黃仁祥

（四川文理學(xué)院 招生就業(yè)處，四川 達州635000）

1 引言

“創(chuàng)新”一詞在十九大報告中頻繁出現(xiàn)，超過50余次，習(xí)近平總書記在十九大上，再次強調(diào)“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力”.高校無疑是創(chuàng)新的主要戰(zhàn)場，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是我國實施科教興國、人才強國戰(zhàn)略的必然要求.高校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要任務(wù)，充分認(rèn)識創(chuàng)新能力的本質(zhì)特征，探索其培養(yǎng)的方式和途徑，加強對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓他們成為新時代全面發(fā)展的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，是教育的系統(tǒng)工程和長期任務(wù).［1］

2 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀及對策

2.1 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

長期以來，由于傳統(tǒng)教育思想的影響，人們普遍認(rèn)為高校只是教授知識的地方.在教育過程中，它們表現(xiàn)為：強調(diào)知識的講授，忽略知識的應(yīng)用、知識的能力和創(chuàng)造的能量；強調(diào)知識的數(shù)量，忽視知識的創(chuàng)新.這培養(yǎng)了一種學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生習(xí)慣于接受，不習(xí)慣思考和論證，影響學(xué)生的思維活動，抑制學(xué)生的創(chuàng)新精神.因此，筆者認(rèn)為以下因素阻礙了大學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展：［2－3］

2.1.1 在培養(yǎng)目標(biāo)上：首先，由于學(xué)生較早地進入的專業(yè)課學(xué)習(xí)，知識限于非常狹窄的領(lǐng)域.由于狹窄的專業(yè)教育，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)術(shù)思維和視野嚴(yán)重不足，因此沒有扎實的知識基礎(chǔ)來培養(yǎng)創(chuàng)新思維.其次，高校也樂于培養(yǎng)應(yīng)試尖子生，使得這些學(xué)生死記硬背，照書本行事，按常規(guī)走路，生搬硬套.缺乏不合邏輯思維的直覺，聯(lián)想和缺乏想象力，因此很難培養(yǎng)出創(chuàng)新思維.

2.1.2 在傳授內(nèi)容上：由于長期的應(yīng)試教育，高校傳授了大量的無活力化的知識，這些知識有的比較陳舊，有的已經(jīng)過時，它很少或基本不能在實踐中加以運用，這類教學(xué)內(nèi)容本質(zhì)上只是讓學(xué)生填鴨式吸收知識.理論課程上的知識通?！耙活}一解”“一問一答”，考試通常有標(biāo)準(zhǔn)化答案，導(dǎo)致學(xué)生思維固化，學(xué)生產(chǎn)生思維惰性，考的內(nèi)容就學(xué)，不考的內(nèi)容就不學(xué).實踐課程也只注重工具的操作，缺乏思維層面的訓(xùn)練.

2.1.3 在課程設(shè)置上：首先，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)過時，不能跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是缺乏培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的課程.其次，專業(yè)分工太精細(xì)，這使得文學(xué)藝術(shù)與科學(xué)工程分離，導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)不廣博.第三，教學(xué)內(nèi)容理論部分較多，超出實際應(yīng)用，相關(guān)課程沒有進行科學(xué)設(shè)置.

2.1.4 在教學(xué)方式上：首先，教學(xué)方法單一，以“教師，教材，課堂”為中心的教學(xué)模式占主導(dǎo)地位.學(xué)生在教學(xué)中扮演著配合教師完成教學(xué)計劃的角色.其次，教學(xué)方法已經(jīng)過時，現(xiàn)代教學(xué)方法還沒有真正進入課堂.第三是教師是基于教科書，學(xué)生是死記硬背，很少討論的機會以及發(fā)言機會導(dǎo)致創(chuàng)新思維訓(xùn)練的缺乏.四是形成了大學(xué)生的權(quán)威定勢，少有挑戰(zhàn)權(quán)威的意識.

2.1.5 在教學(xué)評價上：首先，教學(xué)評估目標(biāo)單一.它只注重對學(xué)生所學(xué)知識掌握程度的評價，只關(guān)注對結(jié)果的評價，不注重對學(xué)習(xí)過程的評價，阻礙了學(xué)生的想象力和多層次的思維能力的形成.其次，只注重書面測試，知識重現(xiàn)的題目眾多，操作考試很少使用，導(dǎo)致學(xué)生只滿足于的死記硬背知識點，阻礙了他們創(chuàng)新欲望的形成.

2.2 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的對策和方法

針對上述影響大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，可以從三方面應(yīng)對：

2.2.1 在培養(yǎng)目標(biāo)上，要尊重學(xué)生個性，克服學(xué)生的思維定勢，激發(fā)學(xué)生自主精神，塑造學(xué)生的批判精神.

2.2.2 在教學(xué)方法上，要活化教學(xué)過程，強化探索精神.要突破教師、教材、課堂為中心的局面.多采用下列教學(xué)法：

a）案例教學(xué)法，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法.

b）活動教學(xué)法，讓學(xué)生以做活動的方式動手實踐.

c）討論教學(xué)法，教會學(xué)生不迷信權(quán)威，樂于發(fā)表自己的意見.

d）游戲教學(xué)法，喻教于樂.

2.2.3 在教學(xué)評估上，創(chuàng)新課的教學(xué)評估應(yīng)反對應(yīng)試教育，突破傳統(tǒng)教學(xué)教什么就考核什么的陋習(xí)，而要大力倡導(dǎo)學(xué)生參與課程的考核，調(diào)動他們的自主性和參與性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新精神.打破筆試為主的考核方式，多以調(diào)研報告，項目或案例分析，圖解圖示等方式來考查學(xué)生學(xué)業(yè)水平.［1－3］

3 計算思維和創(chuàng)新能力的關(guān)聯(lián)

3.1 什么是計算思維

2006年3月美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的計算機科學(xué)系主任周以真教授在美國計算機權(quán)威期刊Communications of the ACM 上對計算思維進行如下定義：計算思維是指運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動.［4］該定義的提出，使計算思維在國際上得到了廣泛的關(guān)注，以美國的代表的國際社會紛紛加入到研究計算思維的行列中來，并逐步將計算思維引入到STEM課堂教育教學(xué)中去.

3.2 培養(yǎng)計算思維影響創(chuàng)新能力

人類使用的工具會影響人們的思維，計算機的出現(xiàn)產(chǎn)生了計算思維.著名計算機科學(xué)家、圖靈獎得艾茲格·迪科斯徹（Edsger Dijkstra）說過：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力.”電動機的出現(xiàn)產(chǎn)生了了自動化思維，計算機的出現(xiàn)也將催生并發(fā)展計算思維.

創(chuàng)新的基礎(chǔ)就是思維，在計算機應(yīng)用普及和信息技術(shù)快速發(fā)展的情況下，利用計算機來輔助解決問題是實現(xiàn)創(chuàng)新的主要手段.計算思維和其它各行各業(yè)思維的融合，形成跨界思維、交叉思維以及顛覆思維，進而行成一股極其重要的力量推動創(chuàng)新.對計算思維的內(nèi)涵和外延的研究和探索，以及對計算思維的特點和規(guī)律的整理和挖掘，將有助于產(chǎn)生新的思想和方法.

3.3 計算思維是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的載體

2010年7月20日，九校聯(lián)盟（C9）發(fā)表的《九校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》（以下簡稱《聯(lián)合聲明》）指出，建立計算思維是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的一個重要內(nèi)容.任何學(xué)科，具有較好的計算思維能力都將成為新時代拔尖創(chuàng)新人才不可或缺的素質(zhì).高校應(yīng)該旗幟鮮明地把培養(yǎng)具有計算思維能力的高級人才的作為一項重要的長期任務(wù).［5］在高等教育中通過課程教學(xué)和實踐教學(xué)，有意識、有目的、有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，將極大的幫助學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力.將計算思維的培養(yǎng)作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的載體，可以有效的避免創(chuàng)新教育只停留在創(chuàng)新思想、創(chuàng)新方法的層面的研究，可以讓創(chuàng)新教育順利實施.

3.4 計算思維是大學(xué)生計算機基礎(chǔ)教育的核心任務(wù)

九校聯(lián)盟（C9）2010年在在西安發(fā)表的《聯(lián)合聲明》，針對計算思維和大學(xué)生計算機基礎(chǔ)教育的關(guān)系提出了四點共識.共識指出了計算機基礎(chǔ)教學(xué)對于培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要作用，確立了計算機基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)地位，指出了計算基礎(chǔ)教育的核心任務(wù)是培養(yǎng)計算思維能力.共識還要求加強以計算思維能力培養(yǎng)為核心的計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究，加強計算機基礎(chǔ)教育的隊伍和機制建設(shè).［5］

4 App Inventor課程在計算思維培養(yǎng)方面的優(yōu)勢

App Inventor是一個直觀的可視化編程環(huán)境，允許每個人，包括K－12的兒童創(chuàng)建功能齊全的移動設(shè)備應(yīng)用程序.App Inventor的新手可以在不到30分鐘的時間內(nèi)啟動并運行簡單的第一個應(yīng)用程序.而且，基于可視化塊的編程界面可以比傳統(tǒng)編程環(huán)境在更短的時間內(nèi)創(chuàng)建復(fù)雜，高可用性的應(yīng)用程序.相比基于文本的編程語言（例如JAVA），App Inventor基于可視化拖動塊的編程方式在培養(yǎng)學(xué)生計算思維方面更具有優(yōu)勢.從MIT App Inventor官網(wǎng)上可以了解到，［6］以麻省理工學(xué)院、劍橋等國際頂尖大學(xué)正在使用App Inventor開發(fā)相關(guān)課程來培養(yǎng)學(xué)生的計算思維.學(xué)界、業(yè)界普通認(rèn)為，使用基于塊的可視化編程環(huán)境，App Inventor降低所有人的編程入門門檻來實現(xiàn)技術(shù)的民主化.教師可以借助App Inventor提高學(xué)生的學(xué)習(xí)編程興趣，幫助學(xué)生計算思維的形成，讓學(xué)生從技術(shù)的消費者轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造者.

5 App Inventor課程在培養(yǎng)學(xué)生計算思維和創(chuàng)新能力的實證

5.1 2012年在蘭州大學(xué)舉辦的CS4HS培訓(xùn)班上，蘭州大學(xué)郭守超等研究者對參訓(xùn)教師的調(diào)查結(jié)果顯示：根據(jù)對中小學(xué)生對App Inventor的相應(yīng)塊和功能組件掌握程度和在日常生活中運用計算思維思想分析問題解決問題的情況判斷，基于App Inventor的中小學(xué)信息技術(shù)課程對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的計算思維能力有顯著影響.［7］筆者對該研究進行梳理后發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有App Inventor示范課程，綜合運用了案例教學(xué)法、游戲教學(xué)法進行教學(xué)；在教學(xué)評價上，推進基于課堂教學(xué)的過程性評價、課后報告評價等以學(xué)生為本的評價方式，印證了本文1.2所述觀點，可以很好地解決學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)問題.

5.2 陜西師范大學(xué)2015年的一項研究表明，利用App Inventor開展高中信息技術(shù)教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維有促進作用，這種促進作用主要表現(xiàn)在創(chuàng)造性思維獨創(chuàng)性方面.App Inventor作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的一種工具，對創(chuàng)造性思維技能的流暢性、變通性并無顯著促進作用，而作為一種軟件作品創(chuàng)作工具，對學(xué)生的獨創(chuàng)性思維方面有較明顯的促進作用.［8］

5.3 麻省理工學(xué)院2016級碩士Natalie Lao為App Inventor開發(fā)了功能模塊——CloudDB，該模塊允許用戶存儲，檢索，并在Redis服務(wù)器上為其移動應(yīng)用程序共享各種類型的數(shù)據(jù).同時他還開設(shè)了基于CloudDB的中學(xué)和高中課程以及評估工具來評估學(xué)生理解和利用共享數(shù)據(jù)概念的程度，然后對10名年齡在12至15歲之間的學(xué)生，進行了為期7周，總課時為5小時的教學(xué).課程內(nèi)容主要是讓學(xué)生們了解了MIT App Inventor工具，講授了有關(guān)云計算、數(shù)據(jù)共享等計算思維，學(xué)習(xí)了如何在 MIT App Inventor中使用CloudDB組件，并創(chuàng)建了獨立的最終項目.研究結(jié)果表明，將共享數(shù)據(jù)作為核心計算思維概念的教學(xué)對于中學(xué)生來說是完全可行的.學(xué)生還能夠推斷云計算、數(shù)據(jù)共享的潛在問題，例如存儲限制和安全問題.該研究成果已發(fā)表在Natalie Lao的碩士論文中.［6］

5.4 筆者曾在四川文理學(xué)院對非計算機類專業(yè)“現(xiàn)代教育技術(shù)”專業(yè)《教育軟件設(shè)計》課程和計算機類專業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)工程”專業(yè)的《Android基礎(chǔ)》課程中引入App Inventor，使用案例教學(xué)法、游戲教學(xué)法和項目設(shè)計考核評價.在教學(xué)效果上，學(xué)生明顯表現(xiàn)了積極的創(chuàng)造欲望.在現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)的教學(xué)過程中，22名學(xué)生，其中11人為文科生，女生18人，經(jīng)過兩周的課程，均可設(shè)計出功能完整的Android教育App.在“物聯(lián)網(wǎng)工程”的期末考核項目中，所有學(xué)生都提交了原創(chuàng)的具備完整功能的App，這些App以游戲居多，還有一些工具應(yīng)用.

6 結(jié)論及展望

當(dāng)前，我國高校從培養(yǎng)目標(biāo)、傳授內(nèi)容、課程設(shè)置、教學(xué)方式和教學(xué)評價等五方面阻礙了大學(xué)生創(chuàng)新思維形成，影響了大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).要改變這些現(xiàn)狀，需要從課程設(shè)置、教學(xué)方式和教學(xué)評價上進行改革.在信息技術(shù)快速發(fā)展和計算機應(yīng)用普及的情況下，利用計算機解決問題是實現(xiàn)創(chuàng)新的主要手段.高校應(yīng)該加強計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系建設(shè)，將App Inventor課程納入計算機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，以培養(yǎng)“計算思維能力”為核心開展教學(xué)，讓大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程成為大學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的載體.本研究認(rèn)為，使用App Inventor課程作為大學(xué)生計算機基礎(chǔ)課程的一部分，以樹立“計算思維”為載體的計算機基礎(chǔ)教學(xué)來實現(xiàn)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)，具有科學(xué)性可行性，可以使創(chuàng)新教育順利進行.

盡管國內(nèi)外較多大學(xué)中學(xué)已經(jīng)開展App Inventor課程與計算思維培養(yǎng)的研究，已經(jīng)得出很多實證，基于App Inventor的課程教學(xué)對中學(xué)生計算思維的形成顯示出了較好的促進作用，但是由計算思維尚未形成學(xué)科體系，以及App Inventor教學(xué)也沒有形成完整的課程體系，所以將以App Inventor課程培養(yǎng)大學(xué)生計算思維為載體，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的具體實施方案還需要國家、省市和高校各方面共同努力，不斷糾正和改進教學(xué)實踐，形成一定的規(guī)模和體系，這正是大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育研究者未來繼續(xù)努力的方向.