基于計算思維分析大學計算機教學的改革

【摘要】隨著對計算思維的研究深入，在計算機教育中的應用領域也發(fā)生了一系列新的變化。在分析了高校計算機基礎課程的教學現(xiàn)狀之后，提出了在計算機基礎課程教學中基于計算思維的重要性，從教學方法的多樣化、教學目標、按專業(yè)分類教學、教學內(nèi)容的模塊化、綜合評估等幾個方面，闡述了計算思維的高校計算機基礎課程教學體系改革的方針，為進一步提高本科計算機基礎課程教學的質量奠定了基礎。提出了課程體制改革的必要性，對教學內(nèi)容、教學模式、評價方法等方面的改革進行了探索和實踐。

【關鍵詞】計算思維;計算機基礎;教學體系;改革

引言：計算思維是人們在理解事物和解決問題時，運用計算機科學的概念、邏輯和算法來理解和判斷的一種思維方式。它是人類科學思維活動的固有組成部分。周義珍認為，計算思維是每個人都應該具備的一項基本技能，它與讀、寫、算同等重要。他還主張在計算機基礎教育中加強計算思維能力的培養(yǎng)。這種做法在國內(nèi)外的高校也給予了充分的重視和認可。

一、 大學計算機基礎課程現(xiàn)狀分析

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術和計算機技術的廣泛普及，以及信息技術課程在中小學的開設，大學生的計算機技能水平有了顯著提高。通過對該校大部分學生的問卷調(diào)查，從2063名學生的反饋信息中得知，50.75%的學生接觸過word，73.24%的學生接觸過excel，尤其是辦公室章節(jié)的內(nèi)容。大多數(shù)學生在操作辦公軟件方面有一定的基礎，認為他們掌握了辦公室相關的內(nèi)容，因此在學習本章時松懈。但通過后續(xù)的實踐，我們發(fā)現(xiàn)學生在實際操作中還存在很多問題：操作不熟練，遇到具體效果時不知道從哪里入手;對一些復雜的問題不進行分析;對數(shù)據(jù)處理得不到有效的信息等等。另外，由于本課程涉及的知識內(nèi)容較多，是計算機科學知識的壓縮版。在學習過程中，學生表示知識內(nèi)容零散，難以記憶，學習后容易遺忘，沒有真正掌握相關內(nèi)容。根據(jù)跟蹤調(diào)查，經(jīng)過一個學期的學習，學生對課程的態(tài)度有了很大的提高。44.64%的學生認為課程很重要，41.54%的學生認為課程很重要，只有0.92%的學生認為沒有必要學習。75.42%的學生認為該課程對自己的專業(yè)有幫助，81.34%的學生希望繼續(xù)學習計算機相關課程。因此，運用計算機技術和方法解決專業(yè)問題是大學生必備的能力。提高大學生的計算機應用能力也是大學基礎教育的重要組成部分。

二、計算機基礎教學改革的實踐

大學生的計算思維能力的訓練絕對來說不是一門基本的能夠解決實際問題的計算基礎課，它需要始終貫穿在高校教育的整個過程中。對于計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的計算機教育，應當區(qū)別對待。前者主要是注重各種思維原則和方法的提煉，從各種思維和方法的高度培養(yǎng)學生;對于后者，要充分結合自己的專業(yè)特色，注重培養(yǎng)有效地運用計算機技術，并借助于計算思維來解決自己的專業(yè)問題的能力。既要高度重視專業(yè)課計算機基礎知識的學習，又要高度重視本科課對于學生的計算思維培養(yǎng)，協(xié)調(diào)二者之間的關系。

三、 設計教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容的設計上，教師應設置帶有導向性的課程內(nèi)容。首先，對于計算機的專業(yè)而言，可以注重能力的培養(yǎng)，教學內(nèi)容方面涵蓋著計算機的程序設計、計算思維和基礎知識。傳統(tǒng)計算機基礎的概念與原理可從計算思維的角度重新審視。例如，二進制值的表達就是計算思維的一個典型例子。在傳統(tǒng)的課程教學中，主要講解二進制與其它基的數(shù)值轉換。但從計算思維的角度出發(fā)，教師應該解釋二進制表示的基本原理。其次，對于非計算機科學與工程、綜合類專業(yè)，課堂上可以減少對辦公軟件等軟件操作技能的講解，進一步加強學生的動手能力、自主思考能力和自我思維能力;對程序設計、計算思維等算法內(nèi)容，如計算思維的基本內(nèi)容、計算思維和計算問題解決（圖靈機、計算的本質、計算機問題解決的指導等），應適當增加一些課時。對于人文藝術類專業(yè)而言，可增加計算思維基礎、辦公軟件高級應用、專業(yè)相關工具和軟件使用等教學內(nèi)容。

教師根據(jù)教材內(nèi)容或知識點，收集大量有趣的信息，重構原有的知識點，將理論知識融入到實際工作中。在老師的指導下，學生通過介紹要解決的實際問題，思考問題的重點，最終解決問題。例如：在教授C語言的程序結構時，我們首先從解決生活中“做早餐”的問題入手，然后引出計算機如何解決問題，以及如何用算法的思想來描述和解決問題。在循環(huán)句的教學中，通過常見的“猜數(shù)”游戲，介紹了條件控制循環(huán)結構的程序設計。在處理問題的歷程中，學生不僅可以掌握理論知識，了解知識的實際應用，而且可以提高學習興趣和操作技能，進一步去培養(yǎng)學生的思維能力，讓學生真正成為課堂的主體。

四、教學內(nèi)容

計算機基礎課程的教學內(nèi)容分為計算機基礎知識、辦公軟件操作和公共基礎知識三個模塊。

（1）在計算機基礎知識部分，主要是用來拓寬學生的基礎知識，介紹基本原理，介紹計算思維的概念和網(wǎng)絡技術的相關知識。

（2）在辦公軟件操作部分，主要是提高學生的實踐能力。通過一些專業(yè)案例練習，培養(yǎng)學生運用計算思維思考和解決問題的綜合能力。

（3）培養(yǎng)學生的計算思維能力的方法主要是公共基礎知識部分，它包括了程序設計基礎、軟件工程基礎、數(shù)據(jù)結構與算法、數(shù)據(jù)庫處理基礎等基本內(nèi)容。其中，算法便是解決問題的方法和方案，是培養(yǎng)計算思維能力的重要組成部分。用計算方法和計算思維來解決和處理一些學科中的專業(yè)問題。

結語：總而言之，在計算機基礎教學中引入計算思維的概念，不僅可以提高學生的學習興趣，而且可以提高學生分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)的計算機課程打下基礎。實踐證明，引入計算思維的計算機基礎課程教學改革，提高了教學質量和效果。當然，這一改革是一個長期的過程，需要我們在教學實踐中不斷探索。

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[2]張立銘 ，富春 巖.計 算思 維下的大 學 計 算 機 基礎課程教學模式研究[J].信息與電腦：理論版，2018（24）：251-252.

作者介紹：席斯雅，新疆天山職業(yè)技術大學，性別：女（1983.11），民族：漢，籍貫：山西，學歷：研究生 職稱：講師，研究方向：軟件工程

新疆天山職業(yè)技術大學