計算思維的計算機基礎教學改革

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了計算思維的計算機基礎教學改革范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:社會高度信息化，高職院校計算機基礎課程的培養目標發生重大轉變，以“計算思維培養”為導向的計算機基礎教學是新時代培養學生信息素養的核心任務。通過分析計算機課程教學現狀，闡述了在研究計算機基礎教學改革過程中培養學生基于計算思維解決實際問題能力的思路和方法。

關鍵詞：計算思維；計算機基礎；教學改革

1引言

在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中明確將教育信息化納入國家信息化發展整體戰略，充分表明國家對培養人才的信息素養和計算機應用能力提出了更高的要求。提高學生思考和解決問題的能力，使計算思維成為當代大學生的基本技能[1],是大學生能力培養最重要的一個方面。當前，教育部高等教育司確立了以“計算思維培養”為導向的大學計算機課程改革項目，把“計算思維能力的培養”作為計算機基礎教學的核心任務[2]，在教學過程中培養學生通過“計算思維”解決專業領域問題的能力是計算機基礎教學改革的重點。

2計算機基礎教學現狀

目前，計算機基礎課程教學過分偏重“以考促學”的應試機制,忽略對理論知識的串聯講解。首先，教學內容集中在操作系統和辦公軟件的菜單功能的使用，過分強調上機操作。其次，課程內容單一，前沿知識更新滯后，專業交叉延伸不足。陳舊的理論知識和程式化操作，對學生構建計算機知識體系的完整性存在嚴重偏差，缺乏全面深刻的認識導致學生失去對計算機基礎的學習興趣。最后，教師習慣把計算機教學等同軟件學習，教學中缺乏引導學生掌握使用計算機工具或技術解決問題的基本方法和思路，不重視梳理和歸納同類軟件的共通特點，忽視了計算機基礎教學本源的技能[3]，忽視了對學生計算思維能力的培養，導致學生不能做到“一通百通”[4]，只會單一模仿教師演示的套路式操作，缺乏創新性，知識遷移能力嚴重缺失。因此，在教學中培養學生的計算思維能力顯得尤為重要。

3計算思維概述

計算思維是由現任哥倫比亞大學數據科學研究院主任及計算機科學教授周以真教授提出，即計算思維是人類在思維過程中參與制訂問題及其解決辦法的一種思維模式，通過這種方式能快速、有效地進行信息處理，提出問題的解決方案[5]。簡單地說，計算思維是對現實世界進行信息抽象并利用工具實現信息轉換的一種思維方式[6],抽象和自動化是它的本質，被認為是繼“讀、寫、算”三大普適技能以外，人們適應信息化時代應該具備的技能。“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣,從而也將深刻地影響著我們的思維能力”是圖靈獎科學家艾茲格.迪杰斯特拉的名言，筆者認為《計算機基礎》的課程教學就是教師的工具，以“技能掌握為基礎”精心組織和設計教學內容，以“培養計算思維能力”為核心目標是教學課程改革研究的方向，下面基于計算思維對計算機課程教學改革進行研究探討。

4基于計算思維的計算機基礎教學改革

4.1轉變認識，由知識技能傳授轉向計算思維能力培養完整的課程知識理論體系和熟練的計算機應用能力是建立計算思維的基礎，在解決問題的過程中逐步掌握計算思維的思路和方法，達到提高學生綜合分析和解決問題能力的目標。首先，教師要以計算思維為引導，善于挖掘教學規律，指導學生掌握軟件學習的方法。比如說計算思維的抽象，在講授win⁃dows操作系統時，首先簡單描述系統版本的變化，然后通過對比MS-DOS界面下的命令操作讓學生感受到“視窗”系統的圖像化以及操作簡單的特點，最后抽象出Windows系統的常用操作方法為S-S-C（Select,Set,Confirm）,以計算思維的方式挖掘計算機系統工作的規律完成知識遷移，引導學生完成相關操作。其次，在原有課程內容的基礎上增設互聯網+、云計算等科技前沿知識，豐富教學案例，結合學生專業設計實驗案例，幫助學生構建完整的計算機課程知識體系，提高學生學習興趣。4.2基于計算思維，開展項目實驗教學采用“理論適度拓展-實驗逐漸滲透”的項目驅動教學法，認真梳理和精心設計課程內容，結合學生專業需求設置不同的主題案例，綜合性強、拓展性廣的案例有助于學生全面深刻認識和理解所學知識，引導學生運用計算思維思考問題和解決問題。舉個例子，可以針對藥學專業的學生設置下面的綜合任務：采集某藥房秋冬兩季藥品銷售數據，要求對兩個季度藥物的銷售情況進行統計分析，結果以PPT報告的形式匯報藥房主管。案例中融入了ISTE和CSTA提出的計算思維的操作過程，展示了“確認問題、分析數據、抽象、設計算法、選擇最優方案、推廣[7]”這一計算思維的求解過程。該案例涉及多個知識點，包含了Excel數據排序、篩選、分類匯總、合并計算、圖表、函數公式的自動化計算，以及PowerPoint排版技巧等。沒有設定操作步驟，開放式的求解過程，學生對問題的理解抽象和完成任務所采取的操作方法就是計算思維的體現。通過改變學生以往機械式的“驗證性”操作，引導學生從能力層面建立起計算思維解決實際問題的能力。4.3建立網絡學習平臺，革新教學模式利用開源Moodle軟件建立網絡學習平臺，整合現有教學資源，開啟基于網絡平臺的混合教學模式。一方面，教師通過提煉課程的關鍵知識點，用Camtasia錄制微視頻的方式在平臺建立豐富多樣的學習資源，既能實現網絡學習與傳統課堂的有效融合，又能拓展課程深度。課堂學習效果良好的學生得到強化，基礎薄弱的學生得到二次學習的機會，更好地為學生提供個性化、碎片化學習的條件。另一方面，教師可以利用網絡平臺的學習跟蹤功能分析學生學習行為，有針對性地布置綜合性與創造性的課后作業，既能作為課堂教學的延伸和補充，又能培養學生的自主學習能力，將計算思維能力培養的時間和空間得到最大維度地擴充。4.4改進課程評價體系，提高評價的綜合性學校必須改進考核評價標準以提高課程評價的綜合性和科學性，計算機等級考試不能作為檢驗學習成果的唯一標準。首先是調整課程評價體系各組成部分的比重，考試仍然是主體部分，占六成；其余四成則由章節測驗和綜合性作業構成，把體現計算思維內涵和外延的知識點作為考核重點，以保證培養學生所學的技能不再是刻板的驗證性操作。其次，通過舉辦校內技能競賽或者組織學生參加校外信息化大賽，讓學生在競爭中獲得榮譽感，進而產生對對計算機基礎課程的熱愛。多元的課程評價體系將有助于學生構建完整的課程知識體系和提高學習主動性，達到培養學生計算思維的目的。4.5提升師資力量，保障計算思維的教學實施教師作為課程學習的引領者，必須具備提煉知識要點和展示核心技能的基于計算思維的解決問題的思路和方法，結合學生專業精心設計教學案例，利用網絡學習平臺作為輔助手段，不斷調整教學方法以提高教學效果。師資力量提升的立足點在于：思想上，轉變教學理念創新教學手段；行動上，參加培訓學習開拓視野；制度上，健全聽課備課方案完善教學管理；活動上，組織優質課評比提高教師技能水平；科研上，編寫校本教材符合學生專業應用需求。教師能力的提升是培養學生計算思維能力的有力保障。

5總結

以“計算思維能力”為導向的教學改革為計算機基礎課程明確了課程的核心任務和培養目標。在今后的教學過程中，針對存在的問題，教師需要轉變認識，一方面，結合學生專業領域把計算思維融入課程內容和實驗案例，構建完整的知識體系，以提升學生計算機應用能力的綜合性和創新性；另一方面，改進考核評價方式，利用網絡平臺優勢開啟混合教學模式，方便學生進行碎片化學習?？傊?，計算思維是人從計算機學習中獲得的思維方式，沒有固定的程序公式，需要教師不斷調整措施和探索實踐，達到計算基礎教學培養學生使用計算思維解決問題的能力目標。

參考文獻：

[1]費茵.計算思維在《大學計算機基礎》教學中的應用[J].北京教育學院學報:自然科學版,2015(3):23-27.

[2]何欽銘,陸漢權,馮博琴.計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養——《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》解讀[J].中國大學教學,2010(9):5-9.

[3]范銀平.計算機基礎教學中學生計算思維的培養與提高[J].統計與管理,2015(5):188.

[4]張蘭芳,基于“項目教學法”的計算機基礎教學及其評價[J].西南師范大學學報（自然科學版），2012(6):245-248.

[5]JMWing.ResearchNotebook:ComputationalThinking-WhatandWhy?TheLinkMagazine.CarnegieMellonUniversity,Pitts⁃burgh[DB/OL].

[6]羅芳,沙莎.計算思維概念內涵探析——以計算為中心視角[J].電腦知識與技術,2014(27):6307-6309.

[7]Anon.OperationalDefinitionofComputationalThinkingfork-12Education[DB/OL].

作者:陳嘉發 單位:惠州衛生職業技術學院