李永

（漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校計算機教研室，河南漯河　462000）

以計算思維為核心的大學(xué)計算機改革實踐初探
——計算機教學(xué)改革實踐

李永

（漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校計算機教研室，河南漯河462000）

當(dāng)下，社會的信息化發(fā)展迅速，計算機的應(yīng)用遍及各個領(lǐng)域，逐漸成為人們生活中重要的一部分。計算思維是一種思維活動，其建立在計算機的基礎(chǔ)上，設(shè)計問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解等范疇。圍繞現(xiàn)在各大院校計算機課程教育的特點，針對教學(xué)中的各種情況，本文闡述了以計算思維為核心的改革方案和相關(guān)的實踐內(nèi)容。該方案推行一段時間以后，在教學(xué)過程中收到了較好的教育成果。

大學(xué)計算機基礎(chǔ)計算思維教學(xué)改革

計算思維是一種思維活動，其建立在計算機的基礎(chǔ)上，設(shè)計問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解等范疇。這個概念由美國的周以真教授提出，曾在教育界引起不小的轟動。為了在計算機科學(xué)技術(shù)的研究中，繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，部分海外名校已經(jīng)開始實踐以計算思維為核心的教育改革。國內(nèi)的院校也應(yīng)該當(dāng)機立斷、堅定立場，推行計算思維能力教學(xué)方案，培養(yǎng)一批具有國際競爭力的計算機人才，以適應(yīng)時代發(fā)展的需要。目前，部分高校已經(jīng)深入關(guān)注計算思維教育的作用，并在具體教學(xué)方案的探討中達成共識。

1　高校計算機教育課程開展的近況和現(xiàn)有問題剖析

計算機基礎(chǔ)在培養(yǎng)大學(xué)生的計算思維能力方面有明顯的效果，是一門公共基礎(chǔ)課程。大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的能力有至關(guān)重要的作用。但是，以現(xiàn)有大學(xué)開展的實驗教學(xué)情況來看，效果不甚理想，主要存在如下兩個問題。

1.1填鴨式教學(xué)法不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

現(xiàn)階段，各院校的老師在計算機基礎(chǔ)實驗課堂上，基本上都采取先理論后操作的教學(xué)模式。教師先講解理論的同時操作演示，然后學(xué)生在上機操作的時候?qū)φ战滩闹鸩酵瓿蓪嶒炄蝿?wù)，教師在學(xué)生實驗操作的流程中對出現(xiàn)的疑問進行指導(dǎo)。這種填鴨式的注入教學(xué)法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏獨立思考，只會根據(jù)指導(dǎo)教材按部就班的完成實驗結(jié)果，明顯降低了自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新能力。

1.2硬件設(shè)備缺乏，學(xué)習(xí)條件不足影響學(xué)生課外學(xué)習(xí)

由于學(xué)生在課外缺乏計算機使用，導(dǎo)致學(xué)生在課前預(yù)習(xí)時沒有操作條件，更加不可能對實驗課題有進一步的深入研究和多方面的創(chuàng)新思維。僅僅在實驗課堂上，學(xué)生們很難在較短的時間內(nèi)有所創(chuàng)新，一般情況下只能熟悉計算機的基本操作。所以，課外的操作實踐對學(xué)生的計算機使用能力有非常重要的影響，切實關(guān)系到教學(xué)成果。目前，新入校的大學(xué)生還有相當(dāng)一部分沒有電腦，而計算機實驗課程的課時又相對較少，學(xué)生的學(xué)習(xí)時間得不到保證。并且，學(xué)校的實驗室只在上課時開放。所以，學(xué)生在課外提升實踐操作水平的機會也很少。

通過對部分大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教育的研究發(fā)現(xiàn)，被動的填鴨式教學(xué)法暴露出的弊病嚴(yán)重影響了大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗課程的教學(xué)成果。因此，本著提升教學(xué)水平和加強學(xué)生計算機學(xué)思維能力的目標(biāo)，傳統(tǒng)的計算機基礎(chǔ)課程實踐教育迫切需要創(chuàng)新和改革。

2　以計算思維為核心的大學(xué)計算機教學(xué)改革實踐探索

在計算機基礎(chǔ)教學(xué)的過程中，教師不應(yīng)該只滿足于教學(xué)生完成計算機的實驗操作，而是應(yīng)進一步開發(fā)學(xué)生的計算思維能力。讓每個學(xué)生都可以從多方面多層次去思考問題，應(yīng)用計算思維的方法解決問題。在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育的改革方案中，作者有一些建議如下。

2.1引進多媒體，發(fā)展動畫演示教學(xué)

當(dāng)今，很多課堂引進多媒體技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容更加豐富多彩，穿插很多動畫演示，大大提高教學(xué)的效率，學(xué)生能夠在不知不覺中受到知識的熏陶，獲得啟發(fā)，其學(xué)習(xí)的興致大大提高，使他們能夠自發(fā)的學(xué)習(xí)。采用該技術(shù)能夠獲得較好的交互性，一方面可以讓學(xué)生得到利用計算思維處理問題的能力，另一方面可以增強學(xué)生的動手和實踐能力。所以，相對于舊的教學(xué)方式，本文提到的動畫演示教學(xué)顯示出其更高的教學(xué)質(zhì)量，值得推廣。

大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程涵蓋的內(nèi)容廣泛，涉及到計算機使用的各個領(lǐng)域。為了增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合操作水平，必須改革傳統(tǒng)的計算機教學(xué)方式，在課堂上引進新技術(shù)。實際教學(xué)過程中，可以進行多種形式的試驗教學(xué)方式，如設(shè)計型、驗證型等。在此，我們在教學(xué)過程中，將課程劃分成下面幾種形式的內(nèi)容：設(shè)計型，如word、excel等常用工作軟件；驗證型，如計算機操作系統(tǒng)和硬件方面的知識以及一些使用頻率較高的工具等；綜合型，如數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理。實驗教學(xué)的內(nèi)容主要有三個部分，設(shè)計型，驗證型和綜合型。

設(shè)計型主要指的是像office這類使用頻率較高的軟件，可以進行一些文檔整理的基本操作。這種類型的實驗以任務(wù)模式進行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用自己專業(yè)知識進行設(shè)計的能力，把基本操作技能和計算思維的能力相結(jié)合。在教學(xué)過程中，需倡導(dǎo)學(xué)生突破框架，展現(xiàn)個性，設(shè)計出豐富多彩的作品。驗證型主要針對的是計算機操作系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的運用。這種類型的實驗以提出問題的模式進行教學(xué)，讓學(xué)生帶著疑問自主探索完成實驗操作，獨立思考解決問題，這樣可以很好的培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。綜合型的主要內(nèi)容是計算機數(shù)據(jù)采集和處理。這種類型的實驗以課題模式進行教學(xué)，課題可以串聯(lián)很多方面的知識，可以鍛煉學(xué)生利用知識綜合解決問題的能力。學(xué)生在老師擬定的范圍內(nèi)選擇自己喜歡的課題。課題內(nèi)的每一部分的設(shè)計思路和方案都由學(xué)生自己獨立完成，教師只做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)工作。

2.2立足學(xué)習(xí)平臺，開展實驗教學(xué)

我們主要以“大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)演訓(xùn)系統(tǒng)”為學(xué)習(xí)平臺進行教學(xué)實驗以鍛煉學(xué)生的計算思維能力。

大體來說，對于老師，實驗教學(xué)過程如下：先進行教學(xué)準(zhǔn)備，在課上交代案例、分析案例，引導(dǎo)學(xué)生，找出問題解決思路。接著進行重難點問題剖析，最后進行功課拓展，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維。教學(xué)完了需進行教學(xué)效果的評估，課下總結(jié)和反思。

而對于學(xué)生，過程大致如下：先預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，在課上弄清老師交代的案例，通過思考和討論的形式分析案例，按照老師提供的思路找出解決問題的方法，最后進行拓展訓(xùn)練。通過作品和報告展現(xiàn)自己的效果，課下認(rèn)真復(fù)習(xí)。

整個教學(xué)全程，我們都在實驗教學(xué)中結(jié)合著計算思維能力的訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成實驗任務(wù)，并且大膽創(chuàng)新開發(fā)新的作品，增強學(xué)生計算思維的能力。使學(xué)生在教師的正確引導(dǎo)下迅速提高實踐技能和創(chuàng)新水平。

3　以計算思維為核心的大學(xué)計算機教學(xué)方法的具體應(yīng)用

我們結(jié)合具體事例來探討和展示我們是如何在實際教學(xué)中運用以計算思維為核心的大學(xué)計算機教學(xué)方法的。我們選擇設(shè)計性的文字處理作為事例進行說明。

目標(biāo)：讓學(xué)生能夠?qū)W會word的新建、打開、輸入、保存等最基本的操作；學(xué)會字體、段落等基本設(shè)置；學(xué)會表格和圖片的基本運用；學(xué)會頁面、頁眉等基本設(shè)置。內(nèi)容：老師帶學(xué)生練習(xí)word的新建、打開保存等基本操作，并進行文字設(shè)置、表格制作、圖片插入、設(shè)置等操作。重難點：表格制作和設(shè)置，在文字中插入圖片。方法：基于教學(xué)平臺，應(yīng)用以計算思維為核心的大學(xué)計算機教學(xué)方法、靈活運用任務(wù)驅(qū)動法。具體教學(xué)實施過程如下：

（1）首先老師進行教學(xué)備課準(zhǔn)備并讓學(xué)生對實驗教學(xué)流程進行熟悉。（2）老師交代案例，學(xué)生要弄清楚案例。如老師的具體交代的案例為：如果讓你編輯我校的活動專題“同一首歌”，你會怎么做？老師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將自己看成劇中人，投入感情，發(fā)散思維，積極創(chuàng)新，作品必將豐富多彩。（3）老師帶著學(xué)生分析問題。老師和學(xué)生共同探討，明確實驗?zāi)繕?biāo)和需要做的工作，教師開始講解word文字工具的應(yīng)用，讓學(xué)生了解Word的相關(guān)操作。（4）學(xué)生按照老師提供的思路找出解決問題的方法。此時學(xué)生已形成對問題的總體把握，并開始有自己的個人想法，開始引入主題“同一首歌”?？梢园呀處熞龑?dǎo)學(xué)生把文檔的制作過程概括為布局排版、標(biāo)題制作和美化修飾。（5）老師進行重難點問題剖析。學(xué)生在教學(xué)平臺上進行實際操練，個性化地獨立完成任務(wù)“同一首歌”制作任務(wù)。在完成基本的課堂實驗任務(wù)后，老師再講解并重點和難點問題，并操作演示給學(xué)生看，其中的主要操作交給其他學(xué)生上臺演示。（6）最后進行任務(wù)拓展訓(xùn)練。學(xué)生完成了基本的實驗操作后，老師再布置新的課題，分為必做題和選做題。第一道必做題是制作個人簡歷，有一定的難度。第二道必做題是制作一張生日祝福賀卡。第一道選做題是輸入歐姆定律公式；將一篇文章中所有的“家園”替換成“我們的家園”。拓展題目由學(xué)生自主選擇和完成。老師于下次課堂上進行答案公布和講解。（7）做完后，鼓勵學(xué)生展示自己的作品并做個相關(guān)報告。大家互相點評，活躍氣氛。老師進行課堂總結(jié)。

（8）總結(jié)提高，復(fù)習(xí)鞏固：課后老師在總結(jié)教學(xué)中的經(jīng)驗，提高教學(xué)能力。而學(xué)生應(yīng)及時復(fù)習(xí)，加強對知識的掌握能力，適當(dāng)進行自我檢測。

采用上述教學(xué)方法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和他們的自學(xué)能力，在培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力的同事，學(xué)生計算思維能力也得到大大提高。

4　結(jié)語

大學(xué)計算機基礎(chǔ)更重要的是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力。一旦學(xué)生通過訓(xùn)練獲得這種能力，像計算機一樣地思考問題，便能夠運用其去解決實際問題。本文分析了以計算思維為核心的大學(xué)計算機教學(xué)改革實踐過程，取得了良好的教學(xué)效果。由于本方案正處于探索階段，難免存在一些不當(dāng)之處，我們將繼續(xù)進一步進行研究，提高教學(xué)質(zhì)量，旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生的計算思維能力。

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李永（1971—），男，河南太康人，本科，副教授，研究方向：計算機教學(xué)和算法研究。