劉亞輝 周長勝 李桂芝

摘 要：針對大學計算機基礎(chǔ)教學中存在的狹義的技能培養(yǎng)、教學層次與專業(yè)導(dǎo)向不分明以及課程設(shè)置缺少延續(xù)性等問題，對現(xiàn)有教學模式、教學方法與課程設(shè)置情況進行了探討。提出以計算思維思想為指導(dǎo)，培養(yǎng)思維方法為教學目標，提高學生用計算機解決問題的能力的解決方案。結(jié)合教學實踐，對有專業(yè)差異化的計算思維教學方法進行了論述。

關(guān)鍵詞：大學計算機基礎(chǔ)；計算思維；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）24-0224-02

引言

隨著計算機技術(shù)的普及，計算機基礎(chǔ)知識已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，這對計算機基礎(chǔ)教學提出了更高的要求。當前，對非計算機專業(yè)學生，通過計算機基礎(chǔ)知識的學習，學生對常用軟件的操作基本都能掌握，但由于對計算機思想與理論學習欠缺，致使使用計算機進行應(yīng)用創(chuàng)新能力不足。如何使學生學會將問題轉(zhuǎn)化成能夠用計算機解決的形式，需要進行計算思維能力的培養(yǎng)?？▋?nèi)基？梅隆大學周以真教授指出計算思維[1]是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為。是從具體的算法設(shè)計規(guī)范入手，通過算法過程的構(gòu)造與實施來解決給定問題的一種思維方法。此后，九校聯(lián)盟[2]中指出計算機基礎(chǔ)課程重在計算思維的培養(yǎng)，即基于計算環(huán)境與約束的問題求解。并在《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》中，達成四點共識：

（1）計算機基礎(chǔ)教學是培養(yǎng)大學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要組成部分；（2）要把“計算機思維能力的培養(yǎng)”作為計算機基礎(chǔ)教學的核心任務(wù)；（3）進一步確立計算機基礎(chǔ)教學的基礎(chǔ)地位，加強隊伍和機制建設(shè)；（4）加強以計算思維能力培養(yǎng)為核心的計算機基礎(chǔ)教學課程體系和教學內(nèi)容的研究。

教指委《關(guān)于申報大學計算機課程改革項目的通知》中指出，大學計算機的教學總體目標要求是“普及計算機文化，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用能力，訓(xùn)練計算思維能力”[3]。結(jié)合計算思維的教學理念，反思目前大學計算機基礎(chǔ)教學，不難看出還存在以下問題[3][4]：

第一，《大學計算機基礎(chǔ)課程》作為大學第一門計算機類課程，其教學知識點，部分學生在初、高中已修過相關(guān)課程并掌握，致使該課程的教學內(nèi)容與課程設(shè)置的合理性、必要性問題上存在爭議。

第二，《大學計算機基礎(chǔ)課程》教學中以培養(yǎng)學生計算機操作技能為目標的教學目的過于狹隘。有些觀點認為計算機基礎(chǔ)課程主要是讓學生學會計算機的基本操作、學會使用一些工具軟件。

第三，學生掌握計算機應(yīng)用技術(shù)方面表現(xiàn)出良好的接受能力，但是對于計算機技術(shù)發(fā)展的思想和理論知識匱乏，習慣使用已有的技術(shù)手段，而不是采用科學的思維方式尋求問題的解決方案，這也是學生普遍缺少創(chuàng)新性思維的問題所在。

第四，不同專業(yè)對《大學計算機基礎(chǔ)課程》的知識結(jié)構(gòu)與應(yīng)用類型要求是有差異的。而現(xiàn)存大學計算機基礎(chǔ)課程的教學體系、教學模式與教學手段對學生計算機水平的參差不齊的教學層次劃分不明顯；體現(xiàn)專業(yè)應(yīng)用需求方向上還缺乏明確的導(dǎo)向。

因此，拓展教學思維、明確教學目標，完善從中等教育到高等教育的過渡，是教學改革中值得思考的一個環(huán)節(jié)；大學計算機基礎(chǔ)知識培養(yǎng)應(yīng)該對計算機科學的思維形式有更深入的理解，逐步從狹義的“技能培養(yǎng)”向“能力培養(yǎng)”轉(zhuǎn)化；針對專業(yè)差異，完善不同層次的計算機基礎(chǔ)課程建設(shè)是教學改革中需要考慮的一個方面。在有限的學時內(nèi)，針對不同類型的學校和專業(yè)，制定有相應(yīng)特色的教學計劃、改進教學方法，以教學思維指導(dǎo)思想組織教學的內(nèi)容是必要的。本文從不同層次的培養(yǎng)目標、不同專業(yè)應(yīng)用需求角度出發(fā)，深入探討大學計算機基礎(chǔ)課程建設(shè)的問題。

一、我校大學計算機基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀

目前，除少數(shù)計算機專業(yè)外，我校對大一非計算機專業(yè)學生的授課內(nèi)容主要是《大學計算機基礎(chǔ)》+《C語言程序設(shè)計》，少數(shù)專業(yè)開設(shè)《VB語言程序設(shè)計》。其中，《大學計算機基礎(chǔ)》是高等教育階段面向非計算機專業(yè)新生開設(shè)的第一門計算機課程，目前的教學目標主要是注重計算機實踐能力的培養(yǎng)，使大學畢業(yè)生能夠熟練掌握計算機操作技能，應(yīng)用計算機解決本專業(yè)問題，畢業(yè)后適應(yīng)社會工作的需要。學時為32學時，其中，授課18學時，上機14學時。而《C語言程序設(shè)計》的教學目標是使學生理解與掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思想及基本概念，基本掌握使用C語言進行結(jié)構(gòu)化編程的方法及過程，針對專業(yè)不同，分別開設(shè)72學時、64學時與48學時《C語言程序設(shè)計》課程。大一、大二開設(shè)的計算機基礎(chǔ)課程，在教學內(nèi)容與課程設(shè)置中還存在以下問題：

1.盡管大多數(shù)學生順利通過大學階段的計算機基礎(chǔ)課程考核，卻難以適應(yīng)工作、學習中對計算機技能的需求。在教學內(nèi)容設(shè)計上忽略了專業(yè)差異，內(nèi)容繁雜。期末考核主要是對office操作進行考核，而在教學中，office內(nèi)容卻不作為重點內(nèi)容講解，存在“考教不一致，重點不突出”的不足。

2.根據(jù)我校專業(yè)設(shè)置情況，不同專業(yè)對計算機基礎(chǔ)課程的知識結(jié)構(gòu)與應(yīng)用類型要求是有差異的。而目前計算機基礎(chǔ)課程的設(shè)置，針對專業(yè)特色的教學內(nèi)容不能體現(xiàn)差別。傳統(tǒng)的《大學計算機基礎(chǔ)》+《C語言程序設(shè)計》的計算機基礎(chǔ)課程設(shè)置過于單一，在知識分層與體現(xiàn)專業(yè)應(yīng)用需求方向上還缺乏明確的導(dǎo)向。

3.大學計算機基礎(chǔ)學科授課內(nèi)容的局限性使得知識更新落后于新技術(shù)的發(fā)展，同時現(xiàn)存教學體系、教學模式、教學手段對學生計算機水平的參差不齊的教學層次劃分不明顯，所謂的因材施教仍是需要大力度、實質(zhì)性的改革。

4.計算機基礎(chǔ)教學還缺乏一定的連貫性。學生在大一學習的計算機相關(guān)課程，由于在后續(xù)課程中較少用到相關(guān)知識或不再接觸計算機課程，畢業(yè)后在實際應(yīng)用時，不能得心應(yīng)手。

二、大學計算機基礎(chǔ)課程改革探討

在計算思維能力的教學培養(yǎng)方法上，目前還處于探討與試點實踐階段。文獻[2]提倡對教學內(nèi)容按計算思維的指導(dǎo)理念重新組織；突出思維訓(xùn)練的相關(guān)知識點；通過問題引導(dǎo)、專題研討等方法提高教學效果。文獻[5][6]指出教學內(nèi)容通過算法的基本概念、設(shè)計方法、算法分析與典型算法；程序設(shè)計的結(jié)構(gòu)、語法語義、計算機的硬件、軟件課程與編程語言進行滲透。

計算思維的教學需要建立合理的計算機教學課程體系與知識結(jié)構(gòu)；在教學中注重問題的算法描述，將問題轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢杂糜嬎銠C處理的模式；在課程設(shè)置中，針對專業(yè)差異與培養(yǎng)目標，設(shè)置有一定針對性的計算機課程?？梢詮囊韵聨c考慮：

1.針對文理科學生實施分階段、分層次、側(cè)重點差異化教學。對理工科學生加強程序設(shè)計算法教學，這部分內(nèi)容在先前的程序設(shè)計教學中已經(jīng)存在，需要從無意識向有意識的教學轉(zhuǎn)變，強調(diào)用計算機解決問題的思維方式；

2.對于文科學生，除了講解計算機基本原理、基礎(chǔ)的編程算法外，還可以適當增加辦公軟件的高級應(yīng)用。例如：高級層講授內(nèi)容可以涉及：word的版面編排設(shè)計、excel的數(shù)據(jù)管理與分析、PPT的高級應(yīng)用以及office的VBA宏及應(yīng)用等。

3.計算思維的教學內(nèi)容主要涉及：計算思維和計算理論、算法基礎(chǔ)和通用語言、計算機硬件與軟件技術(shù)等。如：計算機的存儲原理、圖靈機、計算復(fù)雜度以及常用算法與程序等。

4.針對課程開設(shè)的延續(xù)性問題，采用“1+X”教學改革方案。有的非計算機專業(yè)學生在大一學習的計算機相關(guān)課程，由于在后續(xù)課程中較少用到相關(guān)知識或不再接觸計算機課程，以致不能滿足就業(yè)時對計算機能力應(yīng)用的需要。對學生可以開設(shè)計算智能類選修課程，讓學生能夠在現(xiàn)有的高中數(shù)學基礎(chǔ)上，利用《模式識別》、《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)》等知識，讓學生初步了解計算機怎樣實現(xiàn)對不同的物品分類；怎樣實現(xiàn)對不同的形狀分類，了解計算機怎樣代替人腦進行思考，還可以用MATLAB軟件進行仿真演示，這為理工科學生后續(xù)專業(yè)課程的學習起到很好的啟蒙作用。

三、結(jié)束語

本文以計算思維思想為指導(dǎo)探討了大學計算機基礎(chǔ)教學中的教學內(nèi)容與課程設(shè)置等問題。針對我校目前課程教學與設(shè)置中存在的不足，提出當面向不同的非計算機專業(yè)開設(shè)時，教學內(nèi)容應(yīng)分層次、分階段設(shè)計，并側(cè)重于考慮與專業(yè)特色相結(jié)合。理工科應(yīng)該突出培養(yǎng)用計算機分析、解決實際問題的思維能力。同時，提出采用“1+X”的教學思想，使得計算機教學具有良好的延續(xù)性，將相關(guān)教學內(nèi)容相承和滲透，課程間相互銜接，，進而獲得計算機基礎(chǔ)課程體系的整體優(yōu)化與提高。

參考文獻：

[1]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，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].中國大學教學，2012（9）：6-9.

[3]教育部高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導(dǎo)委員會.關(guān)于進一步加強高等學校計算機基礎(chǔ)教學的意見暨計算機基礎(chǔ)課程教學基本要求（試行）[M].北京：高等教育出版社，2009：24-26.

[4]王曉勇，方躍峰等.以專業(yè)應(yīng)用為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)課程教學改革與實踐[J].中國大學教學，2011（7）：39-42.

[5]何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計算機基礎(chǔ)教學的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)[J].中國大學教學，2010（9）：5-9.

[6]陳國良.計算思維與大學計算機基礎(chǔ)教育[J].中國大學教學，2011（1）：7-11.

Discussion on Computer Fundamentals Guided by Computational Thinking

LIU Ya-hui， ZHOU Chang-sheng， LI Gui-zhi

（Computer Center， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100192，China）

Abstract： There exist some problems during the teaching of computer fundamentals， such as narrowly skill training， lacking in continuity etc. In addition， teaching levels and furtherance arent obviously related to specialty. Present teaching modes， teaching method and course offering are discussed. A solution is put forward， which is for the purpose of cultivating thinking method， improving students abilities of solving problems guided by computational thinking. Meanwhile， method is described according to the major difference， which is combined with teaching experience.

Key words： Computational Thinking， Computer Fundamentals， teaching reform