大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的計(jì)算思維教學(xué)探索

1、<p>　　大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的計(jì)算思維教學(xué)探索</p><p>　　摘 要：針對如何通過大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算思維能力這一熱點(diǎn)問題，首先從不同側(cè)面分析了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的三個(gè)實(shí)踐困局，然后闡述了計(jì)算思維教學(xué)路徑對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的緊迫性和必要性，最后，提出了為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中采取的專題教學(xué)、“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)及案例教學(xué)等幾種較為有效的教學(xué)方

2、式。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；計(jì)算思維；教學(xué)方式 </p><p>　　中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）06-0219-03 </p><p>　　大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的一門必修公共課，是高校通識教育的重要組成部分。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式

3、、教學(xué)方式方法等提出了新的要求。表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，社會對人才的計(jì)算機(jī)技能要求不斷提高；二是計(jì)算機(jī)應(yīng)用無所不在，各專業(yè)亟待提高人才的計(jì)算機(jī)高級應(yīng)用能力；三是計(jì)算機(jī)的普及，使得其在改變當(dāng)代人生活方式的同時(shí)，潛移默化地影響著當(dāng)代人的思維方式，這就要求當(dāng)代大學(xué)生不僅能夠充分利用計(jì)算機(jī)處理日常復(fù)雜事務(wù)，同時(shí)能借助計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去分析、處理現(xiàn)實(shí)事務(wù)。總之，我們應(yīng)認(rèn)清大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)所面臨的嚴(yán)峻形勢，加快改革步伐，使之適

4、應(yīng)信息社會的發(fā)展，滿足社會對信息技術(shù)人才的需求。 </p><p>　　一、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的三個(gè)困局 </p><p>　　當(dāng)前，隨著電腦的普及化和信息全球化的發(fā)展，尤其是平板電腦和手機(jī)智能化的突飛猛進(jìn)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和困局，主要表現(xiàn)在：一是普及化與專業(yè)化的需求悖論；二是理論化與實(shí)戰(zhàn)性的二律背反；三是趣味性與邏輯性的內(nèi)在沖突。 </p><

5、;p>　　（一）普及化與專業(yè)化的需求悖論 </p><p>　　根據(jù)最新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示，截至2011年底，城鎮(zhèn)居民計(jì)算機(jī)擁有率超過70%；截至2012年12月底，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到42.1%，我國網(wǎng)民中農(nóng)村占比為27.6%；截至目前，一些省市城區(qū)的中小學(xué)信息技術(shù)普及率達(dá)到100%，部分地區(qū)的農(nóng)村中小學(xué)信息技術(shù)普及率甚至高達(dá)80%。計(jì)算機(jī)對于當(dāng)代大學(xué)生而言已成為生活、娛樂等的必需品。他們在進(jìn)入大學(xué)前就已經(jīng)能夠熟練

6、地操作計(jì)算機(jī)，有的甚至具備了一定的編程能力。課堂上“普及化”的計(jì)算機(jī)基本理論和技能對于他們來講已不再神奇，非但不能吸引他們的眼球，反而使他們在一定程度上排斥計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。然而，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，能普及那些計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)計(jì)算機(jī)知識，已非易事，又如何擴(kuò)展知識呢？ </p><p>　?。ǘ├碚摶c實(shí)戰(zhàn)性的二律背反 </p><p>　　理論學(xué)時(shí)與實(shí)踐學(xué)時(shí)的配比問題，一直是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

7、教學(xué)改革中備受爭議的問題。很多高校以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)操作技能為主，然而，實(shí)際教學(xué)中，實(shí)踐學(xué)時(shí)并沒有得到有效利用，學(xué)生的實(shí)踐技能并無顯著提高，反而使學(xué)生因課程設(shè)置過于簡單，而忽視這門課程。針對這一問題，一些高校嘗試將原有的以技能性知識為主的教學(xué)內(nèi)容，改為計(jì)算機(jī)導(dǎo)論的精簡版。學(xué)生們在無形之中被從其熟知的計(jì)算機(jī)世界帶入到了一個(gè)充滿陌生的概念和符號的計(jì)算機(jī)世界，他們不能理解為何要學(xué)習(xí)那些似乎很高深而又對自身似乎毫無用處的原理和思想，從而使他們走向

8、另一個(gè)極端――因厭惡而對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程失去興趣。 </p><p>　　（三）趣味性與邏輯性的內(nèi)在沖突 </p><p>　　大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是一門偏理工類的課程，其教學(xué)內(nèi)容決定了這門課程邏輯性較強(qiáng)，缺乏趣味性。通常僅有那些求知欲或好奇心很強(qiáng)的學(xué)生會被那枯燥的理論和復(fù)雜的代碼所吸引。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很多高校對教學(xué)方式方法進(jìn)行了一系列改革，如采用多媒體教學(xué)，試圖通過聲音、圖像等外在因素增

9、強(qiáng)課程的趣味性。然而，對于像計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)等敘述性的知識點(diǎn)以及程序設(shè)計(jì)這類邏輯性很強(qiáng)的課程內(nèi)容，即便采用多媒體教學(xué)，效果依然不明顯。 </p><p>　　目前，鑒于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果不佳，很多專業(yè)都在考慮刪減這一公共必修課的學(xué)時(shí)，甚至取消這門課程，并將其列入專業(yè)改革方案中，使得大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)陷入了內(nèi)外交困的困境。 </p><p>　　二、破解困境的實(shí)踐探索與理論思考

10、</p><p>　?。ㄒ唬┢平饫Ь车膶?shí)踐探索 </p><p>　　面對種種困境，我們曾從教學(xué)模式、教學(xué)方式方法等多方面入手，對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程進(jìn)行改革。 </p><p>　　1.分層次教學(xué)模式 </p><p>　　學(xué)生入學(xué)初始，對其計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識掌握情況通過網(wǎng)考形式進(jìn)行摸底。各任課教師根據(jù)授課班級考核的各項(xiàng)得失分情況，制定分層次教學(xué)

11、的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)的展開主要以占多數(shù)的中等層次學(xué)生為主，通過課堂提問、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等多多關(guān)注低層次同學(xué)。通過課外思考等方式滿足高層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，每次實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和實(shí)戰(zhàn)思考，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是必須完成部分，而實(shí)戰(zhàn)思考則由學(xué)生結(jié)合自身學(xué)習(xí)情況，自由選擇完成。 </p><p><b>　　2.案例教學(xué)法 </b></p><p>　　主要是針對理工科學(xué)生開設(shè)的

12、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程使用的教學(xué)方法。因?yàn)閭€(gè)體的思維方式不同，因此每一個(gè)具體問題都存在一個(gè)以上的解決方案。采用案例教學(xué)法，使學(xué)生在交流各自方法的優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)，吸納彼此的精華，這不僅能增進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識的掌握，同時(shí)也拓展了思路，提高了解決問題的能力。 </p><p>　　3.教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)共享 </p><p>　　教學(xué)課件、歷年全國計(jì)算機(jī)等級考試真題等資源均實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供

13、了廣闊空間。此外，還采用QQ群等方式加強(qiáng)師生間溝通。這種開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，更重要的是在一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 </p><p><b>　　4.上機(jī)網(wǎng)絡(luò)考核 </b></p><p>　　期中、期末課程考核方式均采用上機(jī)網(wǎng)考，考試題目從題庫中隨機(jī)抽取。題目的隨機(jī)性增加了考試的難度，學(xué)生為了通過期末考試，則必須化壓力為動力，用心地去

14、練習(xí)。這種間接的自主學(xué)習(xí)，著實(shí)使學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作技能、編程技能更上一層樓，并大大提高了全國計(jì)算機(jī)等級考試的過級率。 </p><p>　　除了以上幾種改革外，有些高校還引入E-Learning[1]等學(xué)習(xí)交流的新的教學(xué)模式，雖然都能在一定程度上改善大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀，但是均無法從本質(zhì)上改變大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)所遇到的困境。 　?。ǘ┢平饫Ь车睦碚撍伎?</p><p>　　教育部高等

15、學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會提出了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)[2]，可歸納為三種能力[3]，即計(jì)算機(jī)使用能力；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)知能力；計(jì)算思維能力。 </p><p>　　很多高校的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程將重點(diǎn)鎖定在前兩種能力的培養(yǎng)，即通過實(shí)驗(yàn)課程增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)使用能力，通過計(jì)算機(jī)基本概念和原理的講解，增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)知能力。但實(shí)踐證明這條路是行不通的，雖然沒有偏離培養(yǎng)目標(biāo)，但卻沒能很好地權(quán)衡三種能力的

16、輕重。以程序設(shè)計(jì)課程為例，教師常常將語法、讀程序、編寫程序作為教學(xué)重點(diǎn)，由于學(xué)生沒有好的思維方式的引導(dǎo)，常常在遇到一些陌生問題時(shí)無從下手。在程序設(shè)計(jì)課程中，語法都是固定的，而待解決的問題是千變?nèi)f化的，那么如何用固有的語言基礎(chǔ)知識來解決紛繁復(fù)雜的問題，就成了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)成敗的瓶頸。 </p><p>　　2006年3月，美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊《Communica

17、tions of the ACM》雜志上給出并定義了計(jì)算思維，為解決大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革提供了理論基礎(chǔ)。2010年7月在西安交通大學(xué)舉辦了首屆“九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”，并隨后發(fā)表了《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》將“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)[4]。2010年10月中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳國良院士在“第六屆大學(xué)計(jì)算機(jī)課程報(bào)告論壇”倡議將計(jì)算思維引入大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，進(jìn)一步確認(rèn)了計(jì)算思

18、維能力培養(yǎng)在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的核心地位。 </p><p>　　三、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程計(jì)算思維教學(xué)的注意事項(xiàng)及實(shí)施路徑 </p><p>　　（一）計(jì)算思維教學(xué)的注意事項(xiàng) </p><p>　　在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中灌輸計(jì)算思維，目的是培養(yǎng)學(xué)生像擁有閱讀、寫作和算術(shù)基本技能一樣擁有計(jì)算思維能力，并能自覺地應(yīng)用于日常的學(xué)習(xí)、研究與將來的工作中[5]。培養(yǎng)大學(xué)生養(yǎng)成

19、用計(jì)算思維方式解決問題的能力是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，這并不意味著需要將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容“推倒重來”[6]，而是要在原有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行提高和優(yōu)化[7]。 </p><p>　?。ǘ┯?jì)算思維教學(xué)的實(shí)施路徑 </p><p>　　筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，同時(shí)考慮到當(dāng)代大學(xué)生的敏感點(diǎn)、興趣點(diǎn)，在教學(xué)中選取各種不同的教學(xué)方式恰到好處地將計(jì)算思維融入原有的計(jì)

20、算機(jī)基礎(chǔ)知識體系當(dāng)中。從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的教學(xué)目的。 </p><p>　　1.結(jié)合實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置相應(yīng)的專題課 </p><p>　　（1）以講授為主的人物專題 </p><p>　　設(shè)置以講授為主的人物專題，這一想法主要來自于筆者曾接觸過的哲學(xué)專業(yè)課程，他們通過介紹與主題相關(guān)的一些哲學(xué)家的思想，讓學(xué)生來理解、掌握某一觀點(diǎn)。同樣，如果想讓廣大的非計(jì)算機(jī)

21、專業(yè)學(xué)生了解并走進(jìn)計(jì)算機(jī)世界，我們也有必要讓他們熟悉計(jì)算機(jī)世界的代表性人物。由于人物專題以介紹人物的背景、生平、經(jīng)歷、思想、主要成就等內(nèi)容為主線，因此使原本枯燥的教學(xué)內(nèi)容帶有了故事性、趣味性。在授課過程中，利用人物的核心思想吸引和感染學(xué)生，使學(xué)生在了解人物的同時(shí)將其思想融入自身。 </p><p>　?。?）以課堂討論為主的知識點(diǎn)專題 </p><p>　　針對教學(xué)內(nèi)容的主題，教師在課前設(shè)

22、置一系列由淺入深的問題，作為課堂的導(dǎo)向，以學(xué)生對問題的看法、疑問為主題進(jìn)行討論，教師給予參考觀點(diǎn)。如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識等部分內(nèi)容，可以讓學(xué)生談?wù)勊麄兩磉叺亩嗝襟w、網(wǎng)絡(luò)，以及他們所期待的、喜歡的未來的多媒體、網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)、應(yīng)用是什么。通過課堂探討，教師可以適時(shí)地引出他們所不熟知的一些重要的多媒體、網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，以及多媒體及網(wǎng)絡(luò)的新一代高端技術(shù)。這種教學(xué)方式雖然從過程來看，內(nèi)容比較零散，課堂相對無序，但從宏觀上看，是完全按照教師精心設(shè)計(jì)的

23、環(huán)節(jié)展開的。這種教學(xué)方式不僅能充分發(fā)揮學(xué)生的想象力、鍛煉學(xué)生的發(fā)散性計(jì)算思維，還為學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展起到了十分積極的作用。 </p><p><b>　　2.啟發(fā)式教學(xué)法 </b></p><p>　　實(shí)際上，在過去的教學(xué)中，為解決一些具體問題，我們都或多或少地采用了計(jì)算思維教學(xué)中的一種教學(xué)方式――啟發(fā)式教學(xué)，即結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟

24、發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，促使他們生動活潑地學(xué)習(xí)。 </p><p>　?。?）“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法 </p><p>　　所謂的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，就是以某個(gè)實(shí)例為先導(dǎo)，進(jìn)而提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，通過學(xué)和做，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。對于Microsoftword等以操作性為主的課程，我們的理論課通常是以介紹各功能、菜單為主，輔以簡單實(shí)例。對于學(xué)生來講，聽

25、課的難度系數(shù)為0，一看就會。但到實(shí)驗(yàn)課或?qū)嶋H應(yīng)用時(shí)，什么都不記得了。因此，對于這一類的理論課，采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法比較適合。在課堂上，學(xué)生不再是被動的觀看者，而是“任務(wù)”的執(zhí)行者，他必須經(jīng)過思考完成任務(wù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，直至任務(wù)結(jié)束。 </p><p><b>　　（2）案例教學(xué)法 </b></p><p>　　案例教學(xué)法，早在20世紀(jì)80年代就已引入我國，是一種比較成

26、熟的教學(xué)方法。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的案例教學(xué)，就是以我們都熟悉并常常需要處理的一些問題作為討論的核心，并為學(xué)生提供問題的背景，讓學(xué)生利用已掌握的理論知識和技能，提出合理的解決方案。對于每一次案例教學(xué)課，要求教師結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)合理的教學(xué)案例，認(rèn)真分析案例教學(xué)中可能出現(xiàn)的問題，為每個(gè)環(huán)節(jié)分配適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，進(jìn)而完成教案。在課堂上，教師要針對學(xué)生提出的不同方案，進(jìn)行總評，指出每一種方案的優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)時(shí)的注意事項(xiàng)。這種教學(xué)方法主要是用于大學(xué)

27、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革已勢在必行，每一位大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作者都是這一改革的踐行者。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的計(jì)算思維教學(xué)改革是一項(xiàng)難度很大、具有開創(chuàng)型的工作，只依靠個(gè)人或在短時(shí)間內(nèi)是無法完成的。只有廣大的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作者經(jīng)過努力的思考與探索，積極地、有意識地采用

28、計(jì)算思維教學(xué)，才能達(dá)到培養(yǎng)大學(xué)生利用計(jì)算思維方式解決實(shí)際問題的能力的目的，并為進(jìn)一步提升大學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能、創(chuàng)新能力奠定良好基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李容，陳一明.基于E-Learning與ICT的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程資源平臺[J].International Conferenceon Education Tech-

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