以“計算思維和能力”為基礎的教學改革策略探討

蔣恒

摘要：當前階段，高等院校的計算機教育教學改革要立足于計算思維和能力發，借助于二者的相互融合，培養符合社會需要的計算機專業復合人才。將計算思維和能力引入新時代計算機教學過程中，符合時代要求并且是教學改革的必經之路。本文借助于研究計算思維和能力為基礎的教學改革有效路徑，希望能夠切實幫助計算機教學改革取得一定成效。

關鍵詞：計算思維;計算能力;教學改革

1引言：最早是西方國家提出了“計算思維和能力”這一概念，具體指的是借助于計算機基礎概念來設計系統、解決問題的思維以及具備計算機基礎理念的相應能力。“計算思維和能力”的面世，極大程度上影響了計算機教育的發展進程。現階段國內的計算機教學領域，一直致力于培養學生的實踐操作能力，然而并不側重于培養其計算思維和能力。存在錯誤的觀念認為計算機是一門單純的實踐性學科，只要能夠熟練操作就是擁有較高的計算機水平，所以，以“計算思維和能力”為基礎的教學改革至關重要。

2 以“計算思維和能力”為基礎的教學改革的重要地位

2.1以“計算思維和能力”為基礎展開教學實踐是教學改革的必經之路

以“計算思維和能力”為基礎展開教學實踐，可以輔助學生樹立計算思維，培養計算能力，使其在面對問題時，能夠應用計算思維和計算能力來尋求解決之道，為其成為復合型人才奠定基礎，在日后的研發過程可以利用計算手段來進行剖析。當然此過程需要側重于將現實的問題轉化為計算機語言表達形式，而不單單是單純的追求解決問題的方法。

2.2以“計算思維和能力”為基礎展開教學實踐是升級教學模式以及教學方法的必經之路

突破了傳統教學方式以及教學方法的束縛，以“計算思維和能力”為基礎展開教學實踐給予了教師傳播計算機知識的全新渠道，有助于教師在教學活動中源源不斷的發現問題并且解決問題，通過此過程，教師的個人業務水平也得到提升，自身的創造能力也有所精進。除此以外，教師輔助學生培養計算思維和能力，并鼓勵學生將其應用到自身的生活和實踐領域，為將來的科技研發奠定了基礎。

2.3以“計算思維和能力”為基礎展開教學實踐是時代發展需要。

如今人們已經身處于大數據時代，“大數據”不單單是代表著一種技術，更多的是需要面對海量的數據信息，各行各業都處于大數據時代所帶來的機遇和挑戰之中，高等院校計算機基礎教學也無法例外。無論是教學的方式方法，還是具體的教學內容，無一不向著智能化、網絡化、數字化的方向發展。立足于教學根本來說，高等院校計算機基礎教學永遠都是伴隨著相應的數據產生，深入地對數據加以剖析，其本質就是一種計算，這也就要求必須具備相應的計算思維和能力。

3當代計算機教育的薄弱環節

3.1計算機教學理念存在偏差，教學環境有待提升

當代高等院校在開展計算機教學活動的過程中，仍然未能及時的轉變觀念，尚未把計算思維和能力放到高度重視的地位，而且對其理解存在一定的偏差，認為這并不是教育教學過程中的重難點，除此之外，尚未充分認知到培養學生的計算思維能力是一項復雜的、長期性的工作，因此在具體的教學過程中很難將計算思維和能力貫徹到教學內容中去，無法有意識地培養學生在此項領域的長足進步。

除此以外，教學環境有待提升。這里的教學環境包括師資力量和平臺資源。目前大多數高等院校展開計算機基礎教學的時候，還是只能依靠教師授課，缺乏線上平臺的參與。而教師自身的專業素養存在一定的滯后性，雖有多年教學經驗，但是也建立了較為傳統固化的教學思維。

3.2教材內容不符合計算思維和能力的要求

教材內容的具體編制大多是依靠教學大綱的要求，然而現階段由于教育工作者無法充分的認識到計算思維和能力的重要地位，所以關于此項目的書籍和教材參考并不多見，而且在僅有的書籍和參考資料中，整體的內容質量仍然存在不足。高等院校應用的計算機基礎教學教材大部分內容過于陳舊，編制較為零散，專業度有待提升。舉例來說，隨著計算機走進千家萬戶，而且在學生的小學、初中、高中階段都有所涉及，所以學生對于Excel、Word、Powerpoint等等基礎軟件知識已經比較熟悉，再重復講解就很難調動他們的積極性，然而目前應用的教材仍然有大部分內容涉及到這些基礎軟件的操作，顯然這并不符合當前學生的學習需要。

3.3教學方法固化

雖然計算機教學是一門更加注重實踐的學科，然而在其教學方法上依然和部分文化課相近似，主要采用先講解理論然后自行練習的方式。由于計算機的基礎理論較為枯燥，所以很難調動學生的興趣，而且當學生有了一定的計算機基礎之后，更加無法深入的進行學習，因此在此過程中也就無法談及計算思維和能力的培養。

4以“計算思維和能力”為基礎的教學改革有效策略

4.1及時轉變教育理念，優化教學環境

由于傳統教學理念所存在的偏差，會影響到學生計算思維能力的培養，因此，教育工作者需要在實際開展教學活動之前，首先轉變教育理念，深入的意識到計算思維能力培養的重要地位，對其有個正確看待的態度。具體可參考以下幾點：第一，計算思維并不等同于編程能力，而是指的一種邏輯思維概念。編程是一項具體的計算機工作，然而計算思維是一種相對抽象的邏輯思想，它需要借助于具體事件來深入分析其本質，立足于某個角度展開分析和思考的過程。第二，充分重視人的地位。計算思維和能力本身就是人所擁有的，這種思維和能力并不局限于計算機課程本身，還應該被廣泛的應用于日常的生產活動和生活中，用于解決實際存在的問題。舉例來說，比如眾所周知，當丟失了一件東西的時候，必然首先順著原路走回去尋找，其實這就是計算思維中典型的回溯方式。而在大型超市中，設計了多個收銀付款臺，這也就相當于計算機中的多服務器模型。計算思維和能力是人們想要實現自身良好發展所必須具備的技能之一。如今人們身處于信息化的時代，大數據潮流之風盛行，想要高品質的生活，計算思維和能力是必不可少的工具之一。計算機基礎教學課程的構建要緊緊圍繞著計算思維展開，才有利于對學生計算機操作能力的根本提高。目前，教育部已經設立了大學計算機課程改革項目”計算機思維與計算機課程研究及教材建設“，許多高校也建立起針對這一改革項目的課程體系。有些教師也為此做出了突出貢獻，例如哈工大戰德臣教授把大學計算機基礎課程所包含的知識點以計算樹的形式展現出來，還編制了大學生計算機課程相關教材，已經應用到許多高校的教學中。除此之外，不同地區的高校要建立適合本地發展水平的特色教學課程體系。現在主流的計算機基礎課程體系是教育部指導委員會所提出的”1+x“方案，方案中的1和x分別代表兩個教學層次，1是第一層次是指大學生計算機基礎必修課，x是根據不同的專業設立不同方向和內容的計算機課程。比如理工科多開展程序設計課程，文科開展媒體技術及應用方向，經管專業研究數據庫技術及應用方向。實踐下來，這種開設課程的模式是可行且有效的。然而如今仍有待解決的問題是如果提高學生的計算機思維，需要在原來的基礎上建立新的課程體系，就需要相關工作者深入分析研究，將計算機思維融入到教學中。