基于計算思維能力培養的高職《計算機應用基礎》翻轉課堂教學模式研究

摘要：計算思維能力是當代大學生應當具備的基本素質之一，在《計算機應用基礎》課程中培養學生計算思維能力已成為該課程教學的重要任務。針對當前高職《計算機應用基礎》課程教學現狀和存在的問題，構建了基于計算思維能力培養的高職《計算機應用基礎》翻轉課堂教學模式，并對教學效果進行分析。

關鍵詞：計算思維;計算機應用基礎;翻轉課堂;高職;教學改革

《計算機應用基礎》是高職院校各專業學生必修的一門公共基礎課程，該課程的目的是培養學生掌握計算機基礎知識和基本操作技能，注重對學生實踐操作能力和創新能力的培養，為各專業后續信息化類課程奠定基礎，具有非常重要的作用。隨著信息技術的快速發展，社會對當代大學生的計算機應用能力提出了更高的要求，當代大學生不僅要掌握計算機基本操作技能，更重要的是應學會如何把問題轉化成能夠用計算機科學解決問題的思維，即計算思維的能力。因此，培養學生的計算思維能力己成為《計算機應用基礎》課程的一項重要任務。

計算思維是人類三大科學思維方式之一，自2006年美國卡內基·梅隆大學的周以真教授系統地提出并闡釋了計算思維后，其研究已逐漸引起國內外學術界和教育界的高度關注。周以真教授認為：“計算思維是運用計算機科學的基本概念，對計算機科學中的問題求解、系統設計以及人的行為等進行的一系列思維活動，是人類求解問題的途徑之一”。

翻轉課堂作為一種新型的教學模式，其顛覆了傳統以教師課堂教學為中心，將教師從傳統“主角”講授者地位轉變為“導演”引導者，把課堂傳授轉變為課堂內化的形式，即學生在課前通過教學資源完成知識的學習，而在課堂上學生通過小組討論、練習、難點問題答疑等多種教學形式將知識內化。教師可以充分利用有限的課堂教學時間，在課堂教學中滲透計算思維的理念，從而培養學生分析問題、解決問題、創新及計算思維能力。因此，翻轉課堂教學模式為學生計算思維能力的培養提供了新的途徑。

《計算機應用基礎》是高職院校開設的第一門計算機課程，由于地區經濟的差異，學生對計算機的掌握程度各不相同，有些學生在高中就已經掌握了計算機操作的基本技能，而有些學生對相關基礎知識還不是很熟悉，如果在教學中采用“一刀切”的教學方法，難以滿足學生的個性化學習需求，極大地影響了學生的學習熱情和學習興趣。

目前，《計算機應用基礎》課程的教學主要還是以教師講解為主，教師先把教學內容進行講解并演示示范，然后學生再上機操作練習，學生形成了被動學習的習慣。在這種以教師為中心的傳統課堂教學方法中，學生缺乏主動學習、主動思考、自主探究和解決問題的能力。同時，課堂上師生之間缺乏互動，師生溝通不足，學生不懂的或有疑問的地方不能及時得到解決，從而導致學生學習興趣不高，學習效果不理想。

隨著信息技術的飛速發展，計算機知識不斷更新，導致教學內容不斷擴大。知識點多、課時不足成為擺在授課教師面前的一大難題，而高職院校學生由于學習基礎較差、接受能力不強，也很難在有限的課時內完成學習任務，傳統的課堂教學方式已無法滿足當代大學生的學習需求。

以計算思維能力培養為出發點，從知識目標、計算思維能力目標和素質目標三個方面設計多元的課程教學目標。該課程的知識目標是培養學生掌握計算機基礎知識，熟練掌握計算機基本操作技能;計算思維能力目標是培養學生學會用計算機解決問題的思路和方法、理解計算思維過程、培養學生的計算思維能力;素質目標是培養學生養成獨立思考、主動探究的學習方法和信息化意識。

在設計教學內容時，應遵循以培養學生計算思維能力為目標，結合翻轉課堂教學要求和特點著重培養學生運用計算機科學解決實際問題的能力。筆者分析和梳理了本校《計算機應用基礎》課程教學內容，構建了計算思維知識點與各章節內容相融合的知識內容體系，如表1所示。

基于計算思維能力培養的高職《計算機應用基礎》翻轉課堂教學過程，將計算思維方法加入到教學的各個環節，構建了以問題為中心，按照提出問題、分析問題、尋找方法、解決問題，最后總結提煉該思維方法等步驟開展計算思維的教學。翻轉課堂教學過程包括課前知識傳遞、課堂知識內化和課后知識深化三個環節。

3.3.1 課前知識傳遞——培養學生學習主動性，拓展課程學習時間和空間

課前，教師通過網絡教學平臺為某個知識點準備如微課視頻、電子課件、分層次練習題等教學資源并布置課前任務，學生通過平臺進行自主學習并完成課前任務。例如，筆者選取“學生成績表”素材文件，使用微課呈現“Excel 2010數據的排序”這一知識點，學生通過自主學習，了解Excel的排序功能以及魅力所在，初步掌握解決實際問題的能力。

3.3.2 課堂知識內化——凝練計算思維視角

在課堂上，教師針對課前任務環節中學生遇到的共性問題總結出一些有探究價值的新問題進行合作探究，教師引導和幫助學生深入分析、探討、解決問題，總結提煉該思維方法，引導學生思考該思維方法在實際問題的靈活應用。

3.3.3 課后知識深化——強化學生計算思維能力

課后，教師及時總結和分享學生的學習情況，安排一些拓展思維的合作探究任務，進一步增強學生的計算思維能力。例如，筆者讓學生試著應用所學“Excel 2010數據的排序”知識創建“學生成績單”，并向其他同學分享其制作步驟。這樣不僅可以鞏固學生所學的知識，同時也有效地培養了學生創新能力和運用計算機科學解決實際問題的能力。

以培養學生計算思維能力為目標，采取自我評價與互相評價相結合、總結與過程相結合、能力素質與知識相結合等多元化的評價方法，對學生知識掌握、問題解決能力、學習效果等情況進行評價。

筆者以廣西教育學院2019級普通專科班一年級兩個班為研究對象，一個班為對照班，另一個班為實驗班。對照班采用傳統教學模式進行教學，實驗班采用基于計算思維能力培養的翻轉課堂教學模式進行教學。

采用基于計算思維能力培養的翻轉課堂教學模式后，由于學生課前已預習過課堂內容，所以在課堂上師生互動大大增加，師生之間能積極討論遇到的重難點問題，課堂氛圍和學生學習主動性得到明顯提高。

經考核，實驗班《計算機應用基礎》課程期末平均成績為87.1分，比同一教師同時授課的對照班高出6.7分。經過對比，可以發現，實驗班學生對于計算機基礎知識掌握得比較扎實，對于重、難點知識理解得比較深刻，并且大多數同學都可以運用計算思維的方法來分析和解決問題，說明在思維拓展方面得到了一定的提高。

目前，《計算機應用基礎》課程教學的核心內容不僅只是掌握計算機基礎知識，熟練操作計算機的應用，還應有效地培養學生的計算思維能力和解決實際問題的能力，才能為學生的后續學習和職業發展奠定堅實的基礎。因此，必須打破傳統的教學模式，改革現有的教學方法、內容以及考核方式，促進教學質量的不斷提高，培養高素質的信息化技能型人才。翻轉課堂教學模式是大學生計算思維能力培養的有效手段和途徑。

參考文獻：

[1]黃菲.高職計算機應用基礎課程教學改革探索[J].教育探索，2016（8）：61-63.

[2]呂潔，李瑛，杜晶.以計算思維為導向的大學計算機基礎課程改革的實踐與探索[J].計算機工程與科學，2019，41（1）：1-5.

[3]大學計算機基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2015.

[4]Wing J M. Computational thinking[J]. Communications of the ACM，2006，49（3）：33-35.

[5]李甦，白柯晨.翻轉課堂教學設計與實踐問題研究[J].成人教育，2019（4）：27-31.

本文系2019年廣西教育學院教育教學改革工程立項項目“基于計算思維的高校《計算機應用基礎》課程翻轉課堂教學模式的研究與實踐”（XJJG19A03）的研究成果。

蘭慧紅（1985.03），女，壯族，廣西宜州人，碩士，講師，研究方向：計算機教育和數據挖掘。