基于培養(yǎng)計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)課程改革研究

李蕓

摘 要：當(dāng)下，國內(nèi)外已形成計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的核心價(jià)值就是培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”這一普遍共識(shí)。計(jì)算思維的培養(yǎng)應(yīng)從計(jì)算機(jī)專業(yè)理論知識(shí)的教授轉(zhuǎn)換為注重結(jié)合專業(yè)應(yīng)用需求的實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐能力，特別是翻轉(zhuǎn)課堂、慕課平臺(tái)等一系列教學(xué)改革實(shí)踐的開展為實(shí)驗(yàn)課程成為先導(dǎo)課程提供了必要的支持。因而，一直處于輔助地位、著力訓(xùn)練學(xué)生實(shí)踐能力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的改革應(yīng)首當(dāng)其沖被重視和落實(shí)。本文探討了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課程體系存在的問題及相應(yīng)解決方案，并對未來進(jìn)一步落實(shí)實(shí)驗(yàn)課程改革提出了展望。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 課程改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0147-02

1 程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)課程改革的意義

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言課程體系不僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)前導(dǎo)必修課，也是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的通識(shí)基礎(chǔ)必修課。在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維、信息素養(yǎng)、掌握利用信息技術(shù)解決專業(yè)研究和應(yīng)用問題的能力至關(guān)重要的今天，程序設(shè)計(jì)類課程的重要性顯而易見。然而，有限的課時(shí)和既定的課程結(jié)構(gòu)內(nèi)大學(xué)程序設(shè)計(jì)語言課程究竟講授什么內(nèi)容才能培養(yǎng)計(jì)算思維？如何讓“計(jì)算思維”為學(xué)生的能力錦上添花？如果擺脫枯燥的理論知識(shí)和脫離專業(yè)應(yīng)用研究背景的現(xiàn)狀，導(dǎo)致其掩蓋了程序設(shè)計(jì)語言課程強(qiáng)大的實(shí)用性和豐富的邏輯深度？程序設(shè)計(jì)語言課程怎樣既滲透不同專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用需求，又充滿趣味性，給予學(xué)生解決問題的成就感和積極性？這些問題都對現(xiàn)有的程序設(shè)計(jì)課程中重點(diǎn)培養(yǎng)動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的內(nèi)容、方法、目標(biāo)及評價(jià)體系提出了要求。

程序設(shè)計(jì)語言課程一直是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要堡壘。如何在有限的課時(shí)和既定的課程結(jié)構(gòu)內(nèi)使大學(xué)程序設(shè)計(jì)語言課程滲透計(jì)算思維變得尤為關(guān)鍵。計(jì)算機(jī)教育多年的“狹義工具論”使實(shí)驗(yàn)課程更是一直處于輔助和次要地位，不僅會(huì)使學(xué)生對計(jì)算思維相關(guān)學(xué)科的認(rèn)識(shí)淡化、動(dòng)手實(shí)踐能力差、無法理解程序設(shè)計(jì)語言課程在課程框架中的重要地位，學(xué)生形成課程難度大、實(shí)用性弱的錯(cuò)誤印象，最終扼殺學(xué)生的探索欲和創(chuàng)新力，無助于計(jì)算技術(shù)中最重要的核心思想與方法的掌握，與培養(yǎng)計(jì)算思維的方向背道而馳。因此，實(shí)驗(yàn)課程的改革刻不容緩。

2 程序設(shè)計(jì)語言課程實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 課時(shí)分配和排課不合理

目前程序設(shè)計(jì)語言課程還停留在以“教”為主的單向模式，這種模式依靠課堂理論教學(xué)的信息不公平性，屏蔽了學(xué)生的知識(shí)層次、學(xué)生獲取信息渠道豐富且具備自主學(xué)習(xí)的能力和興趣這些差異。而程序設(shè)計(jì)語言課程真正教學(xué)的目的應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思維和將解決方案付諸實(shí)踐的能力。不應(yīng)將理論知識(shí)點(diǎn)的灌輸作為授課的重點(diǎn)。正是傳統(tǒng)教學(xué)大綱的固有理念存在問題，使得實(shí)驗(yàn)課處于從屬地位，課時(shí)分配只占總課時(shí)計(jì)劃的1/3～1/2，且與理論課通常間隔時(shí)間較長，幾乎完全脫節(jié)。學(xué)生來到實(shí)驗(yàn)課堂對于需要解決問題涉及到的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐耆幻鞔_，課內(nèi)匆匆完成任務(wù)式提交，實(shí)驗(yàn)課變成了可有可無的“負(fù)擔(dān)”。

2.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)安排過于依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

作為計(jì)算機(jī)通識(shí)基礎(chǔ)課程，只有充分引入各行業(yè)案例，深入結(jié)合專業(yè)需要和實(shí)際，才能既激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又幫助學(xué)生掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，且提高在實(shí)際問題中解決分析的能力。實(shí)驗(yàn)教材從編寫到成書，再到經(jīng)過一定時(shí)間的使用才能看到其應(yīng)用效果。如此長的時(shí)間周期內(nèi)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容墨守陳規(guī)、毫無新意，更沒有面向不同專業(yè)當(dāng)下研究問題的應(yīng)用。其次，實(shí)驗(yàn)的編寫大多按理論知識(shí)點(diǎn)的章節(jié)分布，局限性大，且基本以簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不僅靈活性欠缺、不利用學(xué)生發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)語言課程的實(shí)用性和趣味性，而且為互相抄襲應(yīng)付學(xué)習(xí)任務(wù)提供了溫床。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)過于落后

長期以理論知識(shí)點(diǎn)教授為主的教學(xué)思路導(dǎo)致學(xué)生理論課后對如何進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用沒有思路，實(shí)驗(yàn)課帶著完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上對應(yīng)試驗(yàn)任務(wù)的情緒，既沒有明確目的參與分組討論的氛圍，更是形成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)之間毫無聯(lián)系、實(shí)驗(yàn)課程與理論課程獨(dú)立的錯(cuò)誤印象。信息的反饋、教學(xué)效果的評估僅依賴于實(shí)驗(yàn)報(bào)告、程序代碼甚至紙質(zhì)試卷的分?jǐn)?shù)，對于學(xué)生自主探索和創(chuàng)新的積極性有百害而無一利。長此以往，能力強(qiáng)的學(xué)生實(shí)力無法考察，對于學(xué)生算法和計(jì)算思維的培養(yǎng)更是無從談起。

3 基于培養(yǎng)計(jì)算思維的程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)課改革方案

結(jié)合以上問題，實(shí)驗(yàn)課應(yīng)改變死板按照理論課教材的章節(jié)分布來安排內(nèi)容，是理論教學(xué)從屬的陳舊模式。

（1）在課時(shí)方面應(yīng)不少于理論課時(shí)，且應(yīng)成為理論課堂的前導(dǎo)課程。針對以“知識(shí)點(diǎn)為導(dǎo)向，以教學(xué)任務(wù)為驅(qū)動(dòng)”結(jié)合豐富的實(shí)例來布置試驗(yàn)任務(wù)。這樣才能保證知識(shí)的預(yù)熱、算法的消化和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式的落實(shí)。

（2）實(shí)驗(yàn)教材的選擇和編寫要求相應(yīng)負(fù)責(zé)教師具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、扎實(shí)的專業(yè)背景和授課經(jīng)歷，既能布置反映學(xué)生思維能力、動(dòng)手實(shí)力的任務(wù)，同時(shí)又能兼顧不同基礎(chǔ)的學(xué)生，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具備層次性和拓展的高度。做到深入淺出、貼合大綱，鼓勵(lì)多種解決方案，完成培養(yǎng)要求的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和能動(dòng)性。

（3）徹底打破慣有教學(xué)模式，充分利用新穎的平臺(tái)資源?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)給人板起面孔、端著架子的刻板印象，不重視學(xué)生的能力開發(fā)，更得不到有效的教學(xué)反饋。當(dāng)前，作為提高教育質(zhì)量、推動(dòng)教育公平的重要途徑，慕課平臺(tái)、資源開發(fā)機(jī)構(gòu)、校企聯(lián)盟等都已經(jīng)搭建分布式數(shù)據(jù)庫，提供給師生進(jìn)行海量的教學(xué)和互動(dòng)信息發(fā)布和收集。這些資源不僅具備啟發(fā)性、多元性，更有效地節(jié)約了課堂教學(xué)，為教學(xué)和實(shí)踐提供了可靠的保障和彈性的訪問充分地預(yù)熱了課堂、為轉(zhuǎn)變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)呈現(xiàn)了良好的框架。

（4）上機(jī)練習(xí)和考試系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步開發(fā)和提升功能模塊。傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)由于其輔助從屬地位，對實(shí)驗(yàn)成績的考察還是重理論、輕實(shí)踐。歸根結(jié)底是由于不愿改變紙質(zhì)量化的評價(jià)體系。應(yīng)徹底改革課程分值比重和考察模式。

4 結(jié)語

計(jì)算思維若潛移默化地滲透進(jìn)學(xué)生的分析和解決問題的過程中，將對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和能力提升起到不可估量的效果。程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)課的改革勢必執(zhí)行。在認(rèn)真研究、熱烈探討并深入推廣實(shí)踐的基礎(chǔ)上，相信不僅對教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力實(shí)現(xiàn)了提高，活躍了課堂，融洽了師生關(guān)系，緊密了組內(nèi)合作，更使學(xué)生在興趣和任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)探索，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，再通過實(shí)踐將理論融會(huì)貫通。然而，在面向程序設(shè)計(jì)語言實(shí)驗(yàn)課程的改革過程中，要始終牢記“摒棄知識(shí)驅(qū)動(dòng)，改為思維驅(qū)動(dòng)”的思路。通過教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)，將計(jì)算思維轉(zhuǎn)化成對學(xué)生終生受益的學(xué)習(xí)方法和動(dòng)手能力。遵循能力培養(yǎng)的過程是循序漸進(jìn)的科學(xué)規(guī)律，才能在課程改革的過程中不會(huì)迷失方向。

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