我國大學計算機基礎課程教學中計算思維能力培養(yǎng)研究

張 捷，袁力田

（江西師范大學，江西 南昌 330029；2.南昌教育學院，江西 南昌 330006）

我國大學計算機基礎課程教學中計算思維能力培養(yǎng)研究

張 捷1，袁力田2

（江西師范大學，江西 南昌 330029；2.南昌教育學院，江西 南昌 330006）

隨著教育改革的不斷推進，大學計算機基礎課程教學確立了培養(yǎng)學生計算思維能力的核心任務。基于這種認識，文章對我國大學計算機基礎課程教學中計算思維能力培養(yǎng)問題展開了研究，以期為關注這一話題的人們提供參考。

大學計算機；基礎課程教學；計算思維能力；培養(yǎng)

學生進入大學后，首先就要學習“大學計算機基礎”這門課程。而該門課程的開設，不僅要使學生掌握計算機基礎知識和技術，還要使學生能夠運用計算思維解決實際問題。因此，相關人員還應該加強計算機基礎課程教學中計算思維能力培養(yǎng)問題的研究，以便更好地促進高等教育發(fā)展。

1 計算思維的概念解讀

所謂的計算思維，其實就是運用功能計算機基礎概念進行系統(tǒng)設計、問題求解和人類行為理解的一系列思維活動。利用計算思維解答問題，需要將實際應用問題轉化為數(shù)學問題，然后通過建模、設計算法、編程和運行計算機來求解。從本質上來講，這一過程就是計算思維的自動化運用過程。實際上，自古便存在計算思維[1]。但在現(xiàn)代科學形成的過程中，人們才對計算思維產生了深刻認識。之所以要在現(xiàn)代特別強調計算思維，則是由于人類正處在網(wǎng)絡化、數(shù)字化時代，需要利用計算機完成日常事務處理，所以需要學會使用計算思維對問題進行考慮、陳述和解決，以適應人類社會的發(fā)展需要。因此，現(xiàn)代人需要掌握計算思維，并需要使其像數(shù)學思維一樣成為自身的基本技能。

2 我國大學計算機基礎課程教學現(xiàn)狀

按照我國教育部頒布的《關于進一步加強高等學校計算機基礎教學的意見》要求，大學計算機基礎課程教學需要樹立培養(yǎng)學生利用計算機處理各自專業(yè)問題的能力的教學目標。但就目前來看，受各專業(yè)差異及思想認識偏差的影響，我國大學計算機基礎課程教學仍然存在較多問題。在實際教學中，教師仍然以介紹計算機原理、技能性知識和結論為主，以至于課程內容多為抽象的表達式、符號和定義。由于并未按照不同專業(yè)需求實現(xiàn)分層教學，所以多數(shù)學生無法較好將計算機基礎知識與專業(yè)聯(lián)系起來，無法運用計算機技術解決實際問題。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于大學計算機基礎課程教學并未對學生的計算思維進行培養(yǎng)，以至于學生無法運用計算思維解決自己的專業(yè)問題，進而無法展示出計算機學科的思維魅力。

3 我國大學計算機基礎課程教學中計算思維能力的培養(yǎng)

3.1 制定探索性教學內容

為加強學生計算思維能力培養(yǎng)，各高校還應制定探索性教學內容，以便通過開展計算機基礎課程教學實現(xiàn)對計算思維的更好詮釋。按照教學大綱，教師應先完成知識單元歸納，然后進行知識單元涉及的計算思維的梳理，并轉變過去“灌輸知識”教學思想。在講授教學內容時，需從基于知識的思維傳授的角度對可實現(xiàn)和可見的思維進行講述，從而引導學生形成計算思維。為達成這一目標，教師需要做好教學內容設計，引導學生完成抽象問題的分析，以便在掌握計算原理的同時，形成問題的解決思路。所以在教學內容設計上，應多設計一些啟發(fā)性和探究性問題，以便引導學生積極地討論和有效地思考。例如，在對計算機系統(tǒng)組成內容進行講述時，教師應對圖靈機模型思想進行重點介紹。在設計計算機網(wǎng)絡教學內容時，應做好約定和協(xié)議引出的思維的講述[2]。在學習操作系統(tǒng)中線程和進程等知識時，則應設計程序執(zhí)行過程案例，然后利用圖示形式或多媒體技術對系統(tǒng)在不同時間段完成的操作進行演示，從而引導學生完成研習這些知識的思維方式的學習。

3.2 有針對性地組織教學

作為計算機基礎教學的重要基礎課程，“大學計算機基礎”是關系到學生能否正確理解計算思維的重要課程，所以教師還要有針對性的組織教學，以確保能夠在課程教學中科學引入計算思維講述方法。為達成這一目標，任課教師需要加強與專業(yè)教師的交流，以便提高自身認識[3]。在此基礎上，則可以嘗試使用漸變模式和小班試點等方法開展教學。首先，為實現(xiàn)計算思維的自然引入，教師要采取組織研討、定期交流和布置專題等方式引入計算思維，確保基礎課程中可體現(xiàn)計算思維的知識點能夠得到合理布置，并通過各種交流途徑吸取多方經(jīng)驗。通過反復開展教學實踐活動，則能幫助教師理清教學思路，從而逐漸轉變自己的教學方法。其次，任課教師應與不同專業(yè)背景的教師組成教研隊伍，并根據(jù)各院系教學情況開展計算機教學，從而完成理工類、人文藝術類和綜合類專業(yè)課程系列的分別設置，并在課程中增設有關計算思維的特定學科專業(yè)案例，以完成穩(wěn)定、合理知識體系的構建[4]。再者，通過開展小班試點工作，則能使計算思維在課程教學中的影響力得到逐步提高，然后實現(xiàn)科學教學經(jīng)驗的推廣。

3.3 設計綜合性課程實驗

在以往的計算機基礎課程教學中，雖然設計有實驗教學內容，但主要是以培養(yǎng)學生上機實驗能力為目標開展教學，本身缺乏綜合性，未能實現(xiàn)學生計算思維培養(yǎng)。想要在計算機基礎實驗課中加強學生計算思維能力的培養(yǎng)，教師還應該完成綜合性實驗設計，確保實驗內容的趣味性和實用性，從而為學生提供更多的思維創(chuàng)新空間。具體在設計實驗內容時，教師除了要求學生完成基本實驗題目，還應該進行綜合性題目設計，以便為有余力的學生提供更多的學習機會。比如，通過設計構造性實驗，就可以引導學生運用抽象思維進行常用數(shù)學模型構建，從而使學生學會如何運用計算思維解決問題[5]。在學生嘗試完成這些題目時，教師則可以通過適當指導引導學生形成計算思維。此外，在實驗內容選取上，應選擇能夠反映各學科對計算機技術的需求的素材，以便使學生能夠更好地將計算機技術與專業(yè)問題聯(lián)系到一起。

3.4 建設開放性教學資源

在網(wǎng)絡時代，高校還應該借助網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代信息技術優(yōu)勢實現(xiàn)開放性教學資源的建設，以便為學生提供一個能夠滿足個性需要和發(fā)展需求的開放學習環(huán)境。在這樣的教學環(huán)境中，高校可以將各種教學資源有效融合到一起，從而完成內容豐富和門類齊全的教學支持體系的構建，進而為學生計算思維的培養(yǎng)提供更好的平臺。為此，高校還應該結合專業(yè)需要進行教學網(wǎng)站、精品課程平臺和教學資源共享平臺等各種平臺的建設[6]。在開展計算機基礎課程教學時，則可以利用這些平臺滿足學生個性化學習需求，并為學生解決學習中的問題提供獲取信息資源的途徑。而通過這些途徑解決生活和學習中遇到的問題，則能夠使學生學會運用計算思維解決問題，因此將有助于實現(xiàn)學生計算思維能力的培養(yǎng)。

3.5 建立實用性考核標準

在大學計算機基礎課程考核方面，雖然國家采取了機考+筆考的形式，但是仍然無法達成培養(yǎng)學生計算思維的目標。針對這一情況，還應建立實用性考核標準，以加強學生計算思維能力培養(yǎng)。一方面，在考核題型設計上，應適當減少單選題比重，并增加多選題比重，以便使學生的思維空間得到拓展，并引導學生通過積極思考更好地掌握計算機知識[7]。在填空題設計上，填充內容應為解決問題需運用的思維，以便將思維與知識更好地結合起來。在綜合題設計上，還應向將專業(yè)應用于計算思維相結合的方向傾斜，以便對學生的計算思維能力進行考察。另一方面，在考核結果評定上，應使用科學的方法。具體來講，就是適當增加作業(yè)成績在考核成績中所占的比例，而作業(yè)的布置則需要以學生計算思維培養(yǎng)為核心。比如，可以要求學生在指定時間內運用Office組件等功能完成電子郵件編寫，然后根據(jù)作業(yè)內容體現(xiàn)的計算思維運用情況展開考評，繼而使學生運用計算思維解決問題的積極性得到充分調動。

4 結語

在網(wǎng)絡時代，計算思維能力已經(jīng)成為人們生活和工作不可缺少的能力。所以在大學計算機基礎課程教學中，還應加強該能力的培養(yǎng)，以便學生更好地適應時代的發(fā)展需求。因此，相信本文對大學計算機基礎課程教學中計算思維能力培養(yǎng)問題展開的研究，可以為相關工作的開展帶來啟示。

[1]吳寧，崔舒寧.以計算思維能力培養(yǎng)為核心的大學計算機基礎課程教學內容改革研究[J].計算機教育，2012（7）：107-110.

[2]陸漢權，何欽銘，徐鏡春.基于計算思維的“大學計算機基礎”課程教學內容設計[J].中國大學教學，2012（9）：55-58.

[3]牟琴.“輕游戲”對計算思維能力的培養(yǎng)—教育游戲對程序設計基礎課程教學的影響[J].遠程教育雜志，2011（6）：94-101.

[4]朱勇，楊洪偉，宋曉強.大學計算機基礎教學中計算思維的培養(yǎng)途徑[J].計算機教育，2013（5）：35-38.

[5]徐燕，潘亞平.計算思維與計算思維能力培養(yǎng)—談大學計算機基礎教學改革[J].江蘇技術師范學院學報，2013（2）：92-95.

[6]艾明晶，李瑩.以計算思維能力培養(yǎng)為核心的大學計算機課程改革[J].計算機教育，2014（5）：5-9.

[7]王移芝，金一，周圍.基于“計算思維”能力培養(yǎng)的教學改革探索與實踐[J].中國大學教學，2014（3）：49-53.

Research on the cultivation of computational thinking ability in the teaching of computer basic course in our country

Zhang Jie1, Yuan Litian2
（1.Jiangxi Normal University, Nanchang 330029, China; 2.Nanchang Education College, Nanchang 330006, China）

With the development of educational reform, the teaching of university computer basic course established the core task of training students’ ability of computational thinking. Based on this understanding, this paper studied on the training of basic computer courses teaching in China’s university of computational thinking, in order provide reference for people paying attention to this subject .

university computer; basic course teaching; computational thinking ability; training

張婕（1981— ），女，江西宜春，本科，講師；研究方向：計算機應用。