高職計算機基礎課程計算思維培養研究

王小寧

摘要：計算思維是一種隱形能力，是人類思維中非常重要的一種能力，也是當今數字化與信息化時代對人才的迫切需求。論文研究了高職計算機基礎課程中，通過采用項目式教學、建立自上而下的軟件思維、優化教學思路來培養學生的計算思維，并提出了具有可行性的計算思維的評價方法。研究對于計算機基礎教師重視與推動新時代人才計算思維能力的培養具有重要的意義。

關鍵詞：高職;計算機基礎;計算思維

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）10-0148-02

在當今大數據和人工智能時代，計算思維在越來越多的行業和領域中展現出強大的計算優勢，計算思維能力的培養在高職學生的人才培養中突顯出重要的意義。2019年3月，教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會第二次全體會議討論了學生樹立計算思維、實現計算機賦能教育的重要性。而目前高職類院校所開設的計算機應用基礎課是公共必修課，主要教學內容是掌握基本的計算機技能（如Office2010辦公軟件、Windows7/10基本操作、計算機基本理論知識等），主要的教學目標是幫助學生通過全國計算機一級等級考試，在此基礎上提高學生的實踐操作技能，因此，課程側重于考試與實踐操作，而缺乏對學生計算思維能力的培養，不能滿足社會發展的需求。

1計算思維

2016年，美國計算機科學教師協會在《K-12計算機科學標準》（K-12 Computer Science Standards）中對計算思維界定：計算思維是一種解決問題的方法論，這種方法可從計算機科學的領域擴展到所有學科，為分析和開發能夠通過計算方法解決的問題，提供一種獨特的方法。計算思維專注于抽象、自動化和分析，是計算機科學更廣泛學科的核心元素。計算思維和理論思維、實驗思維，共同構成了人類社會的三大思維。

計算思維是一種可以靈活運用計算工具與方法求解問題的思維活動，對促進人的整體和終身發展具有不可替代的重要作用。特別是隨著人工智能在不同程度上嵌入到人類生活的各個領域，普及計算思維的培養，讓人們能夠充分運用計算思維來應對人工智能對人類生活與社會結構產生的重要影響和沖擊，已成為人們的共識。正因如此，計算思維被視為21世紀人們最需具備的素養與技能之一。計算思維能力的提高能有效啟發學生對專業領域的思考深度和高度;有助于提升高校課堂教學質量和學生的實踐與解決問題的能力。

2高職計算機基礎課程中計算思維的培養途徑

2.1采用項目式教學

以建構主義為理論基礎的培養策略，正好可以涵蓋計算思維的維度，使得基于面向問題解決過程的計算思維框架，成為當前認可度較高的一種有效培養學生計算思維的教學方式，包括（1）確定內容，（2）采集，表示分析數據，（3）生成，選擇矣規劃解決方案，（4）實話解決方案，（5）評估解決方案并繼續改進。

在高職計算機基礎課程中，采用項目式教學，可將教學過程分化為多個任務，涵蓋教學目標的各個子目標。針對以上框架，首先確定內容，根據學生所學專業來設計教學內容，包括對教學素材的選擇、工具的選擇、教學目標的實現等。第二步，采集，表示分析數據，學生根據設計好的內容，進行分析，需要什么樣的技能來完成當前的任務。第三步，生成，選擇和規劃解決方案，學生在分析完成后，形成自己的解決方案。第四步，實施解決方案。教師可以在這個過程中，指導、幫助學生學會解決問題的技能。第五步，評估解決方案并繼續改進。學生實踐完成后，提交作品給教師后，教師跟學生一起評估完成的效果，并提出改進意見。

2.2建立自上而下的軟件思維

知識的建構過程，一般分為三個階段，個別認知一框架建構一結構完善。這三個階段中，筆者認為最重要的是第二步“框架建構”階段，知識框架的建構是最核心的一個環節，也是最關鍵的環節。

在高職計算機基礎課中，學習的軟件是Word、Excel和Power-point，這三個軟件的使用方法，可以類推到其他的軟件中，軟件結構的認知，對學生的計算思維能力的培養至關重要。如Word2010中，軟件的結構體系如圖1，除此之外，每一個小版塊右下角都有一個小箭頭，可以通過小箭頭設置本版塊更多的功能。

例如，在圖片或表格的學習中，學生可以將以下框架結構深刻理解并內化為自己的思維（以插入圖片為例），如圖2所示：

2.3優化授課思路

2018年IsTE發布的《教育者計算思維能力標準》中指出，教師承擔了學生計算思維的“學習者”“領導者”“協作者”“設計者”和“促進者”等角色。教師需不斷加強自身對計算思維的訓練和學習，既要了解相關理念和知識，又要學習關于計算思維的教學策略，提升個人計算思維能力。因此，在設定好的項目式教學過程中，教師的引導至關重要。教師具備了優秀的計算思維，才能夠正確并高效地引導學生建立計算思維。因此，在授課過程中，必須優化授課思路，教師以自上而下的思維來介紹計算機的結構、軟件的結構及每個工具的屬性，幫助學生盡快完成框架結構的建立，這樣對學生未來開發自學潛能，并將計算思維拓展到更多的軟件，甚至其他學科問題的解決，都有很大的幫助。

3計算思維培養評價方法

學生計算思維的形成，需要一定的工具進行評價，國外學者探索了很多工具來進行評價，大致分為總結性工具、形成性迭代工具、技能轉移工具、看法與態度量表與詞匯評估五大類。研究認為，利用課堂作業與最終項目，并結合以上有效的評價工具，設計出合理的計算思維評價方案，可以有效地評價學生計算思維的培養成效。比如，在每一階段的軟件學習完成后，可以給學生一個主題，由學生自行設計解決問題的方法，并獨立完成創作。教師根據計算思維的要求來設計評價標準，以此來判斷學生是否掌握相應的技能。

4總結

高職計算機基礎課中，應當重視對學生計算思維的培養，引導學生盡快建立計算思維，適應時代的發展與需求。合理使用相應的評價工具，對學生的計算思維能力進行評測，有助于改進教學方法，提升教學效率。同時，教師也應當提升個人的計算思維能力，來更好地培養學生具備優秀的計算思維能力，這一能力的培養在當今的時代發展中已經迫不及待。