摘要：從幾個側(cè)面思考和探究在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計算思維的途徑，提出通過整合教學(xué)內(nèi)容，將不同的知識點歸納為不同的知識單元；通過實驗教學(xué)，提升學(xué)生運用計算思維處理問題的能力。

關(guān)鍵詞：計算思維；計算機基礎(chǔ)教學(xué)；核心任務(wù)

作為大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生計算思維已成為引領(lǐng)計算機基礎(chǔ)教學(xué)健康發(fā)展的航標。因此探索出一套培養(yǎng)學(xué)生計算思維的有效方法和途徑，對于進一步落實核心任務(wù)，提升學(xué)生處理問題（特別是解決各種專業(yè)問題）的能力，以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)都將產(chǎn)生重大而深遠的影響。

1.大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)目標及現(xiàn)狀

在教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會頒布的《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的意見》中明確指出：大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的目標是“使學(xué)生在各自的專業(yè)中能夠有意識地借鑒、引入計算機科學(xué)中的一些概念、技術(shù)和方法……利用計算機認識并處理計算機應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題”。然而在具體實施過程中，由于學(xué)科、專業(yè)存在差異以及人們認識上的偏差，在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中暴露出很多問題。例如，在教學(xué)中，仍以介紹技能性的知識、原理和結(jié)論為主，內(nèi)容多是晦澀的符號、表達式以及抽象難懂的定義。沒有按照專業(yè)的不同需求分類分層組織教學(xué)，這就導(dǎo)致一方面學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不夠、求知興趣下降；另一方面，學(xué)生又缺乏運用計算機知識和技術(shù)處理各種實際問題的能力。究其原因在于，在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中忽視了對學(xué)生思維意識、發(fā)現(xiàn)和處理問題能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。因此，積極探索在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中計算思維的培養(yǎng)途徑，全面展示計算機學(xué)科獨有的思維魅力已迫在眉睫。

2.計算思維的提出

2006年，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)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Communication of the ACM撰文提出計算思維概念。她指出：“計算思維就是運用計算機科學(xué)的基本概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等，它涵蓋了計算機科學(xué)廣度的一系列思維活動”。周教授認為：計算思維是人類求解問題的一條有效途徑，是人人必須具備的一種基本能力，其本質(zhì)是抽象和自動化。研究這些內(nèi)涵對于教師盡快將計算思維融人到計算機基礎(chǔ)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生計算思維意識、掌握處理問題的方法以及提升運用計算機基本思想處理實際問題的能力都有十分重要的意義。為此，在《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》中，第一次把培養(yǎng)計算思維能力作為計算機基礎(chǔ)教學(xué)的一項重要的、長期和復(fù)雜的核心任務(wù)。

3.培養(yǎng)學(xué)生計算思維的有效途徑

為了在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，落實核心任務(wù)，筆者認為首先應(yīng)全面深入理解計算思維的本質(zhì)和內(nèi)涵；其次應(yīng)積極探索計算思維的培養(yǎng)途徑，引導(dǎo)學(xué)生最終將計算思維有效運用于各種實際問題的處理中。

3.1重點突出計算思維意識的培養(yǎng)

大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程是計算思維培養(yǎng)的重要平臺，對于學(xué)生從萌生到逐步認識和掌握計算思維發(fā)揮著重要的作用。為強化計算思維的培養(yǎng)，結(jié)合各校及我校計算機基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀，我們嘗試以整合教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)方法等作為突破點組織教學(xué)。首先在教學(xué)內(nèi)容的選取上，將不同的知識點歸納為不同的知識單元，并系統(tǒng)梳理各單元所蘊含的可見、可實現(xiàn)思維；其次，改變或摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從可行性、確定性角度以各知識單元為線索，重點講解知識內(nèi)部蘊含的思維以及實現(xiàn)具體操作所運用的思維思想，著重培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，逐步實現(xiàn)由知識傳授向基于知識的思維培養(yǎng)過渡。如在講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識時，以描述數(shù)據(jù)的兩種存儲結(jié)構(gòu)為線索，講解具有線性、樹型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)在實現(xiàn)實時存儲以及實現(xiàn)對二叉樹數(shù)據(jù)的遍歷口’所運用的思維；再如在講授操作系統(tǒng)中進程、線程等知識時，可以一個程序執(zhí)行過程為例，借助多媒體技術(shù)或圖示形式闡述系統(tǒng)在不同時間段內(nèi)所完成的不同操作（通過進程實現(xiàn)）以及不同進程的切換（通過線程實現(xiàn)），通過此舉不僅可幫助學(xué)生對進程和線程等重點知識有所認識，更為重要的是掌握了研習(xí)這些知識所應(yīng)具備的思維方式，了解這種處理技術(shù)所采用的思維方法。

3.2著力培養(yǎng)學(xué)生將計算思維運用于專業(yè)實踐的意識

對于非計算機專業(yè)的學(xué)生而言，研習(xí)大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的目的在于探尋計算機科學(xué)和專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合點，并能運用計算思維及計算機技術(shù)開拓性地解決各種專業(yè)問題。本著這一宗旨和原則，在教學(xué)中教師可選擇一些既能反映計算思維處理思想又能體現(xiàn)各專業(yè)普遍需要的典型案例，通過對這些案例所運用的可見思維的講授，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立將計算思維思想運用于專業(yè)實踐的意識。如：在講解網(wǎng)絡(luò)知識時，可運用關(guān)注點分離（SOC）法將教學(xué)重點定位到網(wǎng)絡(luò)的組成及應(yīng)用等知識點上，集中探討和學(xué)習(xí)3種常見網(wǎng)絡(luò)的連接及各種應(yīng)用實例。由于連接范圍、連接方式以及應(yīng)用的不同，自然就涉及各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的使用以及這些協(xié)議所運用的思維。通過這些內(nèi)容的系統(tǒng)講解，不僅使學(xué)生掌握了網(wǎng)絡(luò)的基本知識及所蘊含的思維，更能拓展他們的思維空間，激發(fā)學(xué)生將這種思維運用于專業(yè)實際的強烈欲望并能實地探索各種實現(xiàn)方法。

3.3通過實驗教學(xué)，不斷提升運用計算思維處理問題的綜合能力

作為大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用計算思維及計算機技術(shù)處理問題的能力等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，必須破除實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)思想，樹立實驗教學(xué)與理論教學(xué)相互統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的現(xiàn)代教學(xué)理念，充分有效地利用這一平臺，逐步提升學(xué)生運用計算思維處理問題的綜合能力。

首先，在基礎(chǔ)規(guī)范性試驗中全面體現(xiàn)計算思維思想，這類實驗通常用于幫助學(xué)生通過具體操作驗證基本知識點?？稍诂F(xiàn)有內(nèi)容中增加基于知識的思維性內(nèi)容，幫助學(xué)生從實踐中領(lǐng)悟計算思維在實驗教學(xué)中的引領(lǐng)作用。

其次，通過構(gòu)造性試驗，有意識地培養(yǎng)學(xué)生運用抽象思維方式構(gòu)建常用數(shù)學(xué)模型的方法，借此了解運用計算思維方法處理問題的過程（如：具體問題的提出→模型構(gòu)造→結(jié)果的獲得）。

最后，為不斷培養(yǎng)和提升學(xué)生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力，應(yīng)適當增加一些具有研究探索性的綜合實驗。該實驗在內(nèi)容的取材上既要反映各學(xué)科對計算機技術(shù)的實際需要，又能涵蓋計算思維思想。同時實驗結(jié)果要具有一定的不確定性、實現(xiàn)手段要有多樣性。通過學(xué)生的親自參與和探索在更大范圍內(nèi)拓展創(chuàng)新意識，增強動手操作能力、科學(xué)研究能力及創(chuàng)新能力。

3.4進一步整合和完善利于計算思維培養(yǎng)的教學(xué)資源平臺

為了給學(xué)生提供更多的有益于思維培養(yǎng)與能力拓展的空間，需進一步整合和完善教學(xué)資源。要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生營造一個便于自我發(fā)展和滿足個性需要的全新、開放型的學(xué)習(xí)環(huán)境，可將以往分散、無序、富于多樣性的各種教學(xué)資源科學(xué)有效地融合銜接起來，構(gòu)成一個門類齊全、內(nèi)容豐富、便于使用的教學(xué)支持體系，使之成為師生獲取知識及信息的重要來源、培養(yǎng)學(xué)生思維及拓展創(chuàng)新能力的舞臺。具體可通過構(gòu)建結(jié)合專業(yè)需要的教學(xué)網(wǎng)站、教學(xué)資源共享平臺、精品課程平臺、各類學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)等途徑實現(xiàn)。通過這些共享平臺可實現(xiàn)師生實時互動、實時交流，以此滿足師生的各種需求。這樣的平臺不僅利于學(xué)生個性化培養(yǎng)，更主要的是為學(xué)生認識事物本質(zhì)及其發(fā)展規(guī)律、強化計算思維意識、提升處理問題的能力提供更為廣闊的發(fā)展空間。

3.5積極實施有效的考核形式及結(jié)果評定方法

經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和探索，大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的考核形式已基本實現(xiàn)了機考或機考+筆試。從考核內(nèi)容或效果來看基本達到了教學(xué)大綱所規(guī)定的要求，它對于學(xué)生計算機應(yīng)用能力的提升及推動教學(xué)改革都起到了積極的作用。然而，為進一步落實核心任務(wù)以及適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的需要，有必要在現(xiàn)有格局的基礎(chǔ)上進一步完善和充實這種考核方式。

1）改革和完善考核內(nèi)容。

目前大部分機考是圍繞著單選、填空、實際操作和打字等題型安排內(nèi)容，這些題型在以往考核中發(fā)揮了重要作用，但也暴露出一些問題。如：知識面比較狹窄、過于機械、反映的思維有限等弊端。針對這些問題，我們作了以下的探索和嘗試。

其一，將單選題拓展為多選題，或增加多選題的比重，這樣既有利于對知識的全面考察，還可為學(xué)生提供更為寬廣的思維空間。通過大量蘊含益于思維培養(yǎng)的考題進一步幫助和帶動學(xué)生對計算機知識的系統(tǒng)掌握；其二，針對填空題型，將考核重點逐漸定位到思維與知識的結(jié)合點上，以涵蓋思維的知識點作為問題提出，以處理問題所運用的思維作為填充內(nèi)容，以此構(gòu)成知識與思維的完美組合。此外，對于綜合操作題型的內(nèi)容，可在涵蓋知識點的基礎(chǔ)上向更能體現(xiàn)思維且與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的方向傾斜，如：針對管理類專業(yè)而言，可以綜合操作題的形式考核學(xué)生運用所學(xué)知識管理一個微小企業(yè)的設(shè)計思想，回答問題方式可以文字和動畫的形式。

2）采用科學(xué)方法評定考核結(jié)果。

目前的考核結(jié)果普遍綜合了期末考核結(jié)果、學(xué)生出勤情況以及作業(yè)實驗的完成情況，這種認定方式相對簡單，選定的范圍有限，加之具有一定的隨機性，無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。為此，可考慮增加大作業(yè)在最終成績中的份額。大作業(yè)是在學(xué)習(xí)一個（或幾個）知識單元后由教師根據(jù)教學(xué)進展和需要為學(xué)生布置并要求其在指定的時間內(nèi)完成的一項任務(wù)，如完成一個運用Office中組件和網(wǎng)絡(luò)等功能編輯一份圖文并茂的電子郵件并發(fā)送的作業(yè)，教師可根據(jù)作業(yè)的完成情況，實時監(jiān)測每位學(xué)生對于這些內(nèi)容的掌握程度及效果。大作業(yè)在內(nèi)容上應(yīng)充分體現(xiàn)計算思維思想，在運作上要反映出計算思維的處理方法，在效能上應(yīng)盡量滿足不同學(xué)科的實際需要。因此，若以合適的比例將學(xué)生獨立或合作完成的大作業(yè)作為最終考核結(jié)果的一部分的話，必將能夠帶動學(xué)生主動參與教學(xué)、積極有效思維的積極性。

（編輯：郭田珍）