黃月妹

【摘要】“計算思維”已成為國內(nèi)外高校計算機課程教學(xué)改革的主要研究方向。與此同時大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程作為一門重要的通識課程，面臨困境。本文通過分析近幾年的國內(nèi)計算思維的研究情況，大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程面臨的問題，介紹了大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革思路和方案，為其它高校的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】計算思維；大學(xué)計算機基礎(chǔ)；教學(xué)設(shè)計

教高司明確指出，將“推動以大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)為重點的大學(xué)計算機課程改革”。大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會發(fā)表了旨在大力推進以計算思維為切入點的計算機教學(xué)改革的“深圳宣言”，并發(fā)布了“計算思維教學(xué)改革白皮書”，為大學(xué)計算機課程的教學(xué)研究與改革指明了方向。

一、大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程面臨的問題

大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程非計算機專業(yè)學(xué)生的核心通識課程，屬于計算機基礎(chǔ)教學(xué)第一層次的課程。該課程在教學(xué)中主要大部分高職院校還是落實在是以培養(yǎng)學(xué)生使用計算機和應(yīng)用程序的能力方面，例如使用word編輯器，讀寫文件以及使用瀏覽器等?，F(xiàn)在高中階段計算機基礎(chǔ)教學(xué)普及率逐漸提高，這類教學(xué)內(nèi)容大多數(shù)學(xué)生在上大學(xué)之前都已很熟悉，在大學(xué)階段再安排這類課程有些重復(fù)教學(xué)，既浪費寶貴的教學(xué)資源又影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、計算思維和計算思維能力

計算思維，也可以說是計算機科學(xué)家面對問題的基本思路與方法。它的本質(zhì)是抽象（Abstraction）和自動化（Automation）。人們在利用計算手段求解問題時，先要把實際的應(yīng)用問題轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)問題，然后建立模型、設(shè)計算法和編程實現(xiàn)，最后在計算機中運行并求解，這個過程實際上就是計算思維中的抽象和自動化。計算思維能力（Computational Thinking），是計算機學(xué)科最本質(zhì)的特征和最核心的解決問題能力。計算思能力維旨在提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)明和創(chuàng)新的能力及應(yīng)用計算機處理問題時應(yīng)有的思維方法、表達形式和行為習(xí)慣有能力。計算思維能力在一定程度上像是讓學(xué)生學(xué)會“怎么像計算機一樣思維”，這應(yīng)當作為計算機基礎(chǔ)教學(xué)的主要任務(wù)。

三、基于計算思維視角的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

在目前的計算機發(fā)展應(yīng)用水平下，大學(xué)計算機基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該通過科學(xué)、系統(tǒng)的規(guī)劃與梳理，將無意識的計算思維轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R的計算思維，幫助學(xué)生培養(yǎng)主動運用計算機解決各類實際問題的能力，將計算思維的理念貫穿于整個教學(xué)活動的全過程中，進而為創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。以下對該課程從計算思維的視角設(shè)計課程。

（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

基于計算思維視角的計算機基礎(chǔ)課程基本教學(xué)要求，本人認為該課程基于課程定位和課程教學(xué)兩個方面的教學(xué)任務(wù)和目標，其基本教學(xué)要求包括以下幾個方面：①了解計算科學(xué)的發(fā)展歷程，理解計算科學(xué)在科學(xué)研究和工作中的重要性、功能及作用。②了解計算機系統(tǒng)的組成，包括計算機體系結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)等系通過知識，掌握微型計算機的基本構(gòu)成，理解其工作原理。③理解問題求解、算法及復(fù)雜性等計算機基礎(chǔ)理論知識，掌握常用的算法分類及其思想。④理解計算機程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等基本概念，掌握程序設(shè)計語言的基本構(gòu)成，能夠看懂簡單的計算機程序。⑤理解計算機網(wǎng)絡(luò)的概念，功能和分類，理解OSI模型思想，TCP/IP及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的思想。了解網(wǎng)卡、交換機等網(wǎng)絡(luò)硬件的基本功能。⑥理解計算科學(xué)的前沿發(fā)展，從思想上理解各項前沿技術(shù)發(fā)展的動因、目標和采用的策略。⑦掌握基本的計算機應(yīng)用技能，包括文字處理、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及Web應(yīng)用等。課程進度可以這樣安排：

第1講 計算機、計算與計算思維

第2講 符號化、計算化與自動化

第3講 程序與遞歸：組合、抽象與構(gòu)造

第4講 馮.諾依曼計算機—機器級程序及其執(zhí)行

第5講 現(xiàn)代計算機—復(fù)雜環(huán)境下程序執(zhí)行

第6講 由機器語言到高級語言——程序編寫編譯

第7講 算法-程序與計算系統(tǒng)之靈魂

第8講 怎樣研究算法-排序算法研究示例

第9講 怎樣研究算法-遺傳算法研究示例

第10-11講 數(shù)據(jù)化思維——怎樣管理和利用數(shù)據(jù)

第12-13講 網(wǎng)絡(luò)化思維——怎樣連接和利用網(wǎng)絡(luò)

在文理科不同專業(yè)實施教學(xué)的過程中，可以根據(jù)專業(yè)特點和其各自己的專業(yè)課程的要求對的教學(xué)內(nèi)容有針對性地選擇，以適應(yīng)學(xué)生的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)要求。

（二）課程設(shè)計

設(shè)計理念與思路：與行業(yè)企業(yè)合作進行基于工作過程的課程開發(fā)與設(shè)計，設(shè)計主線清晰。

設(shè)計程序與方法：從產(chǎn)品調(diào)研、載體選擇、學(xué)習(xí)性工作任務(wù)設(shè)計、教學(xué)實施與評價方案設(shè)計、同步教學(xué)資源開發(fā)到專家論證等均體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合課程開發(fā)過程。

教學(xué)內(nèi)容選?。壕o緊圍繞真實工作任務(wù)，并融入相關(guān)職業(yè)資格證書要求。

教學(xué)內(nèi)容組織（序化）：內(nèi)容序化體現(xiàn)從簡單到復(fù)雜及學(xué)生認知規(guī)律，符合真實工作過程。

單元（中觀）教學(xué)設(shè)計：以真實產(chǎn)品為載體設(shè)計綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)；設(shè)計科學(xué)合理，有利于教學(xué)。

課堂（微觀）教學(xué)設(shè)計：工作過程要素齊全、教學(xué)過程實施步驟完整、清晰，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計科學(xué)合理，可操作性強。

總之，綜合性高職院校傳統(tǒng)以計算機操作系統(tǒng)使用和常用應(yīng)用軟件學(xué)習(xí)為主體內(nèi)容的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程轉(zhuǎn)化以計算思維為視角下的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課，需要任課教師認真學(xué)習(xí)和研究計算思維，理解和領(lǐng)悟計算思維；在備課中精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和案例，在教學(xué)中嘗試不同的教學(xué)方式，從而創(chuàng)新教學(xué)方法，大膽實踐和勇于探索。高校要鼓勵任課教師參與教學(xué)改革，教學(xué)團隊定期組織專題研討和交流；經(jīng)常與其他學(xué)校開展交流活動，吸取多方經(jīng)驗和做法；鼓勵任課教師深入不同的院系，結(jié)合不同的專業(yè)背景進行調(diào)研，挖掘計算機應(yīng)用的實例，開展計算思維能力培養(yǎng)的研究。實踐中，采取小班試點，逐步提高計算思維在大學(xué)計算機教學(xué)中的普及和實效，實現(xiàn)大學(xué)生計算思維能力的穩(wěn)步提高。