趙森嚴(yán)，劉 濤

（安徽工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

1 引 言

計(jì)算思維是運(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)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)之廣度的一系列思維活動(dòng)[1]。Jeannette M.Wing還指出計(jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。換而言之，計(jì)算思維是每個(gè)人都應(yīng)當(dāng)具備的一種思維方式。自從計(jì)算思維的概念被提出后，其相關(guān)的研究已經(jīng)取得了較大進(jìn)展。文獻(xiàn)[1]就計(jì)算思維的概念以及本質(zhì)做了詳細(xì)的闡述，給計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的融合提供了理論依據(jù)。文獻(xiàn)[2]指出計(jì)算思維能力培養(yǎng)的核心問(wèn)題是求解能力的培養(yǎng)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是大學(xué)通識(shí)教育的一個(gè)重要組成部分，更是培養(yǎng)大學(xué)生養(yǎng)成用計(jì)算思維方式解決專業(yè)問(wèn)題，成為復(fù)合型創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)性教育。同時(shí)就如何圍繞計(jì)算思維設(shè)計(jì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容提供了一些指導(dǎo)性意見(jiàn)。但是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的計(jì)算思維能力卻是十分復(fù)雜的工程，如何在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，如何讓學(xué)生養(yǎng)成面對(duì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)用計(jì)算思維的方法去分析問(wèn)題，解決問(wèn)題等等，這些還沒(méi)有被完全解決。因此，把計(jì)算思維引入大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中來(lái)具有必要的，積極的意義，應(yīng)該在平時(shí)的教學(xué)中有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)不僅僅是把計(jì)算機(jī)當(dāng)作工具使用，更是一種思維的訓(xùn)練，在潛移默化中提高了自己的計(jì)算思維能力，還可以讓學(xué)生試著把計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的這種思維方式拓展應(yīng)用于其他領(lǐng)域。另一方面，以計(jì)算思維為基礎(chǔ)，更新教育理念，再造教學(xué)模式，結(jié)合課程內(nèi)容建設(shè)新的課程體系，通過(guò)有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力，使他們學(xué)會(huì)從計(jì)算思維的角度觀察處理問(wèn)題，不僅有利于課程深度以及廣度的提升，而且有利于高校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的改革形成一種基于計(jì)算思維的新視角。

2 原有教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 教學(xué)模式陳舊化

目前，我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的模式依然停留在原有的授課方法上，即采用課堂講授加上機(jī)實(shí)驗(yàn)課這種模式，這種單一的教學(xué)方法往往會(huì)導(dǎo)致教師在盡心盡力講授一個(gè)抽象復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，由于問(wèn)題晦澀難懂，學(xué)生感覺(jué)聽(tīng)不懂，學(xué)不會(huì)，造成許多學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)缺乏興趣，更不愿意進(jìn)行更深層次的思考，當(dāng)進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，例如C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，諸多的語(yǔ)法知識(shí)還沒(méi)有深刻理解又加上抽象邏輯思維編程，使得學(xué)生遇到問(wèn)題不知如何下手，學(xué)生在上機(jī)時(shí)無(wú)所事事，課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也只是相互抄抄，沒(méi)有進(jìn)行深刻的分析。這是基礎(chǔ)教學(xué)中存在的普遍問(wèn)題，長(zhǎng)此下去將會(huì)極大阻礙計(jì)算思維能力的發(fā)展，不利于教學(xué)。因此，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中必須探索新的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，培養(yǎng)他們具有縝密的計(jì)算思維體系。

2.2 教學(xué)目的性不明確

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目的應(yīng)該讓學(xué)生能夠了解通常的計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題，對(duì)于文科生來(lái)說(shuō)需要讓他們?cè)谑炀氄莆粘Ｓ棉k公軟件操作基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)將來(lái)從事社會(huì)職業(yè)所必須的實(shí)用文檔的編輯、表格的制作和計(jì)算機(jī)演示文稿的制作與優(yōu)化，建立對(duì)工作中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題的處理以及獲取必要的信息的實(shí)際能力。對(duì)于理工科的學(xué)生來(lái)說(shuō)需要讓他們熟練掌握編程語(yǔ)言、編程技術(shù)、基本算法以及程序設(shè)計(jì)的思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和運(yùn)用計(jì)算機(jī)求解實(shí)際問(wèn)題能力。但是，目前一些院校把計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)與國(guó)家等級(jí)考試掛鉤，所有的教學(xué)工作都是圍繞等級(jí)考試來(lái)進(jìn)行的。學(xué)生只要等級(jí)考試通過(guò)就可以拿到相應(yīng)的學(xué)分，這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的學(xué)習(xí)缺乏興趣，失去主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。于是老師的教學(xué)只是教授某一個(gè)軟件的一些功能，并沒(méi)有從計(jì)算機(jī)的整體系統(tǒng)出發(fā)，把計(jì)算機(jī)當(dāng)作簡(jiǎn)單的工具來(lái)教學(xué)。例如，很多學(xué)生學(xué)完《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》這門課后，把它等同于OFFICE 的操作?，F(xiàn)有的程序設(shè)計(jì)的考試多以筆試為主，上機(jī)考試往往有相應(yīng)的題庫(kù)，導(dǎo)致學(xué)生只顧做大量的模擬題和真題，不注重上機(jī)實(shí)踐，無(wú)法反映出學(xué)生的實(shí)際操作能力，更談不上培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

2.3 教材內(nèi)容單一化

目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程包括《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《程序設(shè)計(jì)》、《微機(jī)原理及應(yīng)用》等課程，這些課程的相關(guān)教材內(nèi)容單一，而且課程教材之間的融匯性較差。學(xué)生對(duì)教材知識(shí)的學(xué)習(xí)只是浮淺的認(rèn)識(shí)，無(wú)法從更深層次上去認(rèn)識(shí)和理解計(jì)算機(jī)科學(xué)。例如：《微機(jī)原理與應(yīng)用》中對(duì)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的講解還是按照概述、程序格式、偽指令、上機(jī)過(guò)程、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這些內(nèi)容介紹的，這樣學(xué)習(xí)起來(lái)學(xué)生不易明白，因?yàn)閰R編語(yǔ)言相對(duì)于其他高級(jí)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)比較抽象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)起來(lái)比較麻煩。其實(shí)教材在介紹匯編語(yǔ)言的同時(shí)，可以與學(xué)生學(xué)過(guò)的高級(jí)語(yǔ)言例如C 語(yǔ)言進(jìn)行一些相關(guān)的對(duì)比，通過(guò)與自己學(xué)過(guò)的熟悉的語(yǔ)言相比較，可以極大增強(qiáng)課程的理解性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力。所以當(dāng)務(wù)之急是應(yīng)該探索一系列基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教材。

3 計(jì)算思維能力培養(yǎng)

3.1 引導(dǎo)式教學(xué)

要學(xué)會(huì)并且學(xué)好計(jì)算機(jī)科學(xué)必須具有高度的抽象思維能力，即具備將實(shí)際問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)模型同時(shí)將該數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的能力，因此在平時(shí)的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，那就需要老師不僅要講授基本的知識(shí)點(diǎn)，更要著重地培養(yǎng)學(xué)生按照計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的方式去分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。引導(dǎo)式教學(xué)的實(shí)踐將摒棄傳統(tǒng)課堂教學(xué)的方法，即滿堂講的模式，教師的作用只是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，結(jié)合問(wèn)題相關(guān)理論進(jìn)行講授，先引導(dǎo)他們按照自己的思維去解決問(wèn)題，讓學(xué)生有一個(gè)自我理解，自我思考，自我解決問(wèn)題的自主思維過(guò)程。課堂的教學(xué)側(cè)重于方法的介紹，具體實(shí)現(xiàn)則讓學(xué)生自主完成，有意識(shí)的去培養(yǎng)學(xué)生的推理、邏輯思維能力，逐步地讓他們擁有計(jì)算思維能力。引導(dǎo)式教學(xué)實(shí)際上讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)從表面的感性認(rèn)識(shí)到深刻的理性認(rèn)識(shí)，在這一過(guò)程中使得學(xué)生的對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不斷提高，從而能從多方面，多角度以及從更抽象的級(jí)別認(rèn)識(shí)、分析、解決問(wèn)題。但是學(xué)生自主思考問(wèn)題往往需要一段時(shí)間，如果問(wèn)題太難，太大往往學(xué)生思考時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還得不到任何效果，那么教學(xué)任務(wù)難以完成，所以教師在課堂上對(duì)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)問(wèn)題的選取與把握上顯得尤為重要，要恰到好處。這樣學(xué)生可以在課堂內(nèi)把知識(shí)點(diǎn)消化吸收。

3.2 任務(wù)式教學(xué)

任務(wù)式教學(xué)其本質(zhì)包含著問(wèn)題學(xué)習(xí)方法，任務(wù)式教學(xué)不宜在課堂上實(shí)施，而是在課下實(shí)施。在任務(wù)式教學(xué)中教師需要把握任務(wù)的數(shù)量以及難度，交給學(xué)生的任務(wù)要有一定的應(yīng)用價(jià)值，讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)以致用，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在OFFICE 的學(xué)習(xí)中，我們可以給學(xué)生布置一個(gè)綜合的大作業(yè)，其中包括一個(gè)長(zhǎng)文檔的排版、簡(jiǎn)歷的制作、用PPT 制作一個(gè)演講稿，利用EXCEL 制作一份財(cái)務(wù)報(bào)表等。當(dāng)學(xué)生完成任務(wù)，對(duì)OFFICE 中各個(gè)空間熟悉之后，教師可以安排一些提高性的任務(wù)，例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)電子請(qǐng)?zhí)?，這不僅需要學(xué)生熟悉文字處理軟件，還需熟悉Photoshop、Flash 等繪圖軟件的使用。由于學(xué)生覺(jué)得知識(shí)有用，便會(huì)自行查閱資料，從而完成設(shè)計(jì)、排除困難，最終實(shí)現(xiàn)完成任務(wù)。在這一過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)融會(huì)貫通，使得學(xué)習(xí)變成了一種創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，而不是被動(dòng)的接受式學(xué)習(xí)，更不是簡(jiǎn)單地知識(shí)堆砌式學(xué)習(xí)。任務(wù)式教學(xué)一方面調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，一方面拓寬了知識(shí)領(lǐng)域，讓學(xué)生形成了完備的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系以及計(jì)算思維體系，為他們后續(xù)的知識(shí)學(xué)習(xí)提供了有效的方法。

3.3 多平臺(tái)化教學(xué)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的上機(jī)實(shí)驗(yàn)往往在Windows 平臺(tái)下進(jìn)行，學(xué)生對(duì)于不同的操作系統(tǒng)以及不同的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言卻是一概不知，為了拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，可以跨平臺(tái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生形成完備的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，同時(shí)培養(yǎng)他們的處理能力以及計(jì)算思維能力。例如：上機(jī)實(shí)驗(yàn)可以在Windows 和Linux 兩種操作系統(tǒng)平臺(tái)下進(jìn)行。匯編程序設(shè)計(jì)上機(jī)實(shí)驗(yàn)中, 在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可以要求他們將匯編語(yǔ)言翻譯成學(xué)過(guò)的高級(jí)語(yǔ)言 （C 語(yǔ)言等），讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不同的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言只是在表現(xiàn)形式上有所不同，其內(nèi)涵卻是相通的，有了這樣的舉一反三的訓(xùn)練，在學(xué)習(xí)新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言時(shí)不再會(huì)產(chǎn)生畏懼心理，而且這一過(guò)程訓(xùn)練了計(jì)算思維能力。

4 總 結(jié)

培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力首先需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的主觀能動(dòng)性，本文總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，提出了引導(dǎo)式教學(xué)、任務(wù)式教學(xué)等多種教學(xué)方式，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在遇到問(wèn)題時(shí)學(xué)會(huì)從計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的角度去認(rèn)識(shí)、分析和解決問(wèn)題，同時(shí)在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)會(huì)舉一反三。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)踐，將這些教學(xué)方式融合于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中去，有效地培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力以及他們的計(jì)算思維能力。

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