生活學習中，讓學生高度重視該門課程的，激發學習興趣提高學生學習主動性。

二是在講解計算機組成結構時，盡量讓學生將理論知識與實物對應起來，讓親自購買過計算機的同學介紹其購機時對各種參數挑選的原因，可以在課堂教學中帶上實際拆開的主機箱讓學生看，用實物作為道具進行實例講解，并且找到并認識各種相應部件，讓學生根據馮-諾依曼體系結構找出具體機器中的對應部件，學生會印象深刻從而加深對理論知識的理解。

三是結合課程學時情況與教學目標對教學內容進行合理刪減。對信息處理等辦公軟件知識進行合理刪減，將具體的演示操作放到實驗課中，演示完成后學生立即動手操作會有更

好的教學效果，突出教學的應用性；在操作系統部分，著重于講明白操作系統在整個計算機系統中的作用，操作系統基本功能以及組成，并且以當前常用的操作系統為例做演示，計算機網絡部分重點向學生講清楚網絡中數據傳輸的原理，不要過多涉及復雜的協議以及網絡底層通信相關知識。

二、優化設計教學任務

首先，教師應依據教學內容設計教學任務，給學生一些課后思考題目，要求學生在一段學習時間內，給出解決方案，這些題目不能包含大量復雜計算，著重于訓練學生的計算思維，例如在講完二進制與數制轉換后，可以讓學生完成農夫、狼、小羊和白菜過河問題的求解，該游戲難度一般，用常規語言學生是可以描述出解決方案步驟，現在要學生用計算機語言來處理該問題，就需要將各種游戲狀態用二進制描述，那么整個過河方案就是各種狀態的轉換，而各種狀態對應的就是不同的二進制數，由此學生可以應用二進制數制于生活中。其次，依據教學內容特點要點設計教學任務，鼓勵學生課后根據興趣自主學習，并以自學為主的原則，在課程網站上提供了大量不同題材的素材以及各種微課視頻，便于學生在課后有選擇的進行學習。最后，針對不同專業學生設計教學任務，在設計教學任務時將課程內容與不同專業學生特點相結合，例如，機械專業、通信專業、電子專業等工科專業在與法學、管理、外語等文科專業學生以后使用計算機應用能力要求是不同的。在具體教學實施時，教師可以根據不同專業分層次進行教學，并留給學生一定發揮創造的空間。

三、多種方法教學結合

在教學過程中倡導使用多媒體教學為主，但是也積極探尋多媒體教學與板書教學兩者相結合的平衡點，充分結合兩種教學方式并發揮各自優點，板書效率低下，但是形式靈活，提前制作的課件難以滿足所有情況的教學，特別是一些特殊問題出現時或者在課件中表達不夠時，或者是學生臨時產生的問題在課件上沒有體現時，需要及時使用板書作為補充，運用多媒體技術開展大學計算機基礎課程教學優勢突出，但必須充分認識到多媒體技術的“輔助教學”的作用，不能完全否定板書的作用。在教學實踐中必須充分發揮網絡教學優勢，互聯網以及智能手機等智能設備的普及，現在學生可以隨時接入互聯網，需要為課程建立專門的課程網站，在教學網站中整合教學過程中的教案、試題、教學視頻以及課件等各類教學資源，使學生能夠隨時根據需要訪問這些學習資料，使學生在有限的課堂學時下，掌握學習更多計算機基礎相關知識。

四、多方位保障實驗教學開展

（一）良好的實驗環境是開展高效實驗教學的基本保障

目前，各大院校實驗室基本能夠滿足學生試驗需要，但是也存在一定問題，比如機器設備的過高故障率以及安排課時過少等，學生在僅有的實驗課時內難以完成實驗，或者在完成實驗后還想進行進一步的學習時無法進行實驗，需要專職人員負責維護相應計算機設備，及時維修處理各種故障機器，除正常安排的上課學時外，在其他時間開放公共機房實現開放式教學，并且有教師在值班，隨時解答學生遇到的問題以激發學生學習熱情，拓展學生思路，全面提升實驗教學質量。

（二）探究式教學激發學生興趣

探究式教學通過設定一些問題讓學生解決，通過這些問題的解決讓學生學習到新知識。具體為在實驗教學過程中，改變過去“教師演示-學生模仿實驗-提交實驗報告”的模式，這種模式忽略了學生的主動性與參與性，降低學生對實驗課的興趣。在教學過程中將實驗過程改為“問題-實驗-觀察分析-結論-應用”，實驗教學過程中教師只需在一旁指導，由于整個實驗過程中學生是自己探索進行，對各種知識點的理解與把握更深刻，已不再是對教師演示的簡單模仿，從而有更好的學習效果。通過設定許多問題讓學生首先嘗試解決，在教師的指導下每個學生親自動手做實驗，可以激發學生操作的熱情，要特別注意的是需要根據不同專業學生設計幾個與實驗教學相關的問題，要讓學生在操作的過程中先進行思考，要努力嘗試自己去解決問題，要求學生將解決過程記錄在實驗報告中。

（三）加強師生互動，讓學生參加教學改革

計算機基礎課程教學改革過程中不能忽視學生的意見與建議，應深度加強師生交流并積極互動。在課程開始前需要進行必要的問卷調查，了解學生的基礎以及興趣等，為教學內容的準備以及以后教學任務的制定有極高的參考價值，在課程教學進行過半之后進行，同樣需要對各個專業學生進行調查問卷設計，內容包括學生對整體教學效果的評價、學習感受等。問卷內容可包含具體內容比如對教師指導方式、對課程的興趣、做完試驗后的整體感覺等問題。實踐表明學生對師生之間的這種互動非常重視，通常能夠提出了寶貴的建議，可以及時優化教學方法，實現教學的有效性。

五、結束語

信息技術的發展日新月異，要求從事相關課程教學的教師不斷學習，特別是進行計算機基礎教學的一線教師，需要及時改革教學方式，更新教學內容并運用各種先進教學手段與方式，及時了解學生的基本情況，在進行計算機基礎教學時，除了傳授基礎計算機知識外，更重要的是培養學生運用計算機解決問題的計算思維能力，制定出滿足學生需要的合理教學計劃，創新改革教育理念，需要在教學實踐過程中不斷探索、總結和提高。

[1]卓建華.機電專業理實一體化教學中學習任務的設計與實施[J].職業技術教育，2014（35）：55-57.

[2]戰德臣，聶蘭順.計算思維與大學計算機課程改革的基本思路[J].中國大學教學，2013（2）：56-60.

[3]楊在寶，許海成，楊波.大學計算機基礎課程教學實踐探索[J].教育與職業，2014（4）：149-151.

[4]王威.計算機基礎課程教學改革與實踐[J].教育理論與實踐，2014（30）：54-55.

[5]鄭麗坤，關紹云，郭丹.計算思維引導的高校計算機基礎教學實踐研究[J].黑龍江高教研究，2014（2）：174-176.

At present,there are many problems in college computer fundamental teaching,such as too many teaching contents,ignoring differences between majors and individuals,less class hours and unreasonable experiment teaching.So it is difficult for students to master the necessary basic computer knowledge and skills.The reform of basic computer teaching system in colleges should be based on developing students'computational thinking,selecting teaching content carefully and setting reasonable teaching goals.We should make full use of a variety of teaching methods to optimize the teaching process and place equal emphasis on experiments and theory to develop students' computer application ability.

computational thinking;teaching system;multimedia technology

G642

A

2096-000X（2016）23-0104-02

2016年廣西高等教育本科教學改革工程資助項目（編號：2016JGB209）；2016年桂林電子科技大學課程綜合改革在線教學資源專項項目（編號：C66JWA23JS01）。

韋曉虎（1979-），男，布依族，貴州麻江人，講師，碩士，研究方向為計算機應用技術、計算機基礎教育。