基于計算思維的計算機基礎課程教學研究*

楊永鋒

基于計算思維的計算機基礎課程教學研究*

楊永鋒

（隴東學院信息工程學院，甘肅慶陽745000）

大學生計算機基礎課程不僅要注重操作技術的訓練，更要注重思維素養(yǎng)的培養(yǎng)，使學生不僅是軟件的熟練操作者，也要成為實際問題的解決者。在計算機基礎課程的教學中，高校教師把計算思維的思想滲透到計算機基礎課程教學過程的各個環(huán)節(jié)中去，在課堂教學環(huán)節(jié)和實踐學習環(huán)節(jié)都要注重學生的計算思維培養(yǎng)。在教學環(huán)節(jié)突出教師的主導角色，引導學生運用計算思維去思考、去解決學習這門課程時遇到的難題；在實踐環(huán)節(jié)，加強學生的思維訓練，將計算思維的方式貫穿于實驗過程之中。計算思維和計算機基礎課程的結合可以使學科知識與計算思維能力互相促進，達到提升學生創(chuàng)新實踐能力的目的。

計算思維；教學過程；思維培養(yǎng)；課堂教學；實踐教學

0　引言

由于在中小學階段開設了信息技術課程，學生在進入大學前基本掌握了一定的計算機理論知識，而且具備基礎的操作能力。如果在大學中開設的計算機基礎課程還是延續(xù)以往的基礎知識和上機操作，學生在學習過程就會缺乏學習積極性，是對學生創(chuàng)新能力的傷害。高校在計算機基礎課程教學過程中，無論從思想認識上還是教學方式上都存在許多弊端和缺點。從思想認識階段看，高校在計算機基礎課程教學中如果僅僅將計算機作為一個實用工具，教學的重點放在計算機理論知識的掌握和學生計算機應用能力的培養(yǎng)上，淡化了學生對計算機科學中重要思想與方法的認識，缺乏對學生思維素養(yǎng)的培養(yǎng)，造成的結果就是學生綜合應用所學知識解決實際問題的能力不足。從教學方式角度看，高校的計算機基礎理論教學是簡單的灌輸式教學，上機訓練絕大多數是驗證式實驗，缺少創(chuàng)新型、綜合型實驗。高校在思想上的不重視和填鴨式的教學方式不利于學生利用計算機解決和處理問題的思維能力培養(yǎng)。

而要達到培養(yǎng)學生思維能力培養(yǎng)的高目標，高校就要采用先進的思維教學理念指導教學工作。計算思維就在此時應用而生，成為指導計算機基礎課程教學的有力武器，是以重視實踐的思維教學模式的重要組成部分。

1　關于計算思維

周以真教授提出了計算思維這一概念，計算思維［1］是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

周教授指出計算思維和讀、寫、聽等一樣是學生應該掌握的基本能力，成為解決問題的有效工具。在大學計算機基礎課程教學中的各個環(huán)節(jié)中融入思維訓練，可以使學科知識與計算思維能力互相促進，達到提升學生思維能力的目的。

2　教學過程中的計算思維培養(yǎng)

隴東學院開設的大學計算機基礎課程內容主要分為兩部分：計算機應用基礎和計算機應用技術。計算機應用基礎課程由理論知識和實踐操作組成，理論知識部分主要介紹計算機信息處理方面的基本概念、原理和技術，計算機網絡的基礎知識；實踐操作部分主要計算機操作系統和辦公軟件的使用。計算機應用技術包含程序設計、多媒體技術和數據庫技術，程序設計包括VB、C兩門語言，多媒體技術包含dreamweaver網頁設計、photoshop圖形圖像處理、flash動畫設計，數據庫技術主要是指Access數據庫。

在傳統的計算機基礎教學過程中，計算思維主要靠學生自己去領悟，而現在要將其明確地講出來，引導學生有目的、自主地學習。計算機基礎課程中引入計算思維的理念，主要從課堂教學和實踐環(huán)節(jié)兩個方面展開。

2.1課堂教學環(huán)節(jié)計算思維培養(yǎng)

在課堂教學環(huán)節(jié)中，需要對課程內容整理，在學習新知識的同時引導學生積極思考，引導學生領會計算思維的方法，使學生建立基于計算的思維方式。

隴東學院在制訂教學計劃時，計算機基礎課程的課程只有32個課時，安排在機房上課，課程量很大，而課時很少；計算機應用技術有64個課時，32個課時用于理論教學，課堂上教授，32個課時用于實驗聯系，同樣理論學習時間短。在大學計算機基礎的課堂教學環(huán)節(jié)，針對每節(jié)課的內容，引出思考點，將知識傳授轉變?yōu)槊嫦蛑R的思維傳授。在課堂教學中盡量采取師生互動討論的方式，讓每一位學生都參與進來。通過學生講述、教師引導，歸納出問題所在，最后達到問題的解決。例如教師在講授C語言程序設計，授課的重心是應該放在問題求解思路、算法和程序實現上，教師先提出問題，由學生自行思考如何設計算法，并積極引導學生解決問題和遇到的困難，并最終編寫程序實現算法。

在課堂教學中，要設計好師生互動環(huán)節(jié)，給學生提出問題的機會，引導學生積極有效地思考、討論，引導學生對問題進行抽象、分析，形成問題求解的思路。教師要鼓勵學生積極回答問題、探索問題的求解方法，使學生能在學習中思考，在思考中逐步培養(yǎng)計算思維。例如，在講授數據庫設計時，可以先引導學生談談建立數據庫的目的和數據庫中應該包含那些實體信息以及思考實體信息之間的聯系，由教師和學生一塊繪制數據庫的概念設計圖，也就是E-R圖，同時讓學生思考實體與信息之間的聯系如何轉化為數據庫的關系模式，進而給出數據庫的邏輯模式。

2.2實踐教學環(huán)節(jié)的計算思維培養(yǎng)

計算機基礎的實踐環(huán)節(jié)，側重于學生對常用軟件的學習和使用。在實踐環(huán)節(jié)，老師給出實驗任務，主要由學生根據實驗指導書的要求完成實驗內容。實驗形式包括驗證性實驗、設計性實驗。驗證性實驗主要驗證理論階段所講授的基本內容，設計性實驗由學生先綜合所掌握的知識和技能，首先給出設計方案，再根據設計方案完成作品的設計。學生通過自己的努力完成一幅作品，教師能讓學生有機會展示自己的作品，讓學生介紹自己作品的設計思路和設計理念，讓其他學生對作品提出好的方面和不足的方面，這樣既可以幫助學生更好的完善自己的作品，也可以學到其他學生在作品設計的長處，彌補自己的不足。學生在完成作品時也可以以小組的方式相互討論，在相互幫助下共同完成。這些實驗策略都可以將計算思維的方式貫穿于作品的設計過程之中，在實踐環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學生的計算思維。

程序設計課程屬于實驗性學科，在學生上機調試教材中的程序時，實驗的目的不僅是驗證程序是否正確執(zhí)行，也是培養(yǎng)學生的問題求解和機器實現能力的途徑。學生要首先給出求解問題的實現步驟，再動手編寫程序代碼，這樣可以幫助學生理解計算機解決問題的方法和實現過程，在分析確認了實現步驟可行之后，再使用程序設計語言編寫最終的程序代碼。學生在編程調試過程中通過檢錯和糾錯的過程，可以逐步培養(yǎng)學生形成良好的編寫代碼習慣和理性的邏輯思維。

3　教師在計算思維培養(yǎng)中的作用

在目前的教學體制下，大部分老師對計算機基礎教學停留在教材編排的內容上，只注重完成教學大綱上規(guī)定的內容，教師的教學方式方法也不夠靈活，學生被動地接受，不利于學生計算思維方式的形成。教師要在學生計算思維培養(yǎng)中起到重要作用。

要實現在課堂中培養(yǎng)學生的計算思維能力，首先要更新計算機基礎課程任課教師的觀念，改變陳舊的教學方式。在實際教學過程中，啟發(fā)學生獨立思考，向啟發(fā)式、自主學習轉變，鼓勵向研究創(chuàng)新式轉變，向培養(yǎng)學生思維素養(yǎng)能力上轉變。

其次，教師在課堂教學環(huán)節(jié)中應改變以往思維模式，加強思維訓練，為學生提供機會讓他們用已掌握的知識和技巧解決新的未知問題。在實踐教學環(huán)節(jié)，學生要加強實踐，讓學生在實踐中學會提煉知識點，使學生在分析問題和解決問題的實踐當中得到充實和提高。教師不要固定學生的思維，而是不斷引導他們進行各種抽象思維，讓學生在實際操作中發(fā)現問題，并能想方設法解決問題。例如，在幻燈片演示文稿學習中，學生要學習圖片的插入以及設置相應動畫與文字的輸入和動畫，教師講解完理論知識，演示操作流程之后，布置給學生一個學習任務，讓學生利用提前準備好的文字和圖片，要求學生運用新課知識利用演示文稿制作電子相冊。學生在制作電子相冊時，要求每張幻燈片的主題和切換方式、每張圖片的動畫和排列方式都不同，給學生充分的創(chuàng)造發(fā)展的空間。

4　結束語

在計算機基礎教學中，不僅要講理論知識，更應該引導學生運用計算思維去思考、去解決學習這門課程時遇到的難題。在教學過程中，有針對性地在課堂教學環(huán)節(jié)、實踐教學環(huán)節(jié)進行改進，提出了一種融入計算思維的教學方式，進一步提高學生運用計算思維分析和解決問題的能力，激發(fā)學生的學習積極性，達到良好的教學效果。

［1］周以真.計算思維［J］.中國計算機學會通訊，2007（11）：83-85.

［2］陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育［J］.中國大學教學，2011（1）：7-11.

［3］程春玲，張少嫻，陳蕾.基于計算思維能力培養(yǎng)的數據庫課程教學研究［J］.中國電力教育，2012（8）：81-82.

［4］胡緒英，何明瑞.大學計算機基礎實驗課程的設計［J］.電腦知識與技術，2010，6（15）：40-41.

［5］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(yǎng)［J］.中國大學教學，2010（9）：5-9.

［6］朱勇，楊洪偉，宋曉強.大學計算機基礎教學中計算思維的培養(yǎng)途徑［J］.計算機教育，2013（5）：35-38.

G642

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.09.027

2016-7-12

甘肅省教育科學“十二五”規(guī)劃項目（GS［2015］GHB0964）；甘肅省檔案科技項目計劃（2014-07）。

楊永鋒（1982-），男，甘肅環(huán)縣人，講師，主要研究方向：計算思維。