以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)的教學(xué)改革策略探討

蔣恒

摘要：當(dāng)前階段，高等院校的計(jì)算機(jī)教育教學(xué)改革要立足于計(jì)算思維和能力發(fā)，借助于二者的相互融合，培養(yǎng)符合社會(huì)需要的計(jì)算機(jī)專業(yè)復(fù)合人才。將計(jì)算思維和能力引入新時(shí)代計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，符合時(shí)代要求并且是教學(xué)改革的必經(jīng)之路。本文借助于研究計(jì)算思維和能力為基礎(chǔ)的教學(xué)改革有效路徑，希望能夠切實(shí)幫助計(jì)算機(jī)教學(xué)改革取得一定成效。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;計(jì)算能力;教學(xué)改革

1引言：最早是西方國(guó)家提出了“計(jì)算思維和能力”這一概念，具體指的是借助于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)概念來設(shè)計(jì)系統(tǒng)、解決問題的思維以及具備計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理念的相應(yīng)能力?！坝?jì)算思維和能力”的面世，極大程度上影響了計(jì)算機(jī)教育的發(fā)展進(jìn)程?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)教學(xué)領(lǐng)域，一直致力于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，然而并不側(cè)重于培養(yǎng)其計(jì)算思維和能力。存在錯(cuò)誤的觀念認(rèn)為計(jì)算機(jī)是一門單純的實(shí)踐性學(xué)科，只要能夠熟練操作就是擁有較高的計(jì)算機(jī)水平，所以，以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)的教學(xué)改革至關(guān)重要。

2 以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)的教學(xué)改革的重要地位

2.1以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)展開教學(xué)實(shí)踐是教學(xué)改革的必經(jīng)之路

以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)展開教學(xué)實(shí)踐，可以輔助學(xué)生樹立計(jì)算思維，培養(yǎng)計(jì)算能力，使其在面對(duì)問題時(shí)，能夠應(yīng)用計(jì)算思維和計(jì)算能力來尋求解決之道，為其成為復(fù)合型人才奠定基礎(chǔ)，在日后的研發(fā)過程可以利用計(jì)算手段來進(jìn)行剖析。當(dāng)然此過程需要側(cè)重于將現(xiàn)實(shí)的問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表達(dá)形式，而不單單是單純的追求解決問題的方法。

2.2以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)展開教學(xué)實(shí)踐是升級(jí)教學(xué)模式以及教學(xué)方法的必經(jīng)之路

突破了傳統(tǒng)教學(xué)方式以及教學(xué)方法的束縛，以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)展開教學(xué)實(shí)踐給予了教師傳播計(jì)算機(jī)知識(shí)的全新渠道，有助于教師在教學(xué)活動(dòng)中源源不斷的發(fā)現(xiàn)問題并且解決問題，通過此過程，教師的個(gè)人業(yè)務(wù)水平也得到提升，自身的創(chuàng)造能力也有所精進(jìn)。除此以外，教師輔助學(xué)生培養(yǎng)計(jì)算思維和能力，并鼓勵(lì)學(xué)生將其應(yīng)用到自身的生活和實(shí)踐領(lǐng)域，為將來的科技研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2.3以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)展開教學(xué)實(shí)踐是時(shí)代發(fā)展需要。

如今人們已經(jīng)身處于大數(shù)據(jù)時(shí)代，“大數(shù)據(jù)”不單單是代表著一種技術(shù)，更多的是需要面對(duì)海量的數(shù)據(jù)信息，各行各業(yè)都處于大數(shù)據(jù)時(shí)代所帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)之中，高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也無法例外。無論是教學(xué)的方式方法，還是具體的教學(xué)內(nèi)容，無一不向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的方向發(fā)展。立足于教學(xué)根本來說，高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)永遠(yuǎn)都是伴隨著相應(yīng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，深入地對(duì)數(shù)據(jù)加以剖析，其本質(zhì)就是一種計(jì)算，這也就要求必須具備相應(yīng)的計(jì)算思維和能力。

3當(dāng)代計(jì)算機(jī)教育的薄弱環(huán)節(jié)

3.1計(jì)算機(jī)教學(xué)理念存在偏差，教學(xué)環(huán)境有待提升

當(dāng)代高等院校在開展計(jì)算機(jī)教學(xué)活動(dòng)的過程中，仍然未能及時(shí)的轉(zhuǎn)變觀念，尚未把計(jì)算思維和能力放到高度重視的地位，而且對(duì)其理解存在一定的偏差，認(rèn)為這并不是教育教學(xué)過程中的重難點(diǎn)，除此之外，尚未充分認(rèn)知到培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力是一項(xiàng)復(fù)雜的、長(zhǎng)期性的工作，因此在具體的教學(xué)過程中很難將計(jì)算思維和能力貫徹到教學(xué)內(nèi)容中去，無法有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生在此項(xiàng)領(lǐng)域的長(zhǎng)足進(jìn)步。

除此以外，教學(xué)環(huán)境有待提升。這里的教學(xué)環(huán)境包括師資力量和平臺(tái)資源。目前大多數(shù)高等院校展開計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的時(shí)候，還是只能依靠教師授課，缺乏線上平臺(tái)的參與。而教師自身的專業(yè)素養(yǎng)存在一定的滯后性，雖有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但是也建立了較為傳統(tǒng)固化的教學(xué)思維。

3.2教材內(nèi)容不符合計(jì)算思維和能力的要求

教材內(nèi)容的具體編制大多是依靠教學(xué)大綱的要求，然而現(xiàn)階段由于教育工作者無法充分的認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維和能力的重要地位，所以關(guān)于此項(xiàng)目的書籍和教材參考并不多見，而且在僅有的書籍和參考資料中，整體的內(nèi)容質(zhì)量仍然存在不足。高等院校應(yīng)用的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)教材大部分內(nèi)容過于陳舊，編制較為零散，專業(yè)度有待提升。舉例來說，隨著計(jì)算機(jī)走進(jìn)千家萬戶，而且在學(xué)生的小學(xué)、初中、高中階段都有所涉及，所以學(xué)生對(duì)于Excel、Word、Powerpoint等等基礎(chǔ)軟件知識(shí)已經(jīng)比較熟悉，再重復(fù)講解就很難調(diào)動(dòng)他們的積極性，然而目前應(yīng)用的教材仍然有大部分內(nèi)容涉及到這些基礎(chǔ)軟件的操作，顯然這并不符合當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。

3.3教學(xué)方法固化

雖然計(jì)算機(jī)教學(xué)是一門更加注重實(shí)踐的學(xué)科，然而在其教學(xué)方法上依然和部分文化課相近似，主要采用先講解理論然后自行練習(xí)的方式。由于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論較為枯燥，所以很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，而且當(dāng)學(xué)生有了一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之后，更加無法深入的進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此在此過程中也就無法談及計(jì)算思維和能力的培養(yǎng)。

4以“計(jì)算思維和能力”為基礎(chǔ)的教學(xué)改革有效策略

4.1及時(shí)轉(zhuǎn)變教育理念，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境

由于傳統(tǒng)教學(xué)理念所存在的偏差，會(huì)影響到學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，因此，教育工作者需要在實(shí)際開展教學(xué)活動(dòng)之前，首先轉(zhuǎn)變教育理念，深入的意識(shí)到計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要地位，對(duì)其有個(gè)正確看待的態(tài)度。具體可參考以下幾點(diǎn)：第一，計(jì)算思維并不等同于編程能力，而是指的一種邏輯思維概念。編程是一項(xiàng)具體的計(jì)算機(jī)工作，然而計(jì)算思維是一種相對(duì)抽象的邏輯思想，它需要借助于具體事件來深入分析其本質(zhì)，立足于某個(gè)角度展開分析和思考的過程。第二，充分重視人的地位。計(jì)算思維和能力本身就是人所擁有的，這種思維和能力并不局限于計(jì)算機(jī)課程本身，還應(yīng)該被廣泛的應(yīng)用于日常的生產(chǎn)活動(dòng)和生活中，用于解決實(shí)際存在的問題。舉例來說，比如眾所周知，當(dāng)丟失了一件東西的時(shí)候，必然首先順著原路走回去尋找，其實(shí)這就是計(jì)算思維中典型的回溯方式。而在大型超市中，設(shè)計(jì)了多個(gè)收銀付款臺(tái)，這也就相當(dāng)于計(jì)算機(jī)中的多服務(wù)器模型。計(jì)算思維和能力是人們想要實(shí)現(xiàn)自身良好發(fā)展所必須具備的技能之一。如今人們身處于信息化的時(shí)代，大數(shù)據(jù)潮流之風(fēng)盛行，想要高品質(zhì)的生活，計(jì)算思維和能力是必不可少的工具之一。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程的構(gòu)建要緊緊圍繞著計(jì)算思維展開，才有利于對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力的根本提高。目前，教育部已經(jīng)設(shè)立了大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革項(xiàng)目”計(jì)算機(jī)思維與計(jì)算機(jī)課程研究及教材建設(shè)“，許多高校也建立起針對(duì)這一改革項(xiàng)目的課程體系。有些教師也為此做出了突出貢獻(xiàn)，例如哈工大戰(zhàn)德臣教授把大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程所包含的知識(shí)點(diǎn)以計(jì)算樹的形式展現(xiàn)出來，還編制了大學(xué)生計(jì)算機(jī)課程相關(guān)教材，已經(jīng)應(yīng)用到許多高校的教學(xué)中。除此之外，不同地區(qū)的高校要建立適合本地發(fā)展水平的特色教學(xué)課程體系?，F(xiàn)在主流的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系是教育部指導(dǎo)委員會(huì)所提出的”1+x“方案，方案中的1和x分別代表兩個(gè)教學(xué)層次，1是第一層次是指大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)必修課，x是根據(jù)不同的專業(yè)設(shè)立不同方向和內(nèi)容的計(jì)算機(jī)課程。比如理工科多開展程序設(shè)計(jì)課程，文科開展媒體技術(shù)及應(yīng)用方向，經(jīng)管專業(yè)研究數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用方向。實(shí)踐下來，這種開設(shè)課程的模式是可行且有效的。然而如今仍有待解決的問題是如果提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維，需要在原來的基礎(chǔ)上建立新的課程體系，就需要相關(guān)工作者深入分析研究，將計(jì)算機(jī)思維融入到教學(xué)中。