計算思維下高校計算機基礎教學改革

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【摘要】高校計算機基礎課程作為高校基礎教學的重要組成部分，是培養大學生計算思維的關鍵途徑，更是培養高素質創新型人才的重要環節。目前，強化學生的計算思維能力培養，已成為計算機基礎課程教學改革的共識。本文首先介紹了何謂計算思維，然后分析了計算思維對高校計算機基礎課程教學改革的重要性及現存的問題，最后重點闡述了面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革途徑。

【關鍵詞】計算思維；高校計算機基礎教程；教學改革

1何謂計算思維？

在人類科學研究的歷史上，先后出現了四種范式——實驗科學、理論科學、計算科學以及當今流行的數據科學，而與此四大科學方法相對應的，則是四種科學思維——實驗思維、理論思維、計算思維以及數據思維。實驗思維以物理、化學等學科為基礎，理論思維以數學為基礎，計算思維以計算機科學為基礎，而數據思維則以物聯網、移動互聯網、云計算、大數據等新型IT技術為基礎。對于何謂計算思維（ComputationalThinking，CT），美國內基•梅隆大學的周以真（JeannetteM.Wing）教授于2006年3月于美國權威雜志CommunicationsoftheACM上最早提出并給出了定義：“計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。”[1]自2010年始，將大學生計算思維的培養融入高校計算機基礎課程教學之中，就成為了新一輪課程教學改革的研究熱點之一。目前，計算思維已被學界廣泛認可，并成為一項高校計算機基礎課程改革的重要指導思想。

2計算思維對高校計算機基礎課程的重要性及現狀

2.1計算思維對高校計算機基礎課程的重要性

思維是進行科學研究與改革創新的靈魂。而培養大學生的計算思維能力，則是當前高校計算機基礎教學的重要使命。高校計算機基礎教學，其關鍵不僅在于對學生計算機應用技能的提高，更在于計算思維的培養。唯有這樣，學生才能夠學會運用計算機去協助應對其他學科問題及學習任務，提高各類學科的教學效果；同時，在深入理解計算思維的基礎上，學會用其去思考、探索以及解決現實生活中遇到的問題。因此，計算機基礎課程是高校的必修課程之一。如今，IT業日新月異，作為以培養高素質創新型人才為使其使命的當代高校，面對社會、市場對高等人才計算機能力要求全面提高的趨勢，其計算機基礎課程的教學目標，就不能仍停留在教會學生計算機使用技能的層面上，而要更上層樓，把教學的重要放在培養學生運用計算機解決專業領域問題的能力上，并促使學生形成專門的思維邏輯能力——計算思維能力。在高校計算機基礎課程教學中培養學生的計算思維，可使其養成基于計算思維運用計算機及相關技術、工具解決問題的習慣，提高學生的發散思維能力與創新實踐能力，從而滿足社會、市場對高素質綜合型人才的需求。

2.2計算思維在高校計算機基礎課程教學中現存的問題

當前，計算思維已成為高校計算機基礎課程教學研究與實踐的重點，并取得了一些成果，但是在現實的教學中，仍存在以下問題：（1）沒有有意識、系統性地進行性計算思維的教學。計算思維的概念提出時間不長，在教學中受重視的時間則更短，因此教師即便在教學中進行了計算思維教學，大多也是無意識的、不是系統性的。（2）受傳統教學模式制約，更注重應用操作的教學。教學中往往囿于對基礎知識、基本技能以及基本應用的教學，但卻忽視了對計算思維的引導，沒有將其上升至思想的教學。（3）對計算思維能力對人才培養的重要性認識不足。在傳統的認識中，僅將計算思維視為計算機的應用能力之一，而沒有意識到計算思維是四大科學思維之一，沒有從戰略高度認識到計算思維對高素質人才培養的重要性。

3面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革途徑

高校計算機基礎課程涉及內容繁多，但課時又相對較少，且學生的基礎程度層次不齊，要進行面向計算思維的高校計算機基礎課程教學改革，既是不可阻擋的趨勢，但也存在不小的困難，具體改革途徑可包括以下幾個方面：

3.1面向計算思維的教學內容改革

在傳統的教學內容中，主要將課本知識講解而非學生解決問題的能力放在首位，因此在教學內容改革中，教師要有意識地計算思維貫徹于教學過程中，將重點轉向計算環境以及運用計算機解決實際問題的方法上。在學生掌握基礎理論知識的基礎上，引導學生運用所學知識并結合相關實驗軟件，靈活解決一些抽象問題。同時，還要基于計算思維的培養這個目標，按專業的不用，對計算機基礎課程教學內容進行分類、細化，準確定位專業需求，合理設置教學內容，培養學生運用計算思維解決專業領域問題的能力。

3.2面向計算思維的教學方法改革

（1）整合多元化的教學資源。教師對包括課程教學、技能訓練、實驗平臺、在線學習扥多元化的資源進行整合，并進行有計劃、系統性地講授，讓學生在熟練計算機各種應用的同時，提高其計算思維；同時，針對計算機基礎不同的學生，幫助其進行在線自學習，或進行拓展練習，以提高其實踐能力。（2）教學過程滲透計算思維。教師在計算機基礎教學中，要針對不同情況，靈活運用各種新型教學方法，如“翻轉課堂教學法”“項目教學法”“案例教學法”“微課”等，有意識地將計算思維滲透入教學的全過程，以增強學生學習興趣，強化所學知識，培養計算思維能力。

3.3面向計算思維的教學考核改革

傳統的高校計算機基礎課程考核往往僅限于對所學課本知識的考核，難以滿足對學生計算思維能力的考察。因此，要在教學考核中適當增加針對關鍵教學內容的綜合任務，如相關專題課程設計等。

4結語

總之，計算思維的一個重要體現，就在于利用計算機解決實際問題。因此，在高校的計算機基礎課程改革中，將計算思維做為導向，將培養學生的計算思維作為教學重點，提高學生運用計算機解決現實問題的能力，進而達到培養高素質創新型人才的目標。

【參考文獻】

[1]周以真.“計算思維”[J].中國計算機學會通信，2007（11）.

作者:杜傳虎 單位:貴州廣播電視大學安順市分校