高職院校中關(guān)于計(jì)算思維的通識(shí)課程建設(shè)的幾點(diǎn)改革

黃月妹

【摘要】計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到無(wú)處不在、無(wú)事不用的今天，網(wǎng)絡(luò)也已（包括物聯(lián)網(wǎng)等）延伸到各個(gè)角落，加上數(shù)據(jù)積累的簡(jiǎn)單化、普及化，使計(jì)算思維成為人們認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的重要思維方式之一，也是個(gè)人競(jìng)爭(zhēng)能力的體現(xiàn)。在高職院校的通識(shí)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力其重要性不言而喻，同時(shí)又受限于基礎(chǔ)與學(xué)時(shí)、學(xué)生原有知識(shí)水平等的矛盾，本文作者結(jié)合計(jì)算思維課程教學(xué)實(shí)踐，對(duì)如何開(kāi)展高職院校計(jì)算思維通識(shí)課程的教學(xué)，提出該課程建設(shè)的一些思路和方案，以探索該課程的教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維；課程；通識(shí)教育；教學(xué)內(nèi)容；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

一、計(jì)算思維的重要性

當(dāng)前計(jì)算手段已發(fā)展成與理論手段和實(shí)驗(yàn)手段并存的科學(xué)研究的第三種手段。理論手段是以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表，以推理和演繹為特征的“邏輯思維”，用假設(shè)、預(yù)言、推理和證明等手段研究社會(huì)、自然現(xiàn)象及規(guī)律。實(shí)驗(yàn)手段以化學(xué)學(xué)科為代表，以觀察、總結(jié)為特征的“實(shí)證思維”，用實(shí)驗(yàn)、觀察、歸納等手段研究社會(huì)、自然現(xiàn)象和規(guī)律。計(jì)算手段則是以計(jì)算機(jī)學(xué)科為代表，以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征的“計(jì)算思維”，用構(gòu)造計(jì)算算法、構(gòu)造計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算來(lái)研究社會(huì)、自然現(xiàn)象及規(guī)律。計(jì)算思維關(guān)注的是人類(lèi)思維中有可行性、可構(gòu)造性和可評(píng)價(jià)性的部分。我們不僅需要能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)及軟件解決實(shí)際工作中的問(wèn)題，還能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思想和方法去理解和解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。計(jì)算思維不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)家的思維，是每個(gè)人的基本技能，就像聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)一樣。

二、大學(xué)計(jì)算機(jī)的課程的現(xiàn)狀

大學(xué)計(jì)算機(jī)公共課應(yīng)該講授計(jì)算思維已成共識(shí)，同時(shí)又受限于基礎(chǔ)、學(xué)時(shí)的矛盾，其具有類(lèi)似于語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等課程的基礎(chǔ)性的特點(diǎn)，而對(duì)學(xué)生這個(gè)受訓(xùn)群體而言，其又不同于語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程，學(xué)生在此前一般認(rèn)知基礎(chǔ)較弱，正是由于其基礎(chǔ)性，因此課程的內(nèi)容散且多，而在高職教學(xué)中，特別是對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)，其課堂學(xué)時(shí)非常用限，這種矛盾對(duì)課程的教學(xué)是一個(gè)很大的壓力。

三、計(jì)算思維課程教學(xué)在解決在教學(xué)矛盾中的幾點(diǎn)措施

如何解決基礎(chǔ)、學(xué)時(shí)的矛盾，本人結(jié)合實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為目前較為有效的方法是從三個(gè)方面著手：一是結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，在兼顧課程內(nèi)容體系完整性的基礎(chǔ)上，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，尋求計(jì)算思維教學(xué)的最小內(nèi)容集合。二是結(jié)合自身專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，使課程內(nèi)容中計(jì)算思維與實(shí)際應(yīng)用相合，使內(nèi)容具體化。三是利用學(xué)校提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，發(fā)揮課外教學(xué)手段和資源的應(yīng)用。

（一）構(gòu)建最小化的計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容

結(jié)合課程特點(diǎn)和高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，構(gòu)建計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的戰(zhàn)德臣教授提出過(guò)大學(xué)計(jì)算思維教育空間，總結(jié)出課程教學(xué)內(nèi)容的最小集合為計(jì)算與程序、計(jì)算系統(tǒng)、算法思維、信息素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)之上增加擴(kuò)展的集合，包括系統(tǒng)思維、數(shù)據(jù)抽象與計(jì)算思維、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算思維。

（二）計(jì)算思維問(wèn)題簡(jiǎn)單化、具體化

思維蘊(yùn)含在案例中，案例蘊(yùn)含著思維。針對(duì)高職學(xué)生而言，更需要把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、具體化，因些在教學(xué)內(nèi)容的選擇上會(huì)多選一些具體生活中的例子。

比如，關(guān)注點(diǎn)分離思維和系統(tǒng)觀是典型的計(jì)算思維，關(guān)注點(diǎn)分離思維是日常生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的解決復(fù)雜問(wèn)題的一種系統(tǒng)思維方法，大體思維是，先將復(fù)雜問(wèn)題做合理的分解，再分別仔細(xì)研究問(wèn)題的不同側(cè)面點(diǎn)（關(guān)注點(diǎn)），最后綜合各方面的結(jié)果，合成整體的解決方案。概念上是分割整體以使實(shí)體個(gè)體化的觀點(diǎn)。課堂上可以分析一個(gè)Web設(shè)計(jì)方案來(lái)加以理解。網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容比較龐雜，HTML標(biāo)記語(yǔ)言既要標(biāo)記文檔的結(jié)構(gòu)又要標(biāo)記文檔的格式，或者是展現(xiàn)。最初的HTML不僅要標(biāo)記結(jié)構(gòu)也標(biāo)記網(wǎng)頁(yè)如何展現(xiàn)。因此，就出現(xiàn)了如

這種結(jié)構(gòu)元素混雜的局面。當(dāng)人們把HTML進(jìn)行一番整理后發(fā)現(xiàn)，如果把HTML只表示結(jié)構(gòu)，而把網(wǎng)頁(yè)展現(xiàn)出來(lái)的責(zé)任完全分離出來(lái)，這樣更靈活和方便，這就有了CSS。

再如分層設(shè)計(jì)也是計(jì)算思維中的典型思維模式，分層設(shè)計(jì)的目的是為了把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。一般用分層思維求解的問(wèn)題都有較高的復(fù)雜性，我們可以把這類(lèi)問(wèn)題的求解工作劃分成多個(gè)功能模塊，這些模塊之間不是平等的相互合作的關(guān)系，而是提供某種協(xié)調(diào)，是上下級(jí)的協(xié)調(diào)與支撐關(guān)系，這與日常生活中，單位的管理層在設(shè)計(jì)層級(jí)時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)定位和相互關(guān)系的設(shè)計(jì)同理。在這樣的思維指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的方案的優(yōu)點(diǎn)就是便于宏觀管理，各司其職，相互支撐，同時(shí)又要避免層級(jí)過(guò)多，機(jī)構(gòu)臃腫，效率低下的問(wèn)題。

計(jì)算思維中生活中的應(yīng)用非常多，在課程中可以多加一些此類(lèi)問(wèn)題的討論和分析，將復(fù)雜問(wèn)題生活化，可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

通識(shí)課程因其基礎(chǔ)性、內(nèi)容寬泛性，同時(shí)上課課時(shí)數(shù)少之間的矛盾，我們可以將通過(guò)課程的教學(xué)方式的改變得以改善。教師可以建立網(wǎng)絡(luò)課程。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳課件、教案、案例等學(xué)習(xí)資源，把課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)課時(shí)不足而導(dǎo)致內(nèi)容不全面性。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)生之間還可以進(jìn)行學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)成果的共享和交流，實(shí)現(xiàn)資源共享。學(xué)生之間、師生之間也可以在網(wǎng)上課堂上對(duì)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的具體問(wèn)題進(jìn)行討論，形成動(dòng)態(tài)交流。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生達(dá)到自主學(xué)習(xí)、自主發(fā)現(xiàn)、自我展示、自主提升，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究。

四、小結(jié)

計(jì)算思維實(shí)際上是人類(lèi)站在機(jī)器角度的“感同身受”，從機(jī)器角度思考去制造更有效率的機(jī)器，同時(shí)更有效指導(dǎo)我們?nèi)粘Q策。