以計算思維為導向的大學計算機教學改革研究

李可欣 劉文華

【摘 要】本文針對當前大學計算機教學中出現(xiàn)的問題，提出了一種以計算思維培養(yǎng)為導向的課堂教學新模式，提供新形勢下培養(yǎng)復合型創(chuàng)新人才的策略。

【關(guān)鍵詞】計算思維 ? ?大學計算機 ? 創(chuàng)新能力 ? ?改革

1 ?引言

一直以來，大學計算機課程教學側(cè)重于實用軟件的操作，而對學生的創(chuàng)新能力和思維能力培養(yǎng)相對薄弱，與素質(zhì)教育嚴重脫節(jié)，不能滿足信息社會對大學生計算機應用能力的要求，所以構(gòu)建新的教學模式成為高校教學的首要任務。

2006年，美國卡內(nèi)基梅隆大學周以真教授在《Communications of the ACM》上提出了計算思維的概念，即把對問題的求解、系統(tǒng)的設計和行為的理解均建立在計算機基礎概念上。使學生掌握用計算機求解問題的思維方式，提高計算機應用技能，進而完成對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 ?大學計算機教學改革

2.1 以計算思維為導向

目前本課程的課堂教學基本以教為主，偏重知識的灌輸;學生主要是“遵從、記憶和模仿”，難以讓思維和能力有所發(fā)展。要實現(xiàn)計算思維教學改革，必須將計算機的知識以可視化的機器思維方式展現(xiàn)出來，而不是單一概念式的傳授。因此，以計算思維為導向的大學計算機教學改革重心在于理念的轉(zhuǎn)變、教學方法和手段的創(chuàng)新，是對現(xiàn)有教學模式的挑戰(zhàn)。

2.2 以MOOC為依托

MOOC作為一種新型的教學模式，它不需要在固定的時間的地點學習，開放免費的最優(yōu)質(zhì)課程，能夠給出網(wǎng)絡考核分值和學習數(shù)據(jù)的實時收集分析，為學生提供了更廣闊的視野和更個性化的學習方式。但是也并不意味著它可以完全取代課堂教學，主要原因如下：

（1）學習過程靈活的同時也大大減弱了外在的規(guī)范，所以容易被放棄。

（2）MOOC 教學無法創(chuàng)造課堂互動，不能使學生進行思想交流和協(xié)作，學生易出現(xiàn)缺乏積極思考問題的熱情。

（3）教師不能對不同程度的受教者進行有針對性的輔導。

（4）MOOC 無法為學生提供創(chuàng)新實踐體驗。

綜上所述，MOOC 只是對課堂教學的補充，是一種輔助學習方式。

2.3 ?以翻轉(zhuǎn)式教學為切入點

本文嘗試以計算思維為導向，以翻轉(zhuǎn)式教學為切入點，以自建MOOC為依托，實現(xiàn)對大學計算機教學的全方位改革。

具體實施方案：課前，學生通過 MOOC 預習知識模塊，構(gòu)成計算思維的知識點，然后分組討論;課堂上，教師運用經(jīng)典案例延展知識點，運用問題求解的方法來梳理疑難點，重點傳授計算機在不同學科應用上的思想和方法。例如，講授“信息與數(shù)據(jù)處理”時，教師講授應避免糾纏實現(xiàn)的細節(jié)，而著重講解思維方式，可按“位置→電信號→編碼→存取/ASCII→解碼→字形→顯示”的思路講解，幫助學生正確形成數(shù)據(jù)處理時應該具備的思維方式。與此同時，可將數(shù)據(jù)處理范圍擴大，引導學生繼續(xù)運用這種思維去探索處理音頻、視頻和圖像等數(shù)據(jù)的思路及其方法，最后通過實踐進行歸納，總結(jié)出適用于所有數(shù)據(jù)處理的維列知識。

2.4 ?評價系統(tǒng)的改進

考核是教學評價的一種有效手段。大學計算機常規(guī)的考評方式是期末考試（70%）+平時成績（30%）。期末考試以書面知識考核為主，而平時成績以上課出缺勤為主，根本不能有效反映學生的能力。本文考慮應該充分發(fā)揮教學評價的激勵作用，強化學生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)，所以綜合改進考評體系。方案為：期末考試（50%）+平時考核（30%，其中MOOC占20%）+課堂實踐考核（15%）+課外作業(yè)（5%），從而重新定位為以測試思維為主的有效考核。

3 ?結(jié)語

大學計算機的教學目的是培養(yǎng)更多具備計算思維能力的創(chuàng)新型人才，使國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。本文構(gòu)建的新型教學模式以學生為中心，以能力培養(yǎng)為核心，將大學生思維創(chuàng)新落在實處。

【參考文獻】

[1]Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of ACM， 2006， 49（3）： 33-35.

[2]徐明， 龍軍. 基于MOOC理念的網(wǎng)絡信息安全系列課程教學改革[J]. 高等教育研究學報， 2013，3（36）： 16-19.

[3]戰(zhàn)德臣，聶蘭順，徐曉飛.大學計算機[J].中國大學教學，2011（4）：15-20.