高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)對策研究

胡平霞　丁鋒　徐一斐　朱鵬

摘要：從高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)現(xiàn)狀出發(fā)，有針對性地提出以計(jì)算思維培養(yǎng)“I+X”課程體系為核心，從計(jì)算思維培養(yǎng)計(jì)劃、計(jì)算思維師資隊(duì)伍建設(shè)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及自主學(xué)習(xí)策略等方面提出對策，開拓高職學(xué)生計(jì)算思維教育新局面。

關(guān)鍵詞：高職院校;計(jì)算思維;計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);課程體系

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8228（2020）08-121-04

0 引言

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念來進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。計(jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。我們不僅要學(xué)會閱讀、寫作和算術(shù)（ Reading，wRiting，andaRithmetic-3R），還要學(xué)會計(jì)算思維[1-2]。

高等職業(yè)教育（高職教育）是職業(yè)教育的高等階段，是高等教育的重要組成部分。高職教育是在培養(yǎng)一定理論知識基礎(chǔ)上側(cè)重學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為社會輸送實(shí)用技能型人才，以滿足社會基層、生產(chǎn)、服務(wù)和管理對實(shí)用型人才的需求。高等職業(yè)教育中，學(xué)生（高職學(xué)生）是新時(shí)代創(chuàng)新型、高技能職業(yè)人才的主體。因此高職學(xué)生必須具備計(jì)算思維能力[3]，高職院校也應(yīng)重視學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)。

1 高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)現(xiàn)狀及歸因分析

為了對高職學(xué)習(xí)者計(jì)算思維發(fā)展現(xiàn)有態(tài)勢相關(guān)問題進(jìn)行研究，在綜述國內(nèi)外計(jì)算思維相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了針對高職學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維調(diào)查問卷，對湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院、湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院和湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院三所高職院校的一年級、二年級及三年級在校高職學(xué)生進(jìn)行了在線調(diào)查。

對在線調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，發(fā)現(xiàn)衡陽市高職學(xué)生計(jì)算思維有待提升，整體發(fā)展現(xiàn)狀有待加強(qiáng)。根據(jù)高職學(xué)生計(jì)算思維現(xiàn)狀差異性分析，結(jié)合相關(guān)資源查詢、實(shí)際考察、教師或?qū)W生訪談等得知造成目前現(xiàn)狀的原因主要有以下幾個(gè)方面：

1.1 高職院校計(jì)算思維教育重視程度不高

《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵在于培養(yǎng)一種新的思維方式：在問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和行為理解過程中，學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)”方法，運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)性概念，學(xué)會像“計(jì)算機(jī)一樣思考”，建立“計(jì)算思維”[4]?！癈9聯(lián)合聲明”提出培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是大學(xué)計(jì)算機(jī)類課程的重要任務(wù)。

大多數(shù)高職學(xué)校都開設(shè)以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)為主的通識類課程，但是計(jì)算思維融入不夠，課程核心內(nèi)容還是以操作系統(tǒng)和辦公軟件。雖然一些高職院校根據(jù)專業(yè)情況開設(shè)了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類課程，但由于沒有緊密聯(lián)系專業(yè)應(yīng)用，沒有遵循學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展規(guī)律，對學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)幫助不大。

將計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程進(jìn)行構(gòu)建與整合是培育高職學(xué)生計(jì)算思維的一個(gè)重要途徑，是高職院校計(jì)算思維教育的核心。建立基于計(jì)算思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)課程體系對高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)刻不容緩。

1.2 高職教師的導(dǎo)向作用有待提升

高職院校一線教學(xué)的主干力量是高職教師，因此高職教師是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的關(guān)鍵因素之一。然而計(jì)算思維培養(yǎng)是一個(gè)持續(xù)性的活動，不能僅僅靠計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，還需要一系列其他課程接力完成。因此不管是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教師還是專業(yè)課程，其計(jì)算思維能力的強(qiáng)弱都將影響學(xué)生計(jì)算思維能力的形成。建立具備較高計(jì)算思維的高職院校教師隊(duì)伍非常必要，以更好地在各課程教學(xué)中發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的主導(dǎo)作用。

1.3 高職學(xué)生學(xué)習(xí)主動性偏低，學(xué)習(xí)積極性有待提高

根據(jù)計(jì)算思維現(xiàn)狀調(diào)查，高職三年級學(xué)生的計(jì)算思維水平比二年級、一年級的整體水平要高。說明經(jīng)過前面二年的就學(xué)和積累，學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力獲得提升，這種學(xué)習(xí)能力能促進(jìn)計(jì)算思維的形成，突出了其主觀能動性對自身計(jì)算思維培養(yǎng)的關(guān)鍵作用。國內(nèi)外眾多計(jì)算機(jī)專家都普遍認(rèn)為，計(jì)算思維是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最具有根本性和本質(zhì)性的思想[3]，說明計(jì)算思維培養(yǎng)是一項(xiàng)持續(xù)性的學(xué)習(xí)活動。

因此高職學(xué)生計(jì)算思維能力的形成過程中學(xué)生的自身因素顯示尤為關(guān)鍵。在基于計(jì)算思維培養(yǎng)的課程教學(xué)過程中，教師主導(dǎo)，學(xué)生主體，把計(jì)算思維真正內(nèi)化到學(xué)習(xí)者原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

2 高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)對策探討

針對高職學(xué)生計(jì)算思維能力有待提升，結(jié)合以上歸因分析，從衡陽市高職院校總體培養(yǎng)環(huán)境、師資力量以及學(xué)生特征等方面出發(fā)，對高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)提出思考和對策，以促進(jìn)高職學(xué)生計(jì)算思維教育改革。

2.1 重視計(jì)算思維培養(yǎng)，制定計(jì)算思維培養(yǎng)計(jì)劃

調(diào)查顯示，衡陽市高職學(xué)校均開設(shè)計(jì)算機(jī)通識類課程且重視學(xué)生信息素養(yǎng)，提升學(xué)習(xí)者使用計(jì)算機(jī)設(shè)備解決專業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)實(shí)問題的能力。從實(shí)際學(xué)習(xí)效果來看，高職學(xué)校的計(jì)算機(jī)入門課程停留在“工具論”層次，因此需要從高職學(xué)校的教學(xué)管理層面出發(fā)，建立針對學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的計(jì)算思維培育體系。

2.1.1重視計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)素養(yǎng)和基本能力培養(yǎng)，推廣普及基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革

學(xué)校教學(xué)管理者應(yīng)該重視計(jì)算思維教育及學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè);教學(xué)活動的主導(dǎo)者應(yīng)提升自身計(jì)算思維素養(yǎng)以及專業(yè)能力，更新教學(xué)理念，探索新的知識傳授模式，在真實(shí)教學(xué)場景及學(xué)習(xí)活動中改革計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方法，使學(xué)習(xí)者漸漸形成計(jì)算思維能力。學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，更應(yīng)該意識到計(jì)算思維對創(chuàng)新能力以及未來職業(yè)能力的重要性，從“工具論”中走出，主動形成計(jì)算思維，提升使用計(jì)算設(shè)備解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力。只有學(xué)校、教師及學(xué)生三方面都引起重視，形成促進(jìn)計(jì)算思維培養(yǎng)的合力，才能普及基于計(jì)算思維培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，提升高職學(xué)生計(jì)算思維水平。

2.1.2 針對學(xué)生專業(yè)制作計(jì)算思維培養(yǎng)計(jì)劃

計(jì)算思維是新時(shí)代大學(xué)生必備的思維形式，是推動人類文明進(jìn)步、科技發(fā)展的思維之一，對學(xué)生創(chuàng)新能力及未來就業(yè)及職業(yè)生涯發(fā)展都有重要影響。高職學(xué)校應(yīng)該在學(xué)生培養(yǎng)方案中制定明確的計(jì)算思維培育計(jì)劃，計(jì)劃應(yīng)對計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)課程相結(jié)合的實(shí)施路徑提供明確的指導(dǎo)思想，使計(jì)算思維培養(yǎng)有章可循。

2.2 構(gòu)建基于計(jì)算思維培養(yǎng)的“1+X”課程體系

正是由于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域各技術(shù)的飛快發(fā)展推動了計(jì)算思維的研究，計(jì)算機(jī)科學(xué)本身和計(jì)算思維就存在很多共同的特征：有限性（可表述性）、確定性（無歧義性）、機(jī)械}生（可通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)）[5]。雖然數(shù)學(xué)領(lǐng)域和工程領(lǐng)域的一些相關(guān)課程也能培養(yǎng)計(jì)算思維，但是考慮高職學(xué)生的學(xué)習(xí)層次，以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)為代表的計(jì)算機(jī)通識類課程是培養(yǎng)高職學(xué)習(xí)者計(jì)算思維素養(yǎng)的主要課程。

計(jì)算思維培養(yǎng)是一個(gè)持續(xù)性的培養(yǎng)過程，需要一個(gè)完整、遞進(jìn)的課程體系共同完成。構(gòu)建以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)為核心的“1+X”課程培養(yǎng)體系，面向不同專業(yè)的有層次差異的課程培養(yǎng)體系，探討關(guān)于計(jì)算思維培養(yǎng)的課程構(gòu)建思路。針對計(jì)算思維培養(yǎng)構(gòu)建全新的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系，是在原有課程內(nèi)容基礎(chǔ)上，以計(jì)算思維相關(guān)知識為主線，創(chuàng)新組織和整理課程內(nèi)容，在課程學(xué)習(xí)過程中，滲入計(jì)算思維方法，引導(dǎo)學(xué)生形成計(jì)算思維素養(yǎng)[6]。

以計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)為核心，基于計(jì)算思維培養(yǎng)的“1+X”課程體系包括基礎(chǔ)素養(yǎng)、方法設(shè)計(jì)、專業(yè)應(yīng)用及拓展創(chuàng)新四個(gè)層次，具體如圖1所示。

（1）基礎(chǔ)素養(yǎng)

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)作為高職學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，建議以公共必修課的性質(zhì)在一年級上期開設(shè)，在課程內(nèi)容設(shè)置中應(yīng)該包括計(jì)算思維導(dǎo)入和計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和計(jì)算思維。

（2）方法設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，程序思想與算法思想雖然不等同于計(jì)算思維，但毋庸置疑的是程序思想與算法確實(shí)是計(jì)算思維培育的核心部分。建議在一年級下學(xué)期，根據(jù)學(xué)生專業(yè)不同差異化地設(shè)置程序設(shè)計(jì)類課程，如理工類學(xué)生開設(shè)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、算法導(dǎo)論等;人文科學(xué)類學(xué)生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全、信息管理系統(tǒng)等。在方法設(shè)計(jì)層面開設(shè)的課程主要訓(xùn)練學(xué)習(xí)者基于計(jì)算思想的基本方法和設(shè)計(jì)能力，培育計(jì)算思維能力。

（3）專業(yè)應(yīng)用

基于計(jì)算思維培養(yǎng)的“1+X”課程體系最終是培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算思維創(chuàng)新性地解決專業(yè)崗位、專業(yè)領(lǐng)域碰到的問題或難題。在二年級上學(xué)期，專業(yè)領(lǐng)域?qū)用婵筛鶕?jù)學(xué)生專業(yè)差異開設(shè)專業(yè)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)相關(guān)課程，如計(jì)算機(jī)類專業(yè)可開設(shè)Android技術(shù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)等;電子商務(wù)專業(yè)可開設(shè)Web前端開發(fā)或用戶界面設(shè)計(jì)等;園林類專業(yè)可開設(shè)辦公軟件高級應(yīng)用、Photoshop等。

（4）拓展創(chuàng)新

在拓展創(chuàng)新層面學(xué)生可以有更多選擇，借助免費(fèi)開放的在線慕課平臺如中國大學(xué)慕課、智慧樹網(wǎng)、職教云平臺等在線開放共享平臺優(yōu)質(zhì)課程資源，建議以興趣課或?qū)W分課形式要求學(xué)生選修一到兩門相關(guān)的課程，有利于學(xué)生在計(jì)算思維基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展創(chuàng)新能力，為新時(shí)代創(chuàng)新型職業(yè)技能人才提供保障。

2.3 增強(qiáng)計(jì)算思維師資隊(duì)伍建設(shè)，強(qiáng)化教師主導(dǎo)作用

基于“1+X”課程體系的計(jì)算思維教學(xué)離不開師資隊(duì)伍建設(shè)，教師自身計(jì)算思維素養(yǎng)以及計(jì)算思維教學(xué)理念對課程教學(xué)效果有決定性影響[7]。

計(jì)算思維師資隊(duì)伍建設(shè)可以分以下兩個(gè)階段、多種途徑提高教師隊(duì)伍計(jì)算思維：

第一階段，結(jié)合衡陽市高職院校實(shí)際情況，邀請國內(nèi)外知名專家對計(jì)算機(jī)專業(yè)教師隊(duì)伍開展計(jì)算思維培訓(xùn)。培訓(xùn)路徑主要分計(jì)算思維意識、計(jì)算思維方法和計(jì)算思維能力三個(gè)不同層系。培訓(xùn)方式可以靈活多樣，如專題講座、在線培訓(xùn)或教師自主在慕課平臺上選修計(jì)算思維相關(guān)課程等。通過培訓(xùn)提高計(jì)算機(jī)專業(yè)教師群體計(jì)算思維素養(yǎng)，為“1+X”課程體系保證師資力量。

第二階段，在前期培訓(xùn)基礎(chǔ)上，由已經(jīng)具備較好計(jì)算思維素養(yǎng)的計(jì)算機(jī)教師給其他各專業(yè)教師開展計(jì)算思維普及培訓(xùn)，全面提升教師隊(duì)伍計(jì)算思維水平，為將計(jì)算思維融入專業(yè)課程間做鋪墊。

通過兩階段、多層系地培訓(xùn)，強(qiáng)化教師計(jì)算思維意識，訓(xùn)練計(jì)算思維方法，提高教師隊(duì)伍計(jì)算思素養(yǎng)，在課程教學(xué)融入計(jì)算思維，提升教學(xué)引導(dǎo)者的作用，引導(dǎo)高職學(xué)生形成計(jì)算思維。

2.4 從學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)

從在線問卷調(diào)查數(shù)據(jù)來看，高職學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)參差不齊，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，可以考慮把學(xué)生按基礎(chǔ)不同以及專業(yè)情況，分為基礎(chǔ)素養(yǎng)班、方法提升班和思維拓展班，其中基礎(chǔ)素養(yǎng)班重點(diǎn)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識和基本操作，方法提升班在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、基本操作及程序設(shè)計(jì)，思維拓展班以興趣小組為單位開展計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)的拓展學(xué)習(xí)。

在分層次分專業(yè)實(shí)施計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)外，由于學(xué)生是教學(xué)的主體，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力影響自身計(jì)算思維能力的形成。高職學(xué)校需從學(xué)校層面采取有效措施引導(dǎo)學(xué)生形成良好的自主學(xué)習(xí)能力。

（1）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣內(nèi)化成學(xué)習(xí)動力

興趣是最好的激勵(lì)因素，學(xué)習(xí)興趣對學(xué)習(xí)動力有很重要的影響[8]。通過分層次分班，通過明確的學(xué)習(xí)目的，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，有興趣學(xué)習(xí)，從而促使學(xué)習(xí)者利用課余時(shí)間拓展計(jì)算機(jī)科學(xué)知識，進(jìn)而，形成終身受用的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（2）構(gòu)建資源豐富的線上學(xué)習(xí)平臺，培養(yǎng)有效的線上學(xué)習(xí)策略

隨著高職學(xué)校智慧校園建設(shè)的推進(jìn)，大部分學(xué)校都有在線開放的學(xué)習(xí)平臺。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教師應(yīng)做到用好平臺，制作出優(yōu)質(zhì)的計(jì)算思維相關(guān)課程資源，在課程教學(xué)活動中，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用在線平臺的資源解決實(shí)際問題，并有能力進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。

3 結(jié)束語

通過對高職學(xué)生計(jì)算思維現(xiàn)狀剖析，從提升高職學(xué)生計(jì)算思維素養(yǎng)角度出發(fā)，探討基于計(jì)算思維培養(yǎng)的“1+X”課程體系建設(shè)，同時(shí)從計(jì)算思維培養(yǎng)計(jì)劃、計(jì)算思維教師隊(duì)伍建設(shè)，學(xué)生興趣及自主學(xué)習(xí)習(xí)慣等方面提出計(jì)算思維培養(yǎng)對策，為高職學(xué)校發(fā)展學(xué)習(xí)者計(jì)算思維提供參考對策。由于高職院校尚未全面開展基于計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)改革，為培養(yǎng)具備良好計(jì)算思維素養(yǎng)的創(chuàng)新型高技能人才，教師需要在課程教學(xué)理念和課堂教學(xué)活動中不斷思考和實(shí)踐，創(chuàng)新教學(xué)方法，探索培育學(xué)生計(jì)算思維的新教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1]Wing J M. Computational thinking and thinking aboutcomputing[EB/OLl.[2013-12-02]. http：//wenku. baidu.com/view/dbOcd42de2bd9 60 59 0c67 7e4.htm.

[2]周以真.計(jì)算思維[J].中國計(jì)算機(jī)學(xué)會通訊，2007.3：83-85

[3]教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會.計(jì)算思維教學(xué)改革宣言[J].中國大學(xué)教學(xué)，2013.7：7-10，17

[4]九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010.9：4，9

[5]李廉.計(jì)算思維—概念與挑戰(zhàn)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012.1： 7-12

[6]牟琴.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)與學(xué)習(xí)的模式研究與實(shí)踐[D].四川師范大學(xué)，2012：3-8

[7]楊建磊.關(guān)于我國大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中“計(jì)算思維能力培養(yǎng)”的研究[D].蘭州大學(xué)，2014：38-44

[8]豐娟娟.高職學(xué)生自i學(xué)習(xí)意識和能力的培養(yǎng)策略[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊.2014.6：119-120

基金項(xiàng)目：衡陽市社會科學(xué)聯(lián)合會，自籌經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“衡陽市高職學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)對策研究”（2017D107）;湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目，一般資助項(xiàng)目“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法研究”（16C0565）;衡陽市科技計(jì)劃項(xiàng)目，一般資助項(xiàng)目“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究”（2016KJ20）

作者簡介：胡平霞（1984-），女，湖南新田人，副教授，主要研究方向：計(jì)算機(jī)教育研究，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。