計算機基礎(chǔ)教學(xué)中利用MOOC培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的有效措施

齊慧平

（臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，臨汾 041000）

1 計算思維與MOOC

1.1 計算思維

2006年周以真（美國卡內(nèi)基。梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系主任）教授定義了計算思維，是用計算機學(xué)科基礎(chǔ)概念解決問題、設(shè)計系統(tǒng)，理解人類行為等涵蓋計算機科學(xué)的一系列思維活動，是用各種計算機上的方法如嵌入、仿真、轉(zhuǎn)化、約簡等方法將一個困難的問題轉(zhuǎn)化成計算機上熟悉的問題，進而解決問題。

1.2 MOOC

MOOC，中文翻譯為慕課。這是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)+教育的典型范式。也是目前教育界一直在追尋的先進教學(xué)模式。它可以說是微課的系統(tǒng)版。即微課是碎片化的精品教學(xué)視頻，而MOOC在一定程度則是有著知識內(nèi)在聯(lián)系的一系列精品教學(xué)視頻的總集合，但系列化的微課不是MOOC。它是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的低成本教育材料共享的工具。2013年自北大、清華等加入EDX標(biāo)志我國進入慕課時代。慕課可以接受上千人，乃至上萬人共同學(xué)習(xí)，以興趣為導(dǎo)向，只要有興趣，只要想學(xué)都可以來學(xué)，學(xué)習(xí)過程在網(wǎng)上完成，不受時空地域限制。

基于對計算思維的簡單介紹，MOOC在一定程度上可以算作是利用了計算思維來解決教育上的問題，從這個角度來說，筆者將計算思維能力理解為只要是能夠用計算機技術(shù)來解決的問題，都將不是問題，它應(yīng)該成為計算機學(xué)科中的核心素養(yǎng)之一。顯然這樣一來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力意義重大。

2 培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的意義

現(xiàn)在的學(xué)生基本可以說是信息技術(shù)時代下的原住民，他們從出生開始就處于計算機包圍之中。

2015年教育部出臺文件鼓勵探索STEAM教育等新模式，2017年新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃中計劃將人工智能相關(guān)課程納入中小學(xué)階段，并逐步推廣編程教育。2018年1月份的普高新課標(biāo)中納入人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。從這里可以看出“計算機普及從娃娃抓起”已經(jīng)成為現(xiàn)實。

計算機基礎(chǔ)教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生基本的計算機專業(yè)技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。這跟數(shù)學(xué)上要培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維是一致的。一定程度上可以理解為掌握學(xué)科的方法論，數(shù)學(xué)用數(shù)學(xué)上的方法解決問題，計算機學(xué)科則使用該學(xué)科中的方法來解決問題，直白說就是掌握一門新的語言，即計算機語言。

掌握一種或者多種計算機語言，并且用計算機來解決實際問題，是現(xiàn)在高素質(zhì)人才必須具備的能力，不管是非?；A(chǔ)的EXCEL表格制作、文檔編輯，還是非常高端的人工智能研發(fā)，都要用到計算思維能力?，F(xiàn)在小學(xué)生都可以將計算機用得很“溜”，但顯然不能認為其具備計算思維能力，但是從娃娃抓起卻非常關(guān)鍵，按照全球發(fā)展趨勢，打通從幼教至高等教育的計算機教育，提升學(xué)生計算思維，是必然的趨勢，這樣一來學(xué)生計算思維能力提升，就可以把生活中的各個部分轉(zhuǎn)化成信息，并用計算機進行自動化處理。

3 基于MOOC的計算機基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)計算思維能力

3.1 課程目標(biāo)定位

（1）認知方面，了解計算機技術(shù)的基礎(chǔ)知識、狀況以及發(fā)展趨勢。了解并熟悉計算機上的相關(guān)專業(yè)術(shù)語。了解計算機語言、編程及其相關(guān)理論。至少熟悉一種計算機語言。（2）情感方面，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用計算機的興趣以及意識，特別是應(yīng)用計算機的意識。正確認識計算機，并正確應(yīng)用計算機（計算機并不單單只是娛樂工具，還是學(xué)習(xí)工具、工作用的工具）。暢想人工智能時代的狀況。能夠接受合作學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)。（3）技能方面，掌握一定的計算機應(yīng)用方法，掌握一定的編程能力，能獨立或在合作的情況下完成一定難度的編程。要具備數(shù)學(xué)建模能力，這里強調(diào)數(shù)學(xué)建模，關(guān)鍵是因為一定程度上數(shù)學(xué)模型是很多自然科學(xué)中比較基礎(chǔ)的知識。具體說，面對一個實際問題，先通過簡化、假設(shè)以及抽象等，轉(zhuǎn)化問題，通過確定參數(shù)，建立模型求解，并給予實測數(shù)據(jù)對模型進行檢驗，進一步結(jié)合數(shù)學(xué)模型來選擇或編寫一個算法來求解模型，最終得出結(jié)論。

3.2 課程內(nèi)容開發(fā)

教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)組織審定教學(xué)內(nèi)容，并適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容的編排要適應(yīng)計算機基礎(chǔ)課程的內(nèi)在邏輯，并符合學(xué)生認知規(guī)律。教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)應(yīng)結(jié)合上文提出的目標(biāo)以及教學(xué)大綱的要求，選定主題，明確知識點，然后進行微教學(xué)視頻的制作，也就是制作成微課。這只是一個單一的微教學(xué)視頻，由此就需要按照學(xué)生認知規(guī)律和計算機基礎(chǔ)課程的內(nèi)在邏輯將多個單一的微視頻按照一定次序組成一個具有較為完整系統(tǒng)的課程。以便同步線下教學(xué)進程。實際單靠一個學(xué)校來開發(fā)教學(xué)資源，能力非常有限，可以聯(lián)合多所學(xué)校，甚至與中國計算機協(xié)會進行合作，共同開發(fā)教學(xué)內(nèi)容。

3.3 教學(xué)模式探討

慕課最大的特點是開放性、在線性。國內(nèi)學(xué)者提出的一種內(nèi)核式慕課模式，實質(zhì)近似翻轉(zhuǎn)課堂。這種教學(xué)模式是網(wǎng)絡(luò)課程+本地學(xué)校面對面深度參與教學(xué)模式，即線上線下混合教學(xué)模式。

基于上文提出的課程目標(biāo)，最好的方式是學(xué)生自學(xué)計算機基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程，然后在線下課堂教學(xué)當(dāng)中解決問題、糾正錯誤等。即翻轉(zhuǎn)課堂，集中學(xué)生的碎片化時間，用于學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程，然后在課堂上實踐?；谶@種模式，在教學(xué)中網(wǎng)絡(luò)課程用來預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)。預(yù)習(xí)強調(diào)學(xué)生先學(xué)，教師通過教學(xué)平臺下發(fā)教學(xué)內(nèi)容，了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，布置作業(yè)，隨時檢測學(xué)習(xí)效果，在與學(xué)生互動交流中收集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并整理典型問題，方便線下教學(xué)時進行針對性的答疑。線上教學(xué)可以設(shè)定學(xué)時，與線下教學(xué)同步，方便集中教學(xué)，同時要注意改進評價方式，計算機基礎(chǔ)課程以慕課的形式展開，以往評價方式就不合適了，所以要基于慕課平臺，學(xué)完一學(xué)時，檢查一學(xué)時的效果，以每一次的檢查結(jié)果作為平時成績計入總成績，通過布置實踐作業(yè)，如讓學(xué)生編寫一段有趣的小程序，供教師評價。這樣更注重學(xué)習(xí)過程以及實踐性。

但要注意的是從計算機語言的角度來說，計算機語言始終只是人機交互的工具，并不具備認知和思維功能，人才具備認知和思維功能。所以計算思維能力，應(yīng)當(dāng)是學(xué)生借助計算機語言來實現(xiàn)學(xué)生腦海中的思維展現(xiàn)。所以不管是不是采取的MOOC進行計算機基礎(chǔ)教學(xué)，關(guān)鍵都要注意通過向?qū)W生展示編程的神奇作用，來讓學(xué)生感受計算機的奇妙與偉大，從而培養(yǎng)出對編程的興趣，這樣一來，后續(xù)甚至可以同數(shù)學(xué)應(yīng)用題教學(xué)一樣，做題、講題，即編寫程序，然后講編程方法，逐步訓(xùn)練出用計算機思維解決實際問題的能力。

4 結(jié)束語

綜上所述，計算思維能力對于現(xiàn)在的學(xué)生來說已經(jīng)是必須要具備的能力，如果不具備則很可能被時代所淘汰。由此可知計算思維的培養(yǎng)意義重大，為此應(yīng)改進計算機基礎(chǔ)的教學(xué)，教育工作者應(yīng)解決教學(xué)中存在的挑戰(zhàn)。為此本文提出了一些參考的策略，希望能起到拋磚引玉的作用，并希望與業(yè)內(nèi)人士共同探討。