基于計(jì)算思維與翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)改革

鄧波+付衛(wèi)平

摘 要： 針對計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀，運(yùn)用計(jì)算思維，通過任課老師制作教學(xué)視頻等教學(xué)資源，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體，并及時(shí)進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，快速了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，打造翻轉(zhuǎn)課堂。

關(guān)鍵詞： 計(jì)算思維 翻轉(zhuǎn)課堂 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 微視頻

一、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)內(nèi)容多，知識龐雜。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容主要包括：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、操作系統(tǒng)、OFFICE辦公軟件的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識等，課程內(nèi)容龐雜，而課時(shí)又普遍較少，教師無法深入講解，學(xué)生學(xué)的深度不夠。

2.生產(chǎn)實(shí)踐與教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)。教學(xué)內(nèi)容滯后，比如操作系統(tǒng)內(nèi)容是Windows7時(shí)，大家已大范圍在用Windows8等更高版本，這讓學(xué)生所學(xué)理論與生活實(shí)際應(yīng)用有出入，影響學(xué)生的積極性。

3.不同區(qū)域?qū)W生差異大。由于學(xué)生來自全國不同的地方，接收到的計(jì)算機(jī)知識差異大，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式是集中式的，采用固定的時(shí)間和地點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)是被動(dòng)型的，教師傳授知識，學(xué)生被動(dòng)地接受知識，所授的信息完全一樣，進(jìn)度相同，從而忽視了學(xué)生的個(gè)性、基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力的差異，不利于個(gè)性化教學(xué)。

二、計(jì)算思維、翻轉(zhuǎn)課堂的概念及特征

計(jì)算思維就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去解決問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)的一系列思維活動(dòng)[1]。該概念是由美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授提出的。他認(rèn)為計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。抽象是把一個(gè)看起來復(fù)雜的問題通過簡約、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法轉(zhuǎn)換成多個(gè)簡單的小問題的求解過程；自動(dòng)化是充分利用計(jì)算機(jī)來加快海量數(shù)據(jù)的處理能力，從而彌補(bǔ)人類速度慢的不足。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算思維已成為大家都會(huì)用到的工具，它是一種科學(xué)思維，并能與邏輯思維及實(shí)證思維共同組成人類的三大思維，用來認(rèn)識和改造世界。計(jì)算思維具備如下主要特征：

1.明確性。計(jì)算思維的目標(biāo)明確就是為了解決實(shí)際問題。它就是將實(shí)際生活中的問題以抽象化和程序化的形式表現(xiàn)出來，包括發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、確定問題、求解問題。在教學(xué)過程中，要注意培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)已有的知識體系，利用計(jì)算思維的方式描述和解決問題。

2.可行性。計(jì)算思維方法是計(jì)算思維的核心。計(jì)算思維的方法很多，各種算法及各類問題的求解方法都是計(jì)算思維方法。一個(gè)完整的算法必須符合相應(yīng)的語法規(guī)則及要求，必須保證每一步的操作都是正確可行的。

3.重構(gòu)性。計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)用啟發(fā)式思維解答問題，通過計(jì)算海量數(shù)據(jù)，在時(shí)間和空間、處理能力和存儲容量之間進(jìn)行權(quán)衡，通過算法過程的構(gòu)造及實(shí)施解決給定的問題。

翻轉(zhuǎn)課堂就是在當(dāng)前信息化教學(xué)環(huán)境中，教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課前應(yīng)完成對教學(xué)視頻等資源的觀看和學(xué)習(xí)，教師和學(xué)生在課堂上共同完成作業(yè)答疑、互動(dòng)交流和協(xié)作探究等一系列活動(dòng)的新型的教學(xué)模式[2]。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，課前、課上和課后，所有學(xué)生都能夠依據(jù)自身的實(shí)際情況，設(shè)定不同的學(xué)習(xí)步調(diào)，真正實(shí)現(xiàn)了分層次學(xué)習(xí)，解決了非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)水平的差異的問題。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到困難時(shí)，能得到教師有針對性地指導(dǎo)，教師也可以根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生布置不同的任務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，因材施教，培優(yōu)補(bǔ)差。翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)點(diǎn)如下：

1.由于學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和時(shí)間由學(xué)生自行安排，學(xué)生可以反復(fù)觀看重點(diǎn)難點(diǎn)視頻或跳過自己已知曉的內(nèi)容，這樣避免了學(xué)習(xí)節(jié)奏和時(shí)間被教師左右的現(xiàn)象，有利于培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，是一種真正意義上的多層次學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)，對學(xué)生的弱勢科目學(xué)習(xí)有所幫助。

2.翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)是在寬松環(huán)境下進(jìn)行的，而且有實(shí)驗(yàn)視頻和情境素材的配合，使預(yù)習(xí)內(nèi)容由呆板、單調(diào)的枯燥文字變成了有聲有色的視頻，這樣更好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.網(wǎng)絡(luò)資源可以供學(xué)生隨時(shí)查閱、復(fù)習(xí)、共享，有利于學(xué)生靈活利用學(xué)習(xí)資源?？梢苑磸?fù)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)視頻，更好地幫助學(xué)生掌握好課本的基礎(chǔ)知識，真正實(shí)現(xiàn)教育資源共享，充分發(fā)揮集體智慧。

4.翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，增加了教學(xué)信息量，學(xué)有余力的學(xué)生可以獲得更多課外延伸的學(xué)習(xí)資源，這對拓寬學(xué)生的視野、培養(yǎng)學(xué)生的各方面綜合素質(zhì)起到顯著的作用。

三、采用計(jì)算思維、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法探討教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)的很多內(nèi)容都對計(jì)算思維提供了生動(dòng)的案例和很好的詮釋。教師在教學(xué)內(nèi)容的組織上應(yīng)按照教學(xué)大綱首先歸納出知識單元，然后梳理出知識單元中所涉及的計(jì)算思維，這樣就要求教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法。在傳授知識的同時(shí)引出思考，將知識的傳授轉(zhuǎn)變成基于知識的思維的傳授，講授可以實(shí)現(xiàn)的思維，凸顯計(jì)算思維能力的引導(dǎo)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和實(shí)施的落腳點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn)，對課堂教學(xué)的順利運(yùn)行具有導(dǎo)向作用，而教學(xué)大綱則是教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的依據(jù)所在。因此，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，教師要首先引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行抽象和分析，掌握所涉及的計(jì)算原理，然后通過抽象與自動(dòng)化，讓學(xué)生形成問題求解思路，重點(diǎn)是要設(shè)計(jì)好教師與學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié)，要給學(xué)生提問題的機(jī)會(huì)，然后要善于引導(dǎo)廣大學(xué)生積極有效地思考和討論，給學(xué)生足夠的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生回答問題，探索問題求解的方法。這就要求教師必須事先精心設(shè)計(jì)好每堂課的教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)要放在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力上。如在講計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成時(shí)，可介紹圖靈機(jī)模型設(shè)計(jì)思想；在講操作系統(tǒng)時(shí)，介紹進(jìn)程控制等引出的思維，并注意引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行知識的總結(jié)和歸納。

利用翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)教學(xué)，首先要針對計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課堂教學(xué)的特點(diǎn)，第一，學(xué)校應(yīng)具有基本而良好的硬件和軟件資源環(huán)境，可以有效保證翻轉(zhuǎn)課堂的開展。第二，授課對象均為不同專業(yè)的大一學(xué)生，學(xué)習(xí)積極性高，具備有一定的知識獲取能力和自主學(xué)習(xí)的能力；第三，班級人數(shù)一般有50人左右，因而可以將學(xué)生進(jìn)行分組教學(xué)，如每5人作為一組，授課教師要盡可能地兼顧各個(gè)小組協(xié)作、交流的學(xué)習(xí)過程，對學(xué)生要有個(gè)性化的指導(dǎo)。具體的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)包含以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

1.課前：一方面，授課教師需要多方面準(zhǔn)備好課程教學(xué)資源，從參考書籍、往年課件、電子教案、微視頻及相關(guān)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站等盡可能多地搜集素材，采用較為專業(yè)的視頻錄制與后期制作軟件，制作出翻轉(zhuǎn)課堂的微視頻，制作完后，要將該視頻及其他相關(guān)文檔上傳到網(wǎng)絡(luò)課堂中，方便廣大學(xué)生隨時(shí)下載。同時(shí)，教師要將課前的學(xué)習(xí)任務(wù)、目標(biāo)布置給學(xué)生，安排學(xué)生們在靈活的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自學(xué)，及時(shí)統(tǒng)計(jì)好學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中反映出的問題，了解學(xué)生們的學(xué)習(xí)進(jìn)度和其他教學(xué)反饋情況。另一方面，學(xué)生在了解教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)后，可以根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇學(xué)習(xí)資源，自由地掌握學(xué)習(xí)時(shí)間觀看教學(xué)視頻，精力富余的學(xué)生還可以瀏覽相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)公開課及其他擴(kuò)展的資源。學(xué)生要不斷總結(jié)自己學(xué)到的知識并發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，將問題及時(shí)反饋給每個(gè)組的組長，組長然后將問題匯總后統(tǒng)一反饋給教師，教師再將問題進(jìn)行分類，提供解題方案。

2.課中：課堂上教師作為課程的指導(dǎo)者，要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論、鞏固性練習(xí)和復(fù)習(xí)，通過合作探究、鞏固練習(xí)、個(gè)性化指導(dǎo)、總結(jié)點(diǎn)評等教學(xué)過程，在實(shí)施過程中注重交流，在協(xié)作探究的過程中促進(jìn)知識的消化吸收。

3.課后：教師要及時(shí)進(jìn)行客觀評價(jià)，并作為平時(shí)成績進(jìn)行登記，作為對學(xué)生所學(xué)成績的反饋，對學(xué)生有很好的鞭策作用。

總之，采用計(jì)算思維與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的模式，通過實(shí)踐教學(xué)，教學(xué)優(yōu)勢比較明顯，凸顯了學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性培養(yǎng)，課程教學(xué)的關(guān)鍵在于教師的具體授課方式、方法及學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度，但在師生之間的直接交互性上還是受到了一定的限制，教師不可能在課堂上及時(shí)地解決課程教學(xué)中學(xué)生存在的所有問題，因而翻轉(zhuǎn)課堂更強(qiáng)調(diào)要提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文禮.MOOC的發(fā)展及其對高等教育的影響[J].教學(xué)研究，2013（2）：53-57.

[2]康葉欽.在線教育的“后MOOC時(shí)代”：SPOC解析[J].清華大學(xué)教育研究，2014（1）：85-93.