以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式研究

王凱麗 陳雪

摘要：高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程在高校開設(shè)多年，隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸開始凸顯出一些問題，尤其在計(jì)算思維的培養(yǎng)方面，作為計(jì)算機(jī)課程的核心素養(yǎng)之一，需要受到更多重視。將任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式應(yīng)用至計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，探究如何更加高效的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力，以及思考任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式在實(shí)施過程中要注意的問題。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)思維;任務(wù)驅(qū)動(dòng);計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）13-0152-03

1 引言

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算思維能力，在日常教學(xué)中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和信息化能力，讓學(xué)生能夠初步使用計(jì)算機(jī)解決生活中的實(shí)際問題，學(xué)會(huì)使用計(jì)算思維去解決和思考問題。計(jì)算思維是在人類利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大計(jì)算能力解決問題的過程中形成的一種思維模式，它與實(shí)證思維、邏輯思維一樣，是人類認(rèn)識(shí)和改造世界的一條新途徑。[1]計(jì)算思維是隱藏在計(jì)算機(jī)知識(shí)下的抽象思維，想要系統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，靠死記硬背是不行的，需要教師帶領(lǐng)學(xué)生去挖掘和探究。

2 高校計(jì)算機(jī)課程現(xiàn)狀

目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程在各大高校中已經(jīng)普遍開展，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，是大一新生進(jìn)入大學(xué)后接觸的第一門計(jì)算機(jī)課程，相對(duì)于操作技巧類知識(shí)，計(jì)算思維的培養(yǎng)也是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中的重點(diǎn)。根據(jù)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程新教學(xué)理念要求，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程以全面培養(yǎng)學(xué)員信息化綜合素質(zhì)為指導(dǎo)思想，突出學(xué)員在教學(xué)中的主體地位，突出理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生信息化素養(yǎng)及計(jì)算思維;以計(jì)算機(jī)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)為平臺(tái)，注重培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)思維能力、問題解決能力和實(shí)操能力;跟蹤學(xué)科前沿，注重培養(yǎng)學(xué)員的信息素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。[2]然而在實(shí)際教學(xué)中計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程還是存在一些問題：

（1）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程作為高校的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是一門兼具操作性和理論邏輯性的學(xué)科，當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容陳舊，主要教學(xué)方式依然為以介紹簡(jiǎn)單概念和辦公軟件的操作為主，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)中所體現(xiàn)的計(jì)算思維挖掘不夠。教師更注重基礎(chǔ)操作實(shí)踐和理論，教學(xué)目標(biāo)陳舊單一，對(duì)于計(jì)算思維和其他大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興知識(shí)點(diǎn)涉及較少。

（2）缺乏對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的完整體系，在教學(xué)過程中對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)的重視不夠，忽視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中是否能夠形成系統(tǒng)的計(jì)算思維，沒有從長遠(yuǎn)影響和戰(zhàn)略高度來思考計(jì)算思維對(duì)與高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要性。

3 計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的意義

計(jì)算思維是用計(jì)算機(jī)處理解決問題的一種抽象的思維方式。有學(xué)者將其分為計(jì)算思維能力、思維方法及思維意識(shí)等，計(jì)算思維能力作為計(jì)算思維的關(guān)鍵內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)以計(jì)算及方法解決問題，如迭代法、遞歸法等，計(jì)算思維能力是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問題的能力。[3]

計(jì)算思維作為一種基于計(jì)算機(jī)的思維能力，需要長期和系統(tǒng)的培養(yǎng)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程作為針對(duì)所有專業(yè)的計(jì)算機(jī)課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力具有非常重要的意義，不論是表格文檔等基礎(chǔ)操作，還是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等高端知識(shí)體系，都包含著計(jì)算思維的思想。計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)在計(jì)算機(jī)課程中起到了支撐的作用，為后續(xù)相關(guān)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

4 以計(jì)算思維為導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式

以計(jì)算思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育要建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。需要打破傳統(tǒng)的“灌輸”式教學(xué)方式，讓學(xué)生能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)知識(shí)與生活情景結(jié)合起來，通過自主探究，逐步系統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式能夠通過創(chuàng)建任務(wù)和問題情景驅(qū)動(dòng)教學(xué)，使學(xué)生利用教學(xué)資源，圍繞問題情景，使用計(jì)算思維去思考問題和解決問題。因此任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

4.1任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)

（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)以教師布置的任務(wù)目標(biāo)為中心，創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生通過自主的學(xué)習(xí)和探索完成任務(wù)，任務(wù)的設(shè)計(jì)可以是根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知層次設(shè)計(jì)的具有梯度的設(shè)計(jì)，使得教學(xué)任務(wù)更加容易完成，也可以在學(xué)生完成任務(wù)后進(jìn)行任務(wù)擴(kuò)展，能夠讓每一個(gè)學(xué)生在都能獲得完成任務(wù)的機(jī)會(huì)情況下，根據(jù)自己的需求，進(jìn)一步擴(kuò)展自己的任務(wù)難度。

（2）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式是在教師下達(dá)任務(wù)后，學(xué)生進(jìn)行自主探究式學(xué)習(xí)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式可以將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)中的知識(shí)點(diǎn)分解成日常生活或工作中的小任務(wù)，為學(xué)生提供一個(gè)問題的情景，并在探究過程中不斷地思考和實(shí)踐，提高了學(xué)生參與課堂的積極性，提高了學(xué)生實(shí)踐能力，同時(shí)在探索過程中還能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

4.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的研究

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式是由教師主導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，因此教師對(duì)于課堂活動(dòng)和教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)要合理清晰，在進(jìn)行課堂活動(dòng)時(shí)能夠合理組織課堂活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。對(duì)于任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)來說，需要學(xué)生在課前和課后進(jìn)行學(xué)習(xí)來配合課堂學(xué)習(xí)。這就要求教師要根據(jù)課堂上的任務(wù)和目標(biāo)要求，提前準(zhǔn)備好大量的相關(guān)學(xué)習(xí)資源。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，如果想要徹底的貫徹任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，需要從任務(wù)目標(biāo)著手，課程資源和課前、課上、課后、評(píng)價(jià)等各個(gè)方面的課堂活動(dòng)組織計(jì)劃準(zhǔn)備充分，才能保證任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中高效開展。

（1）課前建立基于資源的課前在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方式，很難在課堂中完成整個(gè)教學(xué)過程，因此需要借助現(xiàn)代化的教學(xué)方式輔助學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。教師要根據(jù)課程目標(biāo)羅列課程教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并將每一節(jié)課的課程目標(biāo)細(xì)分化，化整為零。并依據(jù)難度梯度，如下圖1所示，將不同的資源進(jìn)行分類后，在學(xué)習(xí)平臺(tái)上傳視頻、操作步驟、重難點(diǎn)講解、測(cè)試等資源，學(xué)生在課前通過學(xué)習(xí)平臺(tái)，根據(jù)自己的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)選擇合適的資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，對(duì)將要學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解。教師搜集學(xué)生在公眾平臺(tái)中的學(xué)習(xí)和測(cè)試情況，進(jìn)行備課。

（2）課上依托教育App進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)式課程教學(xué)

教師通過對(duì)課前學(xué)習(xí)情況的調(diào)查了解，進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化和分析，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)以及專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)任務(wù)，供學(xué)生進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。教師在此過程中也要指導(dǎo)學(xué)生制定任務(wù)實(shí)施計(jì)劃，掌控課堂實(shí)施節(jié)奏，在適當(dāng)情況下，如圖2所示，還可以借助教育App如云班課組織進(jìn)行任務(wù)發(fā)布、課堂討論、成果分享等課堂活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性地去完成活動(dòng)。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生完成任務(wù)的積極性和參與性，鼓勵(lì)學(xué)生以各種方式參與到任務(wù)探究活動(dòng)中，并在此過程中不斷的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

（3）課后拓展

經(jīng)過課前和課上的任務(wù)探究，完成任務(wù)后學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)基本形成完整的認(rèn)知和較全面的理解，教師可以整理一些任務(wù)拓展資料，或者將課程任務(wù)與更多生活實(shí)際結(jié)合，上傳到平臺(tái)，對(duì)課上內(nèi)容知識(shí)起到補(bǔ)充的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)是在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新的，教師在進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程講解時(shí)，除了要關(guān)注課本知識(shí)的講解，還應(yīng)該注重課外知識(shí)拓展，才更有利于學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，關(guān)注新興領(lǐng)域的發(fā)展，并在此過程中進(jìn)行計(jì)算思維的培養(yǎng)。

（4）豐富教學(xué)評(píng)價(jià)

對(duì)于學(xué)生的任務(wù)評(píng)價(jià)，不拘泥于對(duì)任務(wù)完成結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從任務(wù)完成過程的角度，觀察學(xué)生在完成任務(wù)過程中對(duì)于任務(wù)的思考，研究解決問題的最佳方案，關(guān)注學(xué)生能夠使用計(jì)算思維去將任務(wù)分解并解決的過程。

對(duì)于評(píng)價(jià)主體，除了傳統(tǒng)的教師評(píng)價(jià)，學(xué)生通過將作品上傳學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行分享交流，可以進(jìn)行學(xué)生見的互相評(píng)價(jià)，以及小組評(píng)價(jià)等，學(xué)生互評(píng)有利于找出學(xué)生在探究和操作實(shí)踐過程中出現(xiàn)的一些細(xì)節(jié)性錯(cuò)誤，幫助學(xué)生更好地掌握和了解自己的學(xué)習(xí)效果。

5 關(guān)于任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)的思考

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式雖然對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維方面具有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于教師的要求較高，首先需要教師能夠根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)和目標(biāo)，其次教師要能夠恰當(dāng)?shù)恼瓶卣n堂節(jié)奏，最后還需要教師在課前、課上、課后準(zhǔn)備充分的學(xué)習(xí)資源供學(xué)生自主探究。學(xué)生方面，要求學(xué)生能夠具備自主學(xué)習(xí)和自主探究的能力，在任務(wù)探究過程中也要具備協(xié)作學(xué)習(xí)、交流分享的能力。

5.1任務(wù)要能突出計(jì)算思維的培養(yǎng)

教師在進(jìn)行任務(wù)和問題設(shè)計(jì)時(shí)，要思考如何設(shè)計(jì)才能培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。在進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)，教師首先要考慮任務(wù)難度的梯度性設(shè)置，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)情況逐步提升任務(wù)難度。其次要考慮結(jié)合生活實(shí)際情況設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思考探究如何使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題。最后要考慮任務(wù)拓展，開闊學(xué)生視野，讓學(xué)生了解更多的新興計(jì)算機(jī)技術(shù)。

5.2課程資源準(zhǔn)備要充分

很多任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)內(nèi)容需要課前、課上、課后的教學(xué)互相配合才能完成完整的教學(xué)設(shè)計(jì)，因此要求教師要準(zhǔn)備充分的課程資源，并在課前進(jìn)行充分的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)，才能確保學(xué)生能夠充分地進(jìn)行探究，完成任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)。

5.3轉(zhuǎn)變師生角色

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式要打破傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂角色，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的課堂角色，學(xué)生在課堂中進(jìn)行任務(wù)探究學(xué)習(xí)，教師在此過程中僅僅起引導(dǎo)作用。因此教師要隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)探究。教師在整個(gè)教學(xué)過程中主要做好調(diào)動(dòng)課堂氣氛，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的任務(wù)，凸顯出學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的中心地位。

6 結(jié)束語

如何將計(jì)算思維的培養(yǎng)貫徹到高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的整個(gè)教學(xué)過程中，還需要更多的探索和創(chuàng)新。互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，對(duì)于計(jì)算思維培養(yǎng)的重要性日益凸顯，本文提出的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生在探究任務(wù)的過程中，有效地提高創(chuàng)新能力和計(jì)算思維。對(duì)以計(jì)算思維為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，還需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，探索更多更加完善的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田文武，塔娜.非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)——以Python語言為例[J].呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，28（4）：119-123.

[2] 祁薇，王輝，徐海鷗.新大綱下的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育，2020（9）：90-93，98.

[3] 王圣蘇.淺談中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（11）：208.

【通聯(lián)編輯：王力】