大学计算机基础课程的计算思维教学探索.doc

1、1大学计算机基础课程的计算思维教学探索摘 要：针对如何通过大学计算机基础教学培养非计算机专业学生的计算思维能力这一热点问题，首先从不同侧面分析了大学计算机基础教学面临的三个实践困局，然后阐述了计算思维教学路径对大学计算机基础教学改革的紧迫性和必要性，最后，提出了为培养学生的计算思维能力，在大学计算机基础教学中采取的专题教学、 “任务驱动”教学及案例教学等几种较为有效的教学方式。 关键词：大学计算机基础；计算思维；教学方式 中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2014）06-0219-03 大学计算机基础课程是非计算机专业学生进入大学的一门必修公共课，是高校通识教

2、育的重要组成部分。信息技术的飞速发展，对大学计算机基础教学的教学内容、教学模式、教学方式方法等提出了新的要求。表现在三个方面：一是计算机技术迅猛发展，社会对人才的计算机技能要求不断提高；二是计算机应用无所不在，各专业亟待提高人才的计算机高级应用能力；三是计算机的普及，使得其在改变当代人生活方式的同时，潜移默化地影响着当代人的思维方式，这就要求当代大学生不仅能够充分利用计算机处理日常复杂事务，同时能借助计算机科学的基础概念去分析、处理现实事务。总之，我们应认清大学计算机基础教学所面临的严峻形势，加快改革步伐，使之适应信息社会的发展，满足社会2对信息技术人才的需求。 一、大学计算机基础教学面临的三

3、个困局 当前，随着电脑的普及化和信息全球化的发展，尤其是平板电脑和手机智能化的突飞猛进，大学计算机基础教学面临着前所未有的挑战和困局，主要表现在：一是普及化与专业化的需求悖论；二是理论化与实战性的二律背反；三是趣味性与逻辑性的内在冲突。 （一）普及化与专业化的需求悖论 根据最新网络数据显示，截至 2011 年底，城镇居民计算机拥有率超过 70%；截至 2012 年 12 月底，互联网普及率达到 42.1%，我国网民中农村占比为 27.6%；截至目前，一些省市城区的中小学信息技术普及率达到100%，部分地区的农村中小学信息技术普及率甚至高达 80%。计算机对于当代大学生而言已成为生活、娱乐等的必

4、需品。他们在进入大学前就已经能够熟练地操作计算机，有的甚至具备了一定的编程能力。课堂上“普及化”的计算机基本理论和技能对于他们来讲已不再神奇，非但不能吸引他们的眼球，反而使他们在一定程度上排斥计算机基础课程。然而，在有限的学时内，能普及那些计算机基础薄弱的同学计算机知识，已非易事，又如何扩展知识呢？ （二）理论化与实战性的二律背反 理论学时与实践学时的配比问题，一直是大学计算机基础教学改革中备受争议的问题。很多高校以培养学生计算机操作技能为主，然而，实际教学中，实践学时并没有得到有效利用，学生的实践技能并无显著提高，反而使学生因课程设置过于简单，而忽视这门课程。针对这一问3题，一些高校尝试将原

5、有的以技能性知识为主的教学内容，改为计算机导论的精简版。学生们在无形之中被从其熟知的计算机世界带入到了一个充满陌生的概念和符号的计算机世界，他们不能理解为何要学习那些似乎很高深而又对自身似乎毫无用处的原理和思想，从而使他们走向另一个极端因厌恶而对计算机基础课程失去兴趣。 （三）趣味性与逻辑性的内在冲突 大学计算机基础是一门偏理工类的课程，其教学内容决定了这门课程逻辑性较强，缺乏趣味性。通常仅有那些求知欲或好奇心很强的学生会被那枯燥的理论和复杂的代码所吸引。为提高学生的学习兴趣，很多高校对教学方式方法进行了一系列改革，如采用多媒体教学，试图通过声音、图像等外在因素增强课程的趣味性。然而，对于像计

6、算机的发展、特点等叙述性的知识点以及程序设计这类逻辑性很强的课程内容，即便采用多媒体教学，效果依然不明显。 目前，鉴于大学计算机基础课程的教学效果不佳，很多专业都在考虑删减这一公共必修课的学时，甚至取消这门课程，并将其列入专业改革方案中，使得大学计算机基础教学陷入了内外交困的困境。 二、破解困境的实践探索与理论思考 （一）破解困境的实践探索 面对种种困境，我们曾从教学模式、教学方式方法等多方面入手，对大学计算机基础课程进行改革。 1.分层次教学模式 学生入学初始，对其计算机基础知识掌握情况通过网考形式进行摸4底。各任课教师根据授课班级考核的各项得失分情况，制定分层次教学的教学目标，教学的展开主

7、要以占多数的中等层次学生为主，通过课堂提问、实验指导等多多关注低层次同学。通过课外思考等方式满足高层次学生的学习需求。此外，每次实验课的实验内容包括基础实验和实战思考，基础实验是必须完成部分，而实战思考则由学生结合自身学习情况，自由选择完成。 2.案例教学法 主要是针对理工科学生开设的计算机程序设计课程使用的教学方法。因为个体的思维方式不同，因此每一个具体问题都存在一个以上的解决方案。采用案例教学法，使学生在交流各自方法的优缺点的同时，吸纳彼此的精华，这不仅能增进学生计算机基础知识的掌握，同时也拓展了思路，提高了解决问题的能力。 3.教学资源网络共享 教学课件、历年全国计算机等级考试真题等资源

8、均实现网络共享，为学生自主学习提供了广阔空间。此外，还采用 QQ 群等方式加强师生间沟通。这种开放的学习环境，不仅增强了学生的自主学习能力，更重要的是在一定程度上提高了学生的学习兴趣。 4.上机网络考核 期中、期末课程考核方式均采用上机网考，考试题目从题库中随机抽取。题目的随机性增加了考试的难度，学生为了通过期末考试，则必须化压力为动力，用心地去练习。这种间接的自主学习，着实使学生的计算机操作技能、编程技能更上一层楼，并大大提高了全国计算机等级5考试的过级率。 除了以上几种改革外，有些高校还引入 E-Learning1等学习交流的新的教学模式，虽然都能在一定程度上改善大学计算机基础教学现状，但

9、是均无法从本质上改变大学计算机基础教学所遇到的困境。 （二）破解困境的理论思考 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学的能力培养目标2，可归纳为三种能力3，即计算机使用能力；计算机系统认知能力；计算思维能力。 很多高校的大学计算机基础课程将重点锁定在前两种能力的培养，即通过实验课程增强学生的计算机使用能力，通过计算机基本概念和原理的讲解，增强学生的计算机系统认知能力。但实践证明这条路是行不通的，虽然没有偏离培养目标，但却没能很好地权衡三种能力的轻重。以程序设计课程为例，教师常常将语法、读程序、编写程序作为教学重点，由于学生没有好的思维方式的引导，常常在遇到一些陌生问

10、题时无从下手。在程序设计课程中，语法都是固定的，而待解决的问题是千变万化的，那么如何用固有的语言基础知识来解决纷繁复杂的问题，就成了计算机程序设计课程教学成败的瓶颈。 2006 年 3 月，美国卡内基?梅隆大学计算机科学系主任周以真教授在美国计算机权威期刊Communications of the ACM杂志上给出并定义了计算思维，为解决大学计算机基础教学改革提供了理论基础。2010 年7 月在西安交通大学举办了首届“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”，并随后发表了九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明6将“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务4。2010年 10 月中

11、国科学技术大学陈国良院士在“第六届大学计算机课程报告论坛”倡议将计算思维引入大学计算机基础教学，进一步确认了计算思维能力培养在大学计算机基础教学中的核心地位。 三、大学计算机基础课程计算思维教学的注意事项及实施路径 （一）计算思维教学的注意事项 在大学计算机基础教学中灌输计算思维，目的是培养学生像拥有阅读、写作和算术基本技能一样拥有计算思维能力，并能自觉地应用于日常的学习、研究与将来的工作中5。培养大学生养成用计算思维方式解决问题的能力是计算机基础教学的核心任务，这并不意味着需要将现有的计算机基础教学课程体系和教学内容“推倒重来”6，而是要在原有计算机基础课程内容的基础上进行提高和优化7。 （

12、二）计算思维教学的实施路径 笔者根据教学内容的不同，同时考虑到当代大学生的敏感点、兴趣点，在教学中选取各种不同的教学方式恰到好处地将计算思维融入原有的计算机基础知识体系当中。从而达到培养学生计算思维能力的教学目的。 1.结合实际教学内容，设置相应的专题课 （1）以讲授为主的人物专题 设置以讲授为主的人物专题，这一想法主要来自于笔者曾接触过的哲学专业课程，他们通过介绍与主题相关的一些哲学家的思想，让学生来理解、掌握某一观点。同样，如果想让广大的非计算机专业学生了解7并走进计算机世界，我们也有必要让他们熟悉计算机世界的代表性人物。由于人物专题以介绍人物的背景、生平、经历、思想、主要成就等内容为主线

13、，因此使原本枯燥的教学内容带有了故事性、趣味性。在授课过程中，利用人物的核心思想吸引和感染学生，使学生在了解人物的同时将其思想融入自身。 （2）以课堂讨论为主的知识点专题 针对教学内容的主题，教师在课前设置一系列由浅入深的问题，作为课堂的导向，以学生对问题的看法、疑问为主题进行讨论，教师给予参考观点。如多媒体技术、网络基础知识等部分内容，可以让学生谈谈他们身边的多媒体、网络，以及他们所期待的、喜欢的未来的多媒体、网络的形态、应用是什么。通过课堂探讨，教师可以适时地引出他们所不熟知的一些重要的多媒体、网络的应用，以及多媒体及网络的新一代高端技术。这种教学方式虽然从过程来看，内容比较零散，课堂相对

14、无序，但从宏观上看，是完全按照教师精心设计的环节展开的。这种教学方式不仅能充分发挥学生的想象力、锻炼学生的发散性计算思维，还为学生的创新能力发展起到了十分积极的作用。 2.启发式教学法 实际上，在过去的教学中，为解决一些具体问题，我们都或多或少地采用了计算思维教学中的一种教学方式启发式教学，即结合实际的教学内容，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习。 （1） “任务驱动”教学法 8所谓的“任务驱动”教学法，就是以某个实例为先导，进而提出问题，引导学生思考，通过学和做，培养学生分析问题和解决问题的能力。对于 Microsof

15、tword 等以操作性为主的课程，我们的理论课通常是以介绍各功能、菜单为主，辅以简单实例。对于学生来讲，听课的难度系数为 0，一看就会。但到实验课或实际应用时，什么都不记得了。因此，对于这一类的理论课，采用“任务驱动”教学法比较适合。在课堂上，学生不再是被动的观看者，而是“任务”的执行者，他必须经过思考完成任务的每一个环节，直至任务结束。 （2）案例教学法 案例教学法，早在 20 世纪 80 年代就已引入我国，是一种比较成熟的教学方法。大学计算机基础教学中的案例教学，就是以我们都熟悉并常常需要处理的一些问题作为讨论的核心，并为学生提供问题的背景，让学生利用已掌握的理论知识和技能，提出合理的解决

16、方案。对于每一次案例教学课，要求教师结合实际的教学内容设计合理的教学案例，认真分析案例教学中可能出现的问题，为每个环节分配适当的时间，进而完成教案。在课堂上，教师要针对学生提出的不同方案，进行总评，指出每一种方案的优缺点及实现时的注意事项。这种教学方法主要是用于大学计算机基础教学中的设计类实验课。 四、结束语 大学计算机基础教学改革已势在必行，每一位大学计算机基础教学工作者都是这一改革的践行者。大学计算机基础课程的计算思维教学改革是一项难度很大、具有开创型的工作，只依靠个人或在短时间内是无9法完成的。只有广大的计算机基础教学工作者经过努力的思考与探索，积极地、有意识地采用计算思维教学，才能达到

17、培养大学生利用计算思维方式解决实际问题的能力的目的，并为进一步提升大学生的学习潜能、创新能力奠定良好基础。 参考文献： 1李容，陈一明.基于 E-Learning 与 ICT 的计算机基础课程资源平台J.International Conferenceon Education Tech-nology and Training，2010（3）：285-288. 2教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会.高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求M.北京：高等教育出版社.2009. 3李波.计算思维与大学计算机基础J.中国大学教学，2012（7）：43-45. 4何钦铭，陆汉权，冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养J.中国大学教学，2010（9）：5-9. 5朱鸣华，赵铭伟，赵晶等.计算机基础教学中计算思维能力培养的探讨J.中国大学教学，2012（3）：33-35. 6冯博琴.对于计算思维能力培养“落地”问题的探讨J.中国大学教学，2012（9）：6-9. 7龚沛曾，杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养J.中国大学教学，2012（5）：51-54.