◆郭少輝

作者：郭少輝，許昌學(xué)院計算機(jī)講師，研究方向為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（461000）。

1 引言

計算思維，籠統(tǒng)地講，指計算機(jī)工作者面對問題并分析解決問題的一種行之有效的科學(xué)思維方法。它與邏輯思維、實(shí)證思維并列，都是具備完善表達(dá)系統(tǒng)的思維模式。2006年卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授在計算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM上指出：計算思維是指運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法求解問題、設(shè)計系統(tǒng)以及理解人類行為等一系列涵蓋計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思維活動。它通過轉(zhuǎn)化、約簡、仿真和嵌入等有效的方法將復(fù)雜的問題簡化，對復(fù)雜系統(tǒng)的相關(guān)方面進(jìn)行建模，從而實(shí)現(xiàn)問題最有效的求解。計算思維強(qiáng)調(diào)求解問題過程中人為操作與機(jī)器實(shí)現(xiàn)的結(jié)合，是一種人機(jī)共存的思維方式。

為了保持在計算機(jī)科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展中的優(yōu)勢，國內(nèi)外一些著名高校都在嘗試基于計算思維的課程改革，把計算思維能力的培養(yǎng)作為計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中長期的、重要的、復(fù)雜的核心任務(wù)，并將運(yùn)用計算思維作為新一輪計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想。

2 計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的問題

計算機(jī)基礎(chǔ)作為教育部規(guī)定的必須首先開設(shè)的文化基礎(chǔ)課程，兼具基礎(chǔ)性和通識性的特點(diǎn)，教學(xué)目標(biāo)定位在著力提高學(xué)生的綜合信息素養(yǎng)。該課程實(shí)踐性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)面廣泛，對學(xué)生計算機(jī)思維能力的培養(yǎng)有著不可取代的作用。然而，目前計算機(jī)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐教學(xué)效果并不能令人滿意，究其原因，主要表現(xiàn)在以下三個方面。

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中教育理念存在偏差 計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)理念過分強(qiáng)調(diào)“實(shí)用主義”，視野狹隘，觀念保守，將教學(xué)內(nèi)容局限為讓學(xué)生學(xué)會常用的幾種辦公軟件的操作和簡單編程，片面強(qiáng)調(diào)計算機(jī)應(yīng)用技能的培養(yǎng)[1]。雖然計算機(jī)基礎(chǔ)課程教師非常注重自身能力的提高，不斷改進(jìn)教學(xué)方法、更新課程內(nèi)容，只是側(cè)重于課程本身的操作性，卻往往忽視計算機(jī)教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生思維和創(chuàng)新能力的作用。同時，與計算機(jī)專業(yè)相比，非計算機(jī)專業(yè)還沒有形成系統(tǒng)的計算思維能力培養(yǎng)課程體系。

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容中忽視“計算思維的教學(xué)” 計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容陳舊、單一，很多教學(xué)內(nèi)容與中學(xué)計算機(jī)技術(shù)課程內(nèi)容重復(fù)，使學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低。教學(xué)內(nèi)容更新不及時，教學(xué)理念滯后，與專業(yè)課程相比，計算機(jī)基礎(chǔ)課程無論是理念上還是內(nèi)容上，都不能及時反映計算機(jī)技術(shù)的最新進(jìn)展。特別是在大數(shù)據(jù)時代，新媒體、個性化教學(xué)、開源課程以及社會化學(xué)習(xí)等新興教育技術(shù)的發(fā)展，沒能在計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中起到促進(jìn)作用。此外，教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)廣而多，內(nèi)容深而不透，定位不準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)“是什么”，忽視“為什么”，導(dǎo)致學(xué)生不能掌握教學(xué)知識點(diǎn)真正蘊(yùn)含的計算方法和計算思維[2]。計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容脫離于學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)，只是單純傳授計算機(jī)知識和基本理論，導(dǎo)致學(xué)生不知道如何運(yùn)用學(xué)到的計算機(jī)基礎(chǔ)知識來解決自己專業(yè)上的問題。

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)方法難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 計算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)大多采用“教師演示—學(xué)生操作”的教學(xué)方法。在實(shí)踐課上，教師根據(jù)計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗指導(dǎo)教程上的內(nèi)容，系統(tǒng)講解實(shí)驗內(nèi)容和操作方法，然后學(xué)生比照教師的演示，按照操作步驟上機(jī)操作，直到完成上機(jī)實(shí)驗任務(wù)。學(xué)生在上機(jī)操作過程中碰到問題時，教師給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決疑問。這種“被動”的“操練式”教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生單純模仿，動手不動腦，無法培養(yǎng)學(xué)生的自主意識和創(chuàng)新能力。

3 計算思維能力的培養(yǎng)策略

完善教學(xué)內(nèi)容 計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的要求進(jìn)行改革重組，重新梳理知識點(diǎn)，設(shè)計以“計算思維”為主線的教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，適當(dāng)增刪，在教學(xué)內(nèi)容上向計算思維能力培養(yǎng)的方向引導(dǎo)。這方面共設(shè)計計算機(jī)技術(shù)概述、計算機(jī)基本原理、基本電路和硬件知識、程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與基本算法、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫以及計算機(jī)新技術(shù)選講九個教學(xué)模塊，教學(xué)內(nèi)容涵蓋了計算機(jī)技術(shù)的大部分領(lǐng)域。不僅包括計算機(jī)基本原理和技術(shù)，還包括計算機(jī)的歷史和最新發(fā)展動態(tài)；既有理論講解，也有實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，有利于實(shí)現(xiàn)理論與應(yīng)用的有效結(jié)合。這些計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模塊的內(nèi)容可以根據(jù)計算機(jī)技術(shù)最新的發(fā)展實(shí)施更新教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)時、學(xué)生層次以及班級規(guī)模等多種方式形成最優(yōu)組合方案。

教學(xué)方法推動 在教學(xué)過程中，授課教師應(yīng)從計算思維能力的培養(yǎng)出發(fā)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采取靈活多樣的教學(xué)方法[3]，如案例教學(xué)法、輻射教學(xué)法、開放式自主實(shí)驗教學(xué)法、目標(biāo)驅(qū)動式教學(xué)法等。在教學(xué)中引入與學(xué)生專業(yè)知識相聯(lián)系的案例，可以幫助學(xué)生深入認(rèn)識知識之間的相互關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性。計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容所涉及的內(nèi)容涵蓋信息技術(shù)的大部分領(lǐng)域，有限的教學(xué)時間決定了教學(xué)內(nèi)容不可能面面俱到。教師可以采用輻射教學(xué)法，授課內(nèi)容選擇典型的核心知識，以點(diǎn)帶面輻射教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)其他的計算機(jī)基礎(chǔ)知識。在具體的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)具體情況選用開放式自主實(shí)驗教學(xué)法，指導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗條件基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的興趣愛好和專業(yè)特點(diǎn)自主選擇實(shí)驗項目和指導(dǎo)教師，學(xué)生在教師的適當(dāng)指導(dǎo)下自主完成整個實(shí)驗任務(wù)。也可以運(yùn)用目標(biāo)驅(qū)動式教學(xué)法，讓學(xué)生根據(jù)教師提出的實(shí)驗?zāi)繕?biāo)自主完成實(shí)驗的各個環(huán)節(jié)，如資料的查閱、方案的設(shè)計、上機(jī)調(diào)試與操作等，從而提高學(xué)生解決問題能力和自主創(chuàng)新能力。

師資隊伍建設(shè) 針對學(xué)生不同的學(xué)科背景，組建具有不同學(xué)科背景并從事計算機(jī)教學(xué)的新興師資隊伍。根據(jù)不同的學(xué)科內(nèi)容，設(shè)計高效合理的教學(xué)方案，使學(xué)生所學(xué)到的計算機(jī)基礎(chǔ)知識能夠真正服務(wù)于專業(yè)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，將專業(yè)學(xué)習(xí)與計算機(jī)學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，加深學(xué)生對計算機(jī)基礎(chǔ)知識在專業(yè)應(yīng)用中的認(rèn)識，進(jìn)而不斷提高學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。

同時，支持和鼓勵教師積極投身于自主研制實(shí)驗教學(xué)設(shè)備工作和編寫實(shí)驗教學(xué)的教材；逐步優(yōu)化教師隊伍在職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)及年齡結(jié)構(gòu)等方面配置；鼓勵教師將科研經(jīng)驗與基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)相結(jié)合，在自身科研水平上，開發(fā)高水平的綜合性實(shí)驗項目，從而豐富實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容；完善教師管理體系，逐步形成以專職教師為主、兼職教師為輔的混合管理模式，實(shí)現(xiàn)人才資源的交融與補(bǔ)充。

4 結(jié)論

計算思維是現(xiàn)代信息技術(shù)人才必須具備的一種思維能力，計算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)理應(yīng)重視學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。因此，教師除了向?qū)W生講解理論知識外，更應(yīng)該將計算思維能力貫穿整個計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)活動，從教學(xué)內(nèi)容的完善、教學(xué)方法的推動、師資隊伍的建設(shè)等多方面著手，只有這樣才能真正培養(yǎng)出符合信息化社會的專業(yè)人才。

[1]楊建磊.關(guān)于我國大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中“計算思維能力培養(yǎng)”的研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2014.

[2]劉正東.計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中計算思維與應(yīng)用技能的雙重培養(yǎng)[J].大學(xué)教育,2014(6).

[3]張娜娜,徐安東.基于計算思維的“計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革[J].工業(yè)和信息化教育,2014(8).