陳 輝，丁春莉，孫 悅

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 7100180)

計(jì)算思維是周以真教授提出的一種人類(lèi)運(yùn)用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思維模式，周以真教授認(rèn)為:計(jì)算思維[1](Computational Thinking)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維這一概念的明確提出，將其作為認(rèn)得基本技能，擴(kuò)展到所有人，并激發(fā)公眾的興趣，推動(dòng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，并提高和強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的意義[2]。因此在高職計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革引入計(jì)算思維有著深遠(yuǎn)的意義。

一、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的新變化

近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也面臨許多新變化，學(xué)生通常比較熟悉計(jì)算機(jī)、操作系統(tǒng)和辦公軟件，并且目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用多種多樣，從Web搜索到安卓手機(jī)應(yīng)用，從QQ聊天到微博、微信。這些都與前些年的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能大不相同，作為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)的目的是如何更好的利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)，根據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，中學(xué)生中學(xué)習(xí)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的比例由58%，學(xué)習(xí)算法與程序設(shè)計(jì)的學(xué)生有20%，學(xué)習(xí)多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)生有26%，而在大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中，學(xué)生最大的需求是文字錄入和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，占學(xué)生總數(shù)的73%和72%[3]。因此，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院院士陳國(guó)良教授提出，大學(xué)計(jì)算機(jī)教育的三種能力的培養(yǎng)，分別是使用計(jì)算機(jī)的基本能力(Computer Literacy)、理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的熟練能力(Computer Fluency)、訓(xùn)練有素的計(jì)算思維能力(Computational Thinking)。培養(yǎng)計(jì)算思維是大學(xué)通識(shí)教育的重要組成部分[4][5]。

二、高職學(xué)院計(jì)算基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)的改變

目前，隨著學(xué)院各個(gè)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革，逐漸從三年制改變?yōu)?+1的學(xué)習(xí)形式，第三年學(xué)生進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，所有課程均在入學(xué)后的兩年內(nèi)完成，將以前的五學(xué)期課程簡(jiǎn)化為四學(xué)期課程，有些課程就被精簡(jiǎn)或減少課時(shí)量，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課時(shí)也有所降低。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)一直是以培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件組裝、Office辦公軟件應(yīng)用技能。通過(guò)引入計(jì)算思維的思想，我們認(rèn)為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)不僅是軟件工具的使用，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的能力，并且應(yīng)用這種能力去解決其他課程中的相關(guān)問(wèn)題，以及今后在工作中遇到的工程問(wèn)題。為培養(yǎng)學(xué)生在以后工作中的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力[6]。

為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，我們認(rèn)為應(yīng)該將基本技能和分析解決問(wèn)題的能力這兩方面的能力培養(yǎng)并重。通過(guò)講授信息技術(shù)的基本原理和知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的基本技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析解決能力，并將這種能力應(yīng)用于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，例如將數(shù)學(xué)的邏輯思維和數(shù)學(xué)問(wèn)題求解轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和編程能力，培養(yǎng)學(xué)生的一種分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這種能力是超出課程的層面的，可以為學(xué)生今后走上工作崗位解決實(shí)際問(wèn)題提供幫助[7]。

三、現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的改革

在現(xiàn)行的課程標(biāo)準(zhǔn)中，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)講授的重點(diǎn)有三個(gè):第一個(gè)是計(jì)算機(jī)硬件的組成，第二是操作系統(tǒng)的使用，第三是Office辦公軟件的熟練使用。我們認(rèn)為應(yīng)該以計(jì)算思維為主線(xiàn)，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，并且以教學(xué)方法手段改革帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容提升，學(xué)生的心聲是希望我們教師講課“好玩、簡(jiǎn)單、能動(dòng)手”，那么我們可以在計(jì)算機(jī)教學(xué)中多引入這些能夠吸引學(xué)生興趣的案例，讓學(xué)生在興趣的基礎(chǔ)上更好的學(xué)習(xí)掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。例如在講授二進(jìn)制的知識(shí)中，引入美國(guó)愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈發(fā)射失敗的案例，愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈防御系統(tǒng)未能成功攔截飛毛腿導(dǎo)彈，是由于導(dǎo)彈的內(nèi)部?jī)?nèi)置的時(shí)鐘的誤差，從而引出使用二進(jìn)制數(shù)表示的范圍和精度，學(xué)生對(duì)這些案例很感興趣。在講授計(jì)算機(jī)硬件的時(shí)候，我們?cè)诮虒W(xué)中組裝了個(gè)人計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)，讓學(xué)生可以眼看手摸實(shí)實(shí)在在的CPU、內(nèi)存、顯卡、主板這些部件。學(xué)生還可以在教師的指導(dǎo)下親手組裝計(jì)算機(jī)，這些教學(xué)手段的改革目的都是為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。此外，在office軟件教學(xué)中也可以從培養(yǎng)學(xué)生熟練使用軟件的層次上升培養(yǎng)計(jì)算思維的層次，在Office軟件教學(xué)，不僅講解軟件的使用，而且從軟件開(kāi)發(fā)和軟件運(yùn)行的角度去分析如何解決類(lèi)似文檔排版、數(shù)據(jù)處理這樣的問(wèn)題。例如在Excel教學(xué)中，通過(guò)銀行復(fù)利和按揭貸款還款的問(wèn)題引出數(shù)學(xué)模型，然后分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，從中將計(jì)算思維引入教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生這些能力。

在教學(xué)中我們也積極進(jìn)行教學(xué)方法的改革，重視學(xué)生討論與交流，組織學(xué)生進(jìn)行全方位的討論，重視探究精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，我們?cè)谡n程中會(huì)提出一些課題讓學(xué)生討論和探究，例如我們?cè)赪ord排版教學(xué)中，會(huì)找一些比較精明的文檔排版成品，組織學(xué)生討論和分析如何使用Word的相關(guān)排版技術(shù)實(shí)現(xiàn)，教師主要引導(dǎo)學(xué)生討論，學(xué)生在討論的基礎(chǔ)上會(huì)提出制作方案，甚至進(jìn)行改進(jìn)，這都是以往的教學(xué)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。此外，我們還注重合作學(xué)習(xí)，組成小組進(jìn)行討論。并積極使用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，在教學(xué)中使用仿真軟件，提高學(xué)習(xí)效率，例如我們?cè)诰W(wǎng)線(xiàn)制作中使用我們自制的Flash互動(dòng)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行網(wǎng)線(xiàn)的制作流程的學(xué)習(xí)，效果很好。

四、實(shí)踐教學(xué)體系的改革

通過(guò)學(xué)習(xí)，我認(rèn)識(shí)到可以在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)體系中引入更加豐富的案例來(lái)吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，更多的是增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?duì)趣味性還是考慮的不多，忽視了計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。由于大學(xué)生對(duì)新鮮事物好奇，有著豐富的想象力，好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)，要盡量趣味化，貼近生活，給學(xué)生留出創(chuàng)新思維的空間，強(qiáng)調(diào)問(wèn)題抽象、求解思路和形式化描述。例如我院靠近北郊的賽格電腦城，可以給學(xué)生布置模擬裝機(jī)，認(rèn)識(shí)電腦硬件的作業(yè)，讓學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間去賽格電腦城去了解各種配件的性能和價(jià)格，最終拿出幾套面向不同應(yīng)用的裝機(jī)方案，在這一過(guò)程之后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)際拆裝一臺(tái)計(jì)算機(jī)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)真實(shí)的計(jì)算機(jī)的組成的拆裝過(guò)程。在Word排版中，讓學(xué)生不僅僅去進(jìn)行文檔排版，而且要求學(xué)生首先編寫(xiě)一定實(shí)用性的文檔，然后進(jìn)行排版。例如可以讓學(xué)生結(jié)合應(yīng)用文寫(xiě)作中涉及的不同文種，編輯招聘廣告、求職信等實(shí)用的文檔進(jìn)行排版。此外在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，除要求學(xué)生完成一般基本要求的操作之外，對(duì)于能力較強(qiáng)的學(xué)生，還可以給一些綜合的題目，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，要求學(xué)有余力的學(xué)生完成，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。還可以提供一些相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，引導(dǎo)學(xué)生在業(yè)余時(shí)間閱讀學(xué)習(xí)，潛移默化的提高學(xué)生的思維能力。

五、課程資源建設(shè)

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中可以引入各種教學(xué)資源，可以通過(guò)精品共享資源課建設(shè)、教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)和新建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)平臺(tái)的形式將分散、無(wú)序、富于多樣性的各種教學(xué)資源整合起來(lái)，建立便于檢索、內(nèi)容豐富、門(mén)類(lèi)齊全的教學(xué)資源庫(kù)，為教師的教與學(xué)生的學(xué)提供豐富可靠的信息資源支持。可以加入一些仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在宿舍的網(wǎng)絡(luò)中就可以做一些計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)方面的仿真實(shí)驗(yàn)，例如制作雙絞線(xiàn)、計(jì)算機(jī)硬件裝配的實(shí)驗(yàn)課件可以做成flash的交互式動(dòng)畫(huà)。開(kāi)放課程教學(xué)的bbs論壇，讓學(xué)生在課余進(jìn)行課程內(nèi)容的討論，教師可以在論壇中與學(xué)生交流，回答學(xué)生問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生。

六、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算思維對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的概念，但就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，與目前高職提倡的素質(zhì)教育是一致的，也就是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)技能。從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程上把計(jì)算思維的思想融入教學(xué)中，對(duì)我們目前進(jìn)行的計(jì)算機(jī)教學(xué)改革有著較好的促進(jìn)作用。

[1]周以真.計(jì)算思維[J].王飛躍，譯.中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007，3(11):83－85.

[2]馮博琴.對(duì)于計(jì)算思維能力培養(yǎng)落地問(wèn)題的探討[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012(9):6－9.

[3]李波.計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012(7):43－45.

[4]龔沛，楊志強(qiáng).大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的計(jì)算思維培養(yǎng)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012(5):51－54.

[5]牟琴，譚良.計(jì)算思維的研究及其進(jìn)展[J]，計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011，38(3):10－15.

[6]朱亞宗.論計(jì)算思維計(jì)算思維的科學(xué)定位基本原理及創(chuàng)新路徑[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)2009，36(4):53－55.

[7]王飛躍.從計(jì)算思維到計(jì)算文化[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007，3(11):56－60.