計(jì)算思維下高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革

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【摘要】高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程作為高校基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵途徑，更是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。目前，強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)，已成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的共識(shí)。本文首先介紹了何謂計(jì)算思維，然后分析了計(jì)算思維對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的重要性及現(xiàn)存的問題，最后重點(diǎn)闡述了面向計(jì)算思維的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革途徑。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維；高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程；教學(xué)改革

1何謂計(jì)算思維？

在人類科學(xué)研究的歷史上，先后出現(xiàn)了四種范式——實(shí)驗(yàn)科學(xué)、理論科學(xué)、計(jì)算科學(xué)以及當(dāng)今流行的數(shù)據(jù)科學(xué)，而與此四大科學(xué)方法相對(duì)應(yīng)的，則是四種科學(xué)思維——實(shí)驗(yàn)思維、理論思維、計(jì)算思維以及數(shù)據(jù)思維。實(shí)驗(yàn)思維以物理、化學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，理論思維以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，計(jì)算思維以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)思維則以物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新型IT技術(shù)為基礎(chǔ)。對(duì)于何謂計(jì)算思維（ComputationalThinking，CT），美國內(nèi)基•梅隆大學(xué)的周以真（JeannetteM.Wing）教授于2006年3月于美國權(quán)威雜志CommunicationsoftheACM上最早提出并給出了定義：“計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。”[1]自2010年始，將大學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)融入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)之中，就成為了新一輪課程教學(xué)改革的研究熱點(diǎn)之一。目前，計(jì)算思維已被學(xué)界廣泛認(rèn)可，并成為一項(xiàng)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的重要指導(dǎo)思想。

2計(jì)算思維對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的重要性及現(xiàn)狀

2.1計(jì)算思維對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的重要性

思維是進(jìn)行科學(xué)研究與改革創(chuàng)新的靈魂。而培養(yǎng)大學(xué)生的計(jì)算思維能力，則是當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要使命。高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，其關(guān)鍵不僅在于對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的提高，更在于計(jì)算思維的培養(yǎng)。唯有這樣，學(xué)生才能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)去協(xié)助應(yīng)對(duì)其他學(xué)科問題及學(xué)習(xí)任務(wù)，提高各類學(xué)科的教學(xué)效果；同時(shí)，在深入理解計(jì)算思維的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)用其去思考、探索以及解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題。因此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是高校的必修課程之一。如今，IT業(yè)日新月異，作為以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為使其使命的當(dāng)代高校，面對(duì)社會(huì)、市場(chǎng)對(duì)高等人才計(jì)算機(jī)能力要求全面提高的趨勢(shì)，其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)，就不能仍停留在教會(huì)學(xué)生計(jì)算機(jī)使用技能的層面上，而要更上層樓，把教學(xué)的重要放在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力上，并促使學(xué)生形成專門的思維邏輯能力——計(jì)算思維能力。在高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，可使其養(yǎng)成基于計(jì)算思維運(yùn)用計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)、工具解決問題的習(xí)慣，提高學(xué)生的發(fā)散思維能力與創(chuàng)新實(shí)踐能力，從而滿足社會(huì)、市場(chǎng)對(duì)高素質(zhì)綜合型人才的需求。

2.2計(jì)算思維在高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中現(xiàn)存的問題

當(dāng)前，計(jì)算思維已成為高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)研究與實(shí)踐的重點(diǎn)，并取得了一些成果，但是在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，仍存在以下問題：（1）沒有有意識(shí)、系統(tǒng)性地進(jìn)行性計(jì)算思維的教學(xué)。計(jì)算思維的概念提出時(shí)間不長(zhǎng)，在教學(xué)中受重視的時(shí)間則更短，因此教師即便在教學(xué)中進(jìn)行了計(jì)算思維教學(xué)，大多也是無意識(shí)的、不是系統(tǒng)性的。（2）受傳統(tǒng)教學(xué)模式制約，更注重應(yīng)用操作的教學(xué)。教學(xué)中往往囿于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及基本應(yīng)用的教學(xué)，但卻忽視了對(duì)計(jì)算思維的引導(dǎo)，沒有將其上升至思想的教學(xué)。（3）對(duì)計(jì)算思維能力對(duì)人才培養(yǎng)的重要性認(rèn)識(shí)不足。在傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)中，僅將計(jì)算思維視為計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力之一，而沒有意識(shí)到計(jì)算思維是四大科學(xué)思維之一，沒有從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維對(duì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重要性。

3面向計(jì)算思維的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革途徑

高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程涉及內(nèi)容繁多，但課時(shí)又相對(duì)較少，且學(xué)生的基礎(chǔ)程度層次不齊，要進(jìn)行面向計(jì)算思維的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，既是不可阻擋的趨勢(shì)，但也存在不小的困難，具體改革途徑可包括以下幾個(gè)方面：

3.1面向計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容中，主要將課本知識(shí)講解而非學(xué)生解決問題的能力放在首位，因此在教學(xué)內(nèi)容改革中，教師要有意識(shí)地計(jì)算思維貫徹于教學(xué)過程中，將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向計(jì)算環(huán)境以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的方法上。在學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)并結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)軟件，靈活解決一些抽象問題。同時(shí)，還要基于計(jì)算思維的培養(yǎng)這個(gè)目標(biāo)，按專業(yè)的不用，對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分類、細(xì)化，準(zhǔn)確定位專業(yè)需求，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力。

3.2面向計(jì)算思維的教學(xué)方法改革

（1）整合多元化的教學(xué)資源。教師對(duì)包括課程教學(xué)、技能訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、在線學(xué)習(xí)扥多元化的資源進(jìn)行整合，并進(jìn)行有計(jì)劃、系統(tǒng)性地講授，讓學(xué)生在熟練計(jì)算機(jī)各種應(yīng)用的同時(shí)，提高其計(jì)算思維；同時(shí)，針對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)不同的學(xué)生，幫助其進(jìn)行在線自學(xué)習(xí)，或進(jìn)行拓展練習(xí)，以提高其實(shí)踐能力。（2）教學(xué)過程滲透計(jì)算思維。教師在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，要針對(duì)不同情況，靈活運(yùn)用各種新型教學(xué)方法，如“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法”“項(xiàng)目教學(xué)法”“案例教學(xué)法”“微課”等，有意識(shí)地將計(jì)算思維滲透入教學(xué)的全過程，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

3.3面向計(jì)算思維的教學(xué)考核改革

傳統(tǒng)的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程考核往往僅限于對(duì)所學(xué)課本知識(shí)的考核，難以滿足對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的考察。因此，要在教學(xué)考核中適當(dāng)增加針對(duì)關(guān)鍵教學(xué)內(nèi)容的綜合任務(wù)，如相關(guān)專題課程設(shè)計(jì)等。

4結(jié)語

總之，計(jì)算思維的一個(gè)重要體現(xiàn)，就在于利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題。因此，在高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革中，將計(jì)算思維做為導(dǎo)向，將培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維作為教學(xué)重點(diǎn)，提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周以真.“計(jì)算思維”[J].中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通信，2007（11）.

作者:杜傳虎 單位:貴州廣播電視大學(xué)安順市分校