計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革

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摘要:社會(huì)高度信息化，高職院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，以“計(jì)算思維培養(yǎng)”為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是新時(shí)代培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的核心任務(wù)。通過(guò)分析計(jì)算機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀，闡述了在研究計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生基于計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題能力的思路和方法。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

1引言

在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中明確將教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，充分表明國(guó)家對(duì)培養(yǎng)人才的信息素養(yǎng)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力提出了更高的要求。提高學(xué)生思考和解決問(wèn)題的能力，使計(jì)算思維成為當(dāng)代大學(xué)生的基本技能[1],是大學(xué)生能力培養(yǎng)最重要的一個(gè)方面。當(dāng)前，教育部高等教育司確立了以“計(jì)算思維培養(yǎng)”為導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革項(xiàng)目，把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)[2]，在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)“計(jì)算思維”解決專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的能力是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的重點(diǎn)。

2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀

目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)分偏重“以考促學(xué)”的應(yīng)試機(jī)制,忽略對(duì)理論知識(shí)的串聯(lián)講解。首先，教學(xué)內(nèi)容集中在操作系統(tǒng)和辦公軟件的菜單功能的使用，過(guò)分強(qiáng)調(diào)上機(jī)操作。其次，課程內(nèi)容單一，前沿知識(shí)更新滯后，專(zhuān)業(yè)交叉延伸不足。陳舊的理論知識(shí)和程式化操作，對(duì)學(xué)生構(gòu)建計(jì)算機(jī)知識(shí)體系的完整性存在嚴(yán)重偏差，缺乏全面深刻的認(rèn)識(shí)導(dǎo)致學(xué)生失去對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣。最后，教師習(xí)慣把計(jì)算機(jī)教學(xué)等同軟件學(xué)習(xí)，教學(xué)中缺乏引導(dǎo)學(xué)生掌握使用計(jì)算機(jī)工具或技術(shù)解決問(wèn)題的基本方法和思路，不重視梳理和歸納同類(lèi)軟件的共通特點(diǎn)，忽視了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)本源的技能[3]，忽視了對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生不能做到“一通百通”[4]，只會(huì)單一模仿教師演示的套路式操作，缺乏創(chuàng)新性，知識(shí)遷移能力嚴(yán)重缺失。因此，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力顯得尤為重要。

3計(jì)算思維概述

計(jì)算思維是由現(xiàn)任哥倫比亞大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)研究院主任及計(jì)算機(jī)科學(xué)教授周以真教授提出，即計(jì)算思維是人類(lèi)在思維過(guò)程中參與制訂問(wèn)題及其解決辦法的一種思維模式，通過(guò)這種方式能快速、有效地進(jìn)行信息處理，提出問(wèn)題的解決方案[5]。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算思維是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行信息抽象并利用工具實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換的一種思維方式[6],抽象和自動(dòng)化是它的本質(zhì)，被認(rèn)為是繼“讀、寫(xiě)、算”三大普適技能以外，人們適應(yīng)信息化時(shí)代應(yīng)該具備的技能?！拔覀兯褂玫墓ぞ哂绊懼覀兊乃季S方式和思維習(xí)慣,從而也將深刻地影響著我們的思維能力”是圖靈獎(jiǎng)科學(xué)家艾茲格.迪杰斯特拉的名言，筆者認(rèn)為《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》的課程教學(xué)就是教師的工具，以“技能掌握為基礎(chǔ)”精心組織和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，以“培養(yǎng)計(jì)算思維能力”為核心目標(biāo)是教學(xué)課程改革研究的方向，下面基于計(jì)算思維對(duì)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革進(jìn)行研究探討。

4基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革

4.1轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，由知識(shí)技能傳授轉(zhuǎn)向計(jì)算思維能力培養(yǎng)完整的課程知識(shí)理論體系和熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力是建立計(jì)算思維的基礎(chǔ)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步掌握計(jì)算思維的思路和方法，達(dá)到提高學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題能力的目標(biāo)。首先，教師要以計(jì)算思維為引導(dǎo)，善于挖掘教學(xué)規(guī)律，指導(dǎo)學(xué)生掌握軟件學(xué)習(xí)的方法。比如說(shuō)計(jì)算思維的抽象，在講授win⁃dows操作系統(tǒng)時(shí)，首先簡(jiǎn)單描述系統(tǒng)版本的變化，然后通過(guò)對(duì)比MS-DOS界面下的命令操作讓學(xué)生感受到“視窗”系統(tǒng)的圖像化以及操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，最后抽象出Windows系統(tǒng)的常用操作方法為S-S-C（Select,Set,Confirm）,以計(jì)算思維的方式挖掘計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的規(guī)律完成知識(shí)遷移，引導(dǎo)學(xué)生完成相關(guān)操作。其次，在原有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上增設(shè)互聯(lián)網(wǎng)+、云計(jì)算等科技前沿知識(shí)，豐富教學(xué)案例，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的計(jì)算機(jī)課程知識(shí)體系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。4.2基于計(jì)算思維，開(kāi)展項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“理論適度拓展-實(shí)驗(yàn)逐漸滲透”的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，認(rèn)真梳理和精心設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)需求設(shè)置不同的主題案例，綜合性強(qiáng)、拓展性廣的案例有助于學(xué)生全面深刻認(rèn)識(shí)和理解所學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維思考問(wèn)題和解決問(wèn)題。舉個(gè)例子，可以針對(duì)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生設(shè)置下面的綜合任務(wù)：采集某藥房秋冬兩季藥品銷(xiāo)售數(shù)據(jù)，要求對(duì)兩個(gè)季度藥物的銷(xiāo)售情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以PPT報(bào)告的形式匯報(bào)藥房主管。案例中融入了ISTE和CSTA提出的計(jì)算思維的操作過(guò)程，展示了“確認(rèn)問(wèn)題、分析數(shù)據(jù)、抽象、設(shè)計(jì)算法、選擇最優(yōu)方案、推廣[7]”這一計(jì)算思維的求解過(guò)程。該案例涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，包含了Excel數(shù)據(jù)排序、篩選、分類(lèi)匯總、合并計(jì)算、圖表、函數(shù)公式的自動(dòng)化計(jì)算，以及PowerPoint排版技巧等。沒(méi)有設(shè)定操作步驟，開(kāi)放式的求解過(guò)程，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解抽象和完成任務(wù)所采取的操作方法就是計(jì)算思維的體現(xiàn)。通過(guò)改變學(xué)生以往機(jī)械式的“驗(yàn)證性”操作，引導(dǎo)學(xué)生從能力層面建立起計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力。4.3建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，革新教學(xué)模式利用開(kāi)源Moodle軟件建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，整合現(xiàn)有教學(xué)資源，開(kāi)啟基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的混合教學(xué)模式。一方面，教師通過(guò)提煉課程的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，用Camtasia錄制微視頻的方式在平臺(tái)建立豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，既能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂的有效融合，又能拓展課程深度。課堂學(xué)習(xí)效果良好的學(xué)生得到強(qiáng)化，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生得到二次學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，更好地為學(xué)生提供個(gè)性化、碎片化學(xué)習(xí)的條件。另一方面，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)跟蹤功能分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為，有針對(duì)性地布置綜合性與創(chuàng)造性的課后作業(yè)，既能作為課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，又能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，將計(jì)算思維能力培養(yǎng)的時(shí)間和空間得到最大維度地?cái)U(kuò)充。4.4改進(jìn)課程評(píng)價(jià)體系，提高評(píng)價(jià)的綜合性學(xué)校必須改進(jìn)考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以提高課程評(píng)價(jià)的綜合性和科學(xué)性，計(jì)算機(jī)等級(jí)考試不能作為檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。首先是調(diào)整課程評(píng)價(jià)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(jié)測(cè)驗(yàn)和綜合性作業(yè)構(gòu)成，把體現(xiàn)計(jì)算思維內(nèi)涵和外延的知識(shí)點(diǎn)作為考核重點(diǎn)，以保證培養(yǎng)學(xué)生所學(xué)的技能不再是刻板的驗(yàn)證性操作。其次，通過(guò)舉辦校內(nèi)技能競(jìng)賽或者組織學(xué)生參加校外信息化大賽，讓學(xué)生在競(jìng)爭(zhēng)中獲得榮譽(yù)感，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的熱愛(ài)。多元的課程評(píng)價(jià)體系將有助于學(xué)生構(gòu)建完整的課程知識(shí)體系和提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的目的。4.5提升師資力量，保障計(jì)算思維的教學(xué)實(shí)施教師作為課程學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者，必須具備提煉知識(shí)要點(diǎn)和展示核心技能的基于計(jì)算思維的解決問(wèn)題的思路和方法，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)作為輔助手段，不斷調(diào)整教學(xué)方法以提高教學(xué)效果。師資力量提升的立足點(diǎn)在于：思想上，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念創(chuàng)新教學(xué)手段；行動(dòng)上，參加培訓(xùn)學(xué)習(xí)開(kāi)拓視野；制度上，健全聽(tīng)課備課方案完善教學(xué)管理；活動(dòng)上，組織優(yōu)質(zhì)課評(píng)比提高教師技能水平；科研上，編寫(xiě)校本教材符合學(xué)生專(zhuān)業(yè)應(yīng)用需求。教師能力的提升是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的有力保障。

5總結(jié)

以“計(jì)算思維能力”為導(dǎo)向的教學(xué)改革為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程明確了課程的核心任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)。在今后的教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)存在的問(wèn)題，教師需要轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，一方面，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域把計(jì)算思維融入課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)案例，構(gòu)建完整的知識(shí)體系，以提升學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的綜合性和創(chuàng)新性；另一方面，改進(jìn)考核評(píng)價(jià)方式，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)開(kāi)啟混合教學(xué)模式，方便學(xué)生進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)?？傊?jì)算思維是人從計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)中獲得的思維方式，沒(méi)有固定的程序公式，需要教師不斷調(diào)整措施和探索實(shí)踐，達(dá)到計(jì)算基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算思維解決問(wèn)題的能力目標(biāo)。

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作者:陳嘉發(fā) 單位:惠州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院