陳 輝，丁春莉，孫 悅

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 7100180)

計算思維是周以真教授提出的一種人類運用計算機(jī)求解問題的思維模式，周以真教授認(rèn)為:計算思維[1](Computational Thinking)是運用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。計算思維這一概念的明確提出，將其作為認(rèn)得基本技能，擴(kuò)展到所有人，并激發(fā)公眾的興趣，推動計算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，并提高和強化了計算機(jī)基礎(chǔ)教育的意義[2]。因此在高職計算機(jī)教學(xué)的改革引入計算思維有著深遠(yuǎn)的意義。

一、計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的新變化

近年來計算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也面臨許多新變化，學(xué)生通常比較熟悉計算機(jī)、操作系統(tǒng)和辦公軟件，并且目前計算機(jī)應(yīng)用多種多樣，從Web搜索到安卓手機(jī)應(yīng)用，從QQ聊天到微博、微信。這些都與前些年的計算機(jī)應(yīng)用技能大不相同，作為非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)的目的是如何更好的利用計算機(jī)進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)，根據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，中學(xué)生中學(xué)習(xí)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的比例由58%，學(xué)習(xí)算法與程序設(shè)計的學(xué)生有20%，學(xué)習(xí)多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)生有26%，而在大學(xué)計算機(jī)教學(xué)中，學(xué)生最大的需求是文字錄入和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，占學(xué)生總數(shù)的73%和72%[3]。因此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長，中國科學(xué)院院士陳國良教授提出，大學(xué)計算機(jī)教育的三種能力的培養(yǎng)，分別是使用計算機(jī)的基本能力(Computer Literacy)、理解計算機(jī)系統(tǒng)的熟練能力(Computer Fluency)、訓(xùn)練有素的計算思維能力(Computational Thinking)。培養(yǎng)計算思維是大學(xué)通識教育的重要組成部分[4][5]。

二、高職學(xué)院計算基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)的改變

目前，隨著學(xué)院各個專業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革，逐漸從三年制改變?yōu)?+1的學(xué)習(xí)形式，第三年學(xué)生進(jìn)行頂崗實習(xí)，所有課程均在入學(xué)后的兩年內(nèi)完成，將以前的五學(xué)期課程簡化為四學(xué)期課程，有些課程就被精簡或減少課時量，非計算機(jī)專業(yè)的計算機(jī)基礎(chǔ)課時也有所降低。計算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)一直是以培養(yǎng)學(xué)生掌握計算機(jī)硬件組裝、Office辦公軟件應(yīng)用技能。通過引入計算思維的思想，我們認(rèn)為計算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)不僅是軟件工具的使用，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的能力，并且應(yīng)用這種能力去解決其他課程中的相關(guān)問題，以及今后在工作中遇到的工程問題。為培養(yǎng)學(xué)生在以后工作中的專業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用計算機(jī)解決實際問題的能力[6]。

為了實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，我們認(rèn)為應(yīng)該將基本技能和分析解決問題的能力這兩方面的能力培養(yǎng)并重。通過講授信息技術(shù)的基本原理和知識，培養(yǎng)學(xué)生計算機(jī)的基本技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的對實際問題的分析解決能力，并將這種能力應(yīng)用于計算機(jī)領(lǐng)域中，例如將數(shù)學(xué)的邏輯思維和數(shù)學(xué)問題求解轉(zhuǎn)換到計算機(jī)程序設(shè)計和編程能力，培養(yǎng)學(xué)生的一種分析問題和解決問題的能力，這種能力是超出課程的層面的，可以為學(xué)生今后走上工作崗位解決實際問題提供幫助[7]。

三、現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的改革

在現(xiàn)行的課程標(biāo)準(zhǔn)中，計算機(jī)基礎(chǔ)講授的重點有三個:第一個是計算機(jī)硬件的組成，第二是操作系統(tǒng)的使用，第三是Office辦公軟件的熟練使用。我們認(rèn)為應(yīng)該以計算思維為主線，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，并且以教學(xué)方法手段改革帶動教學(xué)內(nèi)容提升，學(xué)生的心聲是希望我們教師講課“好玩、簡單、能動手”，那么我們可以在計算機(jī)教學(xué)中多引入這些能夠吸引學(xué)生興趣的案例，讓學(xué)生在興趣的基礎(chǔ)上更好的學(xué)習(xí)掌握計算機(jī)的基礎(chǔ)知識。例如在講授二進(jìn)制的知識中，引入美國愛國者導(dǎo)彈發(fā)射失敗的案例，愛國者導(dǎo)彈防御系統(tǒng)未能成功攔截飛毛腿導(dǎo)彈，是由于導(dǎo)彈的內(nèi)部內(nèi)置的時鐘的誤差，從而引出使用二進(jìn)制數(shù)表示的范圍和精度，學(xué)生對這些案例很感興趣。在講授計算機(jī)硬件的時候，我們在教學(xué)中組裝了個人計算機(jī)的最小系統(tǒng)，讓學(xué)生可以眼看手摸實實在在的CPU、內(nèi)存、顯卡、主板這些部件。學(xué)生還可以在教師的指導(dǎo)下親手組裝計算機(jī)，這些教學(xué)手段的改革目的都是為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生計算思維。此外，在office軟件教學(xué)中也可以從培養(yǎng)學(xué)生熟練使用軟件的層次上升培養(yǎng)計算思維的層次，在Office軟件教學(xué)，不僅講解軟件的使用，而且從軟件開發(fā)和軟件運行的角度去分析如何解決類似文檔排版、數(shù)據(jù)處理這樣的問題。例如在Excel教學(xué)中，通過銀行復(fù)利和按揭貸款還款的問題引出數(shù)學(xué)模型，然后分析問題和解決問題，從中將計算思維引入教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生這些能力。

在教學(xué)中我們也積極進(jìn)行教學(xué)方法的改革，重視學(xué)生討論與交流，組織學(xué)生進(jìn)行全方位的討論，重視探究精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，我們在課程中會提出一些課題讓學(xué)生討論和探究，例如我們在Word排版教學(xué)中，會找一些比較精明的文檔排版成品，組織學(xué)生討論和分析如何使用Word的相關(guān)排版技術(shù)實現(xiàn)，教師主要引導(dǎo)學(xué)生討論，學(xué)生在討論的基礎(chǔ)上會提出制作方案，甚至進(jìn)行改進(jìn)，這都是以往的教學(xué)無法實現(xiàn)的。此外，我們還注重合作學(xué)習(xí)，組成小組進(jìn)行討論。并積極使用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，在教學(xué)中使用仿真軟件，提高學(xué)習(xí)效率，例如我們在網(wǎng)線制作中使用我們自制的Flash互動動畫進(jìn)行網(wǎng)線的制作流程的學(xué)習(xí)，效果很好。

四、實踐教學(xué)體系的改革

通過學(xué)習(xí)，我認(rèn)識到可以在計算機(jī)基礎(chǔ)實踐教學(xué)體系中引入更加豐富的案例來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前，在設(shè)計實驗內(nèi)容時，更多的是增加學(xué)生的感性認(rèn)識和上機(jī)實驗?zāi)芰Γ瑢θの缎赃€是考慮的不多，忽視了計算思維能力的培養(yǎng)。由于大學(xué)生對新鮮事物好奇，有著豐富的想象力，好的實驗內(nèi)容設(shè)計，要盡量趣味化，貼近生活，給學(xué)生留出創(chuàng)新思維的空間，強調(diào)問題抽象、求解思路和形式化描述。例如我院靠近北郊的賽格電腦城，可以給學(xué)生布置模擬裝機(jī)，認(rèn)識電腦硬件的作業(yè)，讓學(xué)生利用業(yè)余時間去賽格電腦城去了解各種配件的性能和價格，最終拿出幾套面向不同應(yīng)用的裝機(jī)方案，在這一過程之后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生實際拆裝一臺計算機(jī)，讓學(xué)生認(rèn)識真實的計算機(jī)的組成的拆裝過程。在Word排版中，讓學(xué)生不僅僅去進(jìn)行文檔排版，而且要求學(xué)生首先編寫一定實用性的文檔，然后進(jìn)行排版。例如可以讓學(xué)生結(jié)合應(yīng)用文寫作中涉及的不同文種，編輯招聘廣告、求職信等實用的文檔進(jìn)行排版。此外在實驗內(nèi)容設(shè)計時，除要求學(xué)生完成一般基本要求的操作之外，對于能力較強的學(xué)生，還可以給一些綜合的題目，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，要求學(xué)有余力的學(xué)生完成，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。還可以提供一些相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，引導(dǎo)學(xué)生在業(yè)余時間閱讀學(xué)習(xí)，潛移默化的提高學(xué)生的思維能力。

五、課程資源建設(shè)

在計算機(jī)基礎(chǔ)課程中可以引入各種教學(xué)資源，可以通過精品共享資源課建設(shè)、教學(xué)資源庫建設(shè)和新建計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)平臺的形式將分散、無序、富于多樣性的各種教學(xué)資源整合起來，建立便于檢索、內(nèi)容豐富、門類齊全的教學(xué)資源庫，為教師的教與學(xué)生的學(xué)提供豐富可靠的信息資源支持。可以加入一些仿真實驗讓學(xué)生在宿舍的網(wǎng)絡(luò)中就可以做一些計算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)方面的仿真實驗，例如制作雙絞線、計算機(jī)硬件裝配的實驗課件可以做成flash的交互式動畫。開放課程教學(xué)的bbs論壇，讓學(xué)生在課余進(jìn)行課程內(nèi)容的討論，教師可以在論壇中與學(xué)生交流，回答學(xué)生問題，引導(dǎo)學(xué)生。

六、結(jié)束語

計算思維對我們來說是一個新的概念，但就其本質(zhì)來說，與目前高職提倡的素質(zhì)教育是一致的，也就是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)技能。從計算機(jī)基礎(chǔ)課程上把計算思維的思想融入教學(xué)中，對我們目前進(jìn)行的計算機(jī)教學(xué)改革有著較好的促進(jìn)作用。

[1]周以真.計算思維[J].王飛躍，譯.中國計算機(jī)學(xué)會通訊，2007，3(11):83－85.

[2]馮博琴.對于計算思維能力培養(yǎng)落地問題的探討[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(9):6－9.

[3]李波.計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(7):43－45.

[4]龔沛，楊志強.大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計算思維培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(5):51－54.

[5]牟琴，譚良.計算思維的研究及其進(jìn)展[J]，計算機(jī)科學(xué)，2011，38(3):10－15.

[6]朱亞宗.論計算思維計算思維的科學(xué)定位基本原理及創(chuàng)新路徑[J].計算機(jī)科學(xué)2009，36(4):53－55.

[7]王飛躍.從計算思維到計算文化[J].中國計算機(jī)學(xué)會通訊，2007，3(11):56－60.