淺談“計算思維”能力培養的教學改革與實踐

孫麗

摘 要：在大數據時代背景下，基于數據來做出決策，遠遠比人們憑借直覺和經驗來做出決策更具客觀性、科學性。而對大數據的處理，離不開相關工作者的計算思維。計算思維是一種分析和處理數據的基本能力，對于教育領域而言，在計算機教學中培養學生的計算思維，具有十分重要的現實性意義。本文嘗試探討基于計算思維能力培養的教學改革策略，希望本研究能夠為教育領域相關人士提供一定的借鑒。

關鍵詞：計算思維 能力培養 教學改革 實踐

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（c）-0150-02

在大數據時代，計算機教學擁有前所未有的歷史性機遇，同時也面臨著一定的挑戰。如何把計算思維融入到計算機教學中，已經成為了教育工作者所關注的重點議題。所謂的計算思維，是基于計算機的基礎概念，來完成系統設計、理解人類行為等的一系列思維活動。對于教育領域而言，利用計算機基礎課程培養學生的計算思維發揮著至關重要的作用。在具體的教育活動開展中，要對傳統的教育觀念提出了嚴峻的挑戰，不僅僅是完成計算機基礎知識的傳授，還要注重以嚴謹的態度來培養學生的一種良好思維習慣，注重培養學生思維模式的形成以及訓練。

1 計算思維在計算機教學中的重要性

伴隨計算機在人們日常生活以及社會生產中的廣泛應用，可以說，全體社會人員都有學習使用計算機的必要性。對于大學生而言，應該充分利用學習時間，掌握對計算機技術的運用，尤其是利用計算機技術處理大數據。當前，大學生學好計算機基礎課程已經不單單是為了學會使用計算機，更是為了養成一種思維方式，即計算思維方式，這種思維方式對大學生而言是受益終身的。從學生的需求出發，教育工作者也要加強計算機教學改革，注重培養學生的計算思維，以符合時代的發展潮流趨勢，完成時代所賦予教育工作者的任務。

2 計算機教學中要解決的問題

當前，時代發展日新月異，科學技術不斷進步，社會對當代大學生也提出了更高的要求。那么，計算機教學中培養學生的計算思維能力，要關注哪些方面的問題呢？本文把學生計算思維培養中要解決的核心問題歸納為以下3個方面。

第一，計算思維與學生思維能力。計算思維影響著學生的思維方式和思維習慣，從某種意義上而言，計算思維嚴重影響學生的思維能力。從計算思維的角度來看，不應該是程序化的，應該在多層次上進行思維。同時，計算思維能夠幫助學生從更專業的角度來看待學習，并在學習中養成了嚴謹的思維習慣，自然而然地使用這種計算思維來解決學習和實踐中所遇到的問題。

第二，計算思維與學生應用能力的培養。從本質上來講，計算是源自于工程思維，伴隨計算機在各行各業中的廣泛應用，我們使用計算機的目的在于與世界互動，但是，盡管如此，計算機應用依然存在著一定的局限性，一些工程應用問題始終得不到有效的解決。在這種情況下，計算機學科應運而生。計算機學科的目的在于分析和解決計算機應用中的一系列問題。

第三，計算思維與學生創新能力的培養。眾所周知，創新是科學進步的基礎和前提，而科學有效的思想和方法又是創新不斷進步的重要保障。因此，我們有必要掌握先進的思想與方法，并在今后的問題研究過程中，能夠從多個角度、全方位地厘清事物之間發生的變化，用已經掌握的科學思想與方法去提出問題、分析問題和解決問題。

3 大學計算機課程教學改革與實施方案

3.1 基于計算思維能力培養的計算機課程改革新方案

所謂的計算思維教育是從一個全新的視角出發，來對計算機教學進行改革。針對當前計算機教學中所存在的問題，來提出一種全新的途徑。因此，應該結合計算機課程體系的特點，來引入一種全新的計算思維理念，構建一種全新的計算機課程教學改革方案。

3.2 計算機文化素養的提高

一般情況下，我國各高等院校把大學計算機基礎課程設置在大學一年級。由于大學生來自于不同的地區，他們所具備的計算機文化素養基礎不同，考慮到學生個體的差異性，高校還需要積極構建計算機文化教學平臺。根據生源的基本信息狀況，讓學生學循序漸進地接觸計算思維相關的教學模式，培養學生對學習計算機基礎課程的興趣，培養學生使用計算機來解決相關問題的習慣。具體來講，計算機文化教學平臺包括實驗室展臺布置、多媒體軟件資源等多種表現形式，包括計算機硬件設備、認知計算機硬件、設備安裝與調試等豐富的教學內容，包括調動學生對計算機學習的興趣，挖掘學生的創造力，讓學生對計算機文化有更加深入的了解，并對未來計算機科學發展趨勢有一個科學的評估和預測，在未來，能夠習慣使用計算機知識來處理海量數據，接受時代賦予的使命與挑戰。

3.3 創新教學內容和教學資源

近年來，伴隨科學技術的不斷進步與發展，基于計算思維的計算機教學在整個教育體系中也發揮著越來越重要的作用，受到教育工作者的廣泛關注。因此，創新教學內容與教學資源，促進計算機基礎教學的與時俱進，進而滿足新時代背景下學生學習計算機科學的需求是當務之急。具體來講，創新教學內容主要包括實踐教學、課堂教學和立體化教學資源建設3個方面，并對構建更加豐富立體化的教學資源提高了教學的針對性，這些教學資源主要是以音頻、視頻、圖形、圖表、媒體、文字等多媒體進行展現，具有簡單直觀、形式多樣、資源優勢互補等方面的優點。

把案例教學法引入到課堂教學中。為了進一步提高計算機教學的整體質量，以動態調整教學內容的方式，引入案例教學法，能夠讓學生更加清晰明了地把握教學的重點和難點。同時，充分發揮現代多媒體技術在計算機教學中的重要作用，隨時引入新內容、新知識，有助于提高課堂教學的效率。利用多媒體技術能夠有效地吸引學生的聽講注意力，提高了學習的興趣，實現了寓教于樂。

3.4 實驗設計與實驗平臺建設

眾所周知，教學實踐是最重要的傳播知識的環節，大學計算機基礎所涉及的內容較多，涵蓋知識面寬泛。如何把計算思維融入到計算機實踐教學中，成為了計算機課程教學改革的重點。因此，我們嘗試從以下3個方面搭建計算機實驗平臺：第一，設計計算機實驗內容，完成對計算機基礎知識的檢驗、鞏固和理解。第二，建設良好的實驗環境，來為實驗平臺建設提供環境支持，進而為培養學生的計算思維能力提供助力。第三，適當調整實驗學時的比例。增加實驗學時，以教師引導啟發為主，培養學生自主完成計算機實驗作業。

4 結語

綜上所述，在計算機教學中培養學生的計算思維具有一定的必要性。然而，目前，我國計算機教學中依然存在著諸多方面的問題，需要引起相關教育工作者足夠的重視。在今后，相關專家學者還需要從計算機課程改革新方案、提高計算機文化素養、創新教學內容和教學資源以及實驗設計與實驗平臺建設等方面，進一步探討計算思維能力培養的對策。

參考文獻

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