文章編號：1672-5913（2015）07-0012-05

中圖分類號：G642

摘要：當(dāng)今計算機技術(shù)高速發(fā)展，信息過載，大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育面臨很多挑戰(zhàn)。文章在分析目前教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，引出計算思維和信息通曉的概念，闡述如何將其融入計算思維，改進教學(xué)方法，指出學(xué)生信息通曉能力的變化，探尋一條新形勢下計算機基礎(chǔ)教學(xué)的可行之路。

關(guān)鍵詞：計算思維；信息通曉能力；約簡；嵌入

0 引言

計算機基礎(chǔ)是非計算機專業(yè)本科生必修的一門大學(xué)公共課程，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，該門課程的教學(xué)理論和教學(xué)目標(biāo)不斷變化。自20世紀90年代至今，新疆各高等院校計算機基礎(chǔ)課程的教材升級至第4版，現(xiàn)更名為“計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)”，然而即便如此，這門課程仍然面臨危機。

一方面，手機、手持終端在智能化方面突飛猛進，便捷地訪問網(wǎng)絡(luò)資源有了依托平臺；微博、微信、QQ等社交軟件蓬勃發(fā)展，信息傳播速度更快，范圍更廣，增進了人群間信息互動；目前，大學(xué)生入?！叭蠹?，手機、電腦、單反相機成為流行趨勢，學(xué)生輕輕滑動手指，便可擁有豐富的信息，這些嚴峻挑戰(zhàn)著教材內(nèi)容。另一方面，MOOC正在全球興起，為學(xué)生提供了一種新型的知識獲取渠道，它逐步打破校園圍墻，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。傳統(tǒng)教學(xué)模式陷入深刻反思，如何提高教學(xué)質(zhì)量，比以往任何時期都更加迫切和重要。

在高度信息化的今天，計算機技術(shù)日新月異，廣泛融入各個學(xué)科，基于計算機技術(shù)的信息技術(shù)在社會發(fā)展中的作用日益突顯，不掌握信息技術(shù)，將無法應(yīng)對激烈的競爭。C9會議不僅肯定了大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)是通識教育的重要組成部分，而且提出要培養(yǎng)大學(xué)生用計算思維方法解決問題的能力，塑造復(fù)合型創(chuàng)新人才。然而計算思維如何落地，復(fù)合型創(chuàng)新人才如何界定以及如何培養(yǎng)，一直是研討熱點。

1 計算思維和信息通曉

2006年3月，周以真教授提出計算思維，即指運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動。這一定義高度概括且抽象，圖靈獎獲得者艾茲格則說：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響著我們的思維能力。”

縱觀歷史發(fā)展，人類在勞動中創(chuàng)造出最原始的工具，在使用過程中不斷滋生新靈感，改進工具……新工具和新思維相互影響，相互促進，直到今天強大的計算機工具誕生，可見計算機本身凝結(jié)著人類的智慧思維。反之，沉淀的成功方法（即計算思維方法）則應(yīng)用于生活，指導(dǎo)著人類進一步改進工具。

人類需求增長進一步激發(fā)了人類的思維，計算機軟硬件功能將更加強大，更多成功方法會浮出水面，計算思維的內(nèi)涵將不斷擴充。也許某天人類創(chuàng)造出與自己沒有任何區(qū)分的機器人，那就徹底實現(xiàn)了利用計算機解決各種問題的理想。然而就目前而言，周教授提出的計算思維方法可簡單概括為：約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真、遞歸、并行、抽象分解、預(yù)防、保護、冗余、容錯、糾錯、啟發(fā)、規(guī)劃、調(diào)度、緩存等。

陳國良院士意識到計算思維的重要性，于2010年10月，在“第六屆大學(xué)計算機課程報告論壇”上提倡將計算思維引入大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中。自此，如何在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的計算思維能力，使大學(xué)生學(xué)會用計算思維去思考問題和解決問題成為探討主題。

同時，教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會確定進行以計算思維為導(dǎo)向的大學(xué)計算機課程改革。具體內(nèi)容包括：科學(xué)設(shè)計大學(xué)計算機課程的教學(xué)內(nèi)容，形成反映計算思維特征的科學(xué)的知識體系、合理的知識結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)模式；在大學(xué)計算機課程中探索計算思維能力培養(yǎng)，深入體現(xiàn)專業(yè)化與信息化融合，注重多學(xué)科滲透，使大學(xué)計算機課程成為大學(xué)課程體系中最重要的基礎(chǔ)課程之一。

1.2 信息通曉能力 計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)經(jīng)歷過兩次重大改革，從早期以計算機技能培養(yǎng)為目標(biāo)，過渡到培養(yǎng)計算機應(yīng)用能力，到如今以計算思維為導(dǎo)向。隨著計算機影響力的不斷深化，社會對人才需求的標(biāo)準也逐步升高，由計算機素養(yǎng)到信息素養(yǎng)，直至今天的信息通曉能力。

信息通曉即指在新興技術(shù)推動下，在信息素養(yǎng)理論基礎(chǔ)上出現(xiàn)的一種有著更高能力內(nèi)涵的術(shù)語，它包含了信息素養(yǎng)、信息技術(shù)技能、批判性思維、信息交流技能等，成為當(dāng)今社會表征個人綜合能力的新標(biāo)準。

印第安納大學(xué)圖書館與信息科學(xué)聯(lián)合院主席Daniel Callison強調(diào)：信息通曉適用于學(xué)習(xí)、工作、生活的各個領(lǐng)域；涵蓋所有與信息、技術(shù)相關(guān)的技能；基于問題解決的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，采用以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式；如何批判性地評估信息、組織信息、合法有道德地使用信息、在網(wǎng)頁上有效地演示表達信息等。

綜上所述，信息通曉是指在信息過載和技術(shù)精深的環(huán)境中有效完成任務(wù)的能力。教學(xué)實踐中，我們有意識地融入計算思維，創(chuàng)新教學(xué)模式。對于“上機操作內(nèi)容”，應(yīng)用“約簡”等方法，注重傳授規(guī)律，加強實踐，點撥悟性，實質(zhì)性地提高學(xué)生操作技能。對于“計算機理論”部分，應(yīng)用“轉(zhuǎn)化”等方法將抽象概念簡單化，并用“緩存”方法，在班級中成立興趣小組，挖掘互聯(lián)網(wǎng)中計算機前沿技術(shù)，探尋計算機與專業(yè)知識的交集，有效補充課堂內(nèi)容。這些不僅培養(yǎng)了學(xué)生計算思維能力，更重要的是科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生儲備了大量信息，逐步構(gòu)建專業(yè)與信息融合的知識結(jié)構(gòu)；這種以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，鍛煉了學(xué)生信息收集、下載、評估、綜合利用、‘創(chuàng)意表達等多方面的能力，學(xué)生對計算機課程產(chǎn)生了濃厚興趣。

2 計算思維下的計算機基礎(chǔ)教學(xué)

周教授指出，計算思維是每個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的基本技能，不僅僅屬于計算機科學(xué)家，而是人類求解問題的一條途徑。它被人們用來求解問題，管理日常生活，以及與他人進行交流和互動……

當(dāng)面向全校開設(shè)的計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)課程存在眾多問題時，如教學(xué)內(nèi)容多且陳舊，課時量壓縮，學(xué)生水平參差不齊，興趣低，教學(xué)質(zhì)量低下等，如何有效地啟發(fā)學(xué)生？如何將計算機最新技術(shù)、最新產(chǎn)品引進課堂，提高學(xué)生興趣，這就需要在計算思維啟發(fā)下，探索新的教學(xué)方法。

2.1 約簡、啟發(fā)、嵌入方法，學(xué)習(xí)計算機基本操作

新疆大學(xué)的計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)課程配有實驗習(xí)題冊，步驟詳盡，但是學(xué)生按照習(xí)題冊操作時卻倍感費勁，因為細節(jié)太多，操作過后不進行鞏固就很快遺忘。

我們運用“約簡”方法，列出Windows 3個核心概念：鼠標(biāo)、對象、命令；總結(jié)它們之間的關(guān)系：大部分計算機操作可歸結(jié)為“用鼠標(biāo)選中對象，右擊鼠標(biāo)，執(zhí)行快捷式菜單中的相關(guān)命令”；然后分別詳細介紹這些概念。

鼠標(biāo)：基本操作方式以及鼠標(biāo)指針狀態(tài)。

對象：從編程角度介紹對象的產(chǎn)生；從應(yīng)用角度介紹什么是對象，操作中編輯的文字、段落、圖表、表格、圖片、藝術(shù)字、圖形、圖標(biāo)、文件以及文件夾、單元格、工作表等都可看成對象。一位學(xué)生理解到“計算機中每個對象都承擔(dān)著任務(wù)，實現(xiàn)一定的功能”。

命令：實現(xiàn)一定功能的程序代碼。它除了快捷菜單命令外，還包括控制菜單命令、下拉菜單命令、開始菜單命令?？旖莶藛蚊畈僮髯畋憬?，不同的對象，快捷菜單中的命令有所不同；同一對象在不同操作狀態(tài)下，快捷菜單中的命令也會有變化。

最后，嵌入規(guī)律，實踐習(xí)題冊上一兩個案例。如字體格式設(shè)置、圖片格式設(shè)置、圖標(biāo)創(chuàng)建快捷方式等，學(xué)生逐步觸類旁通。再進一步啟發(fā)他們運用多種途徑實現(xiàn)同一個操作。這些途徑包括快捷菜單、菜單欄中相應(yīng)命令按鈕，快捷鍵和鼠標(biāo)，進一步降低操作難度。學(xué)生更增添了信心，如在未演示情況下，分配“給文字添加發(fā)亮效果”的任務(wù)，一位學(xué)生之前從未操作過，卻在規(guī)律啟發(fā)下順利完成操作。

此外，運用計算思維“約簡”方法，精煉出Windows的對話框、應(yīng)用程序窗口、圖標(biāo)、菜單命令中約定的符號等基本概念，這些概念至始至終貫穿于上機操作過程，在人機交互中起到重要作用。就如同老練的駕駛員特別留意道路兩旁的路標(biāo)，因而無論走到哪里，很少違章；學(xué)生如果掌握了計算機界面的這些友好提示，也能輕松駕馭計算機。

2.2 轉(zhuǎn)化、仿真方法，學(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)知識

信息數(shù)字化章節(jié)中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是難點。講解二進制、八進制、十六進制時，先轉(zhuǎn)化為講解十進制。十進制是小學(xué)內(nèi)容，學(xué)生很容易理解數(shù)碼、基、權(quán)的概念，由此引出二進制、八進制、十六進制的數(shù)碼、基、權(quán)。對比不同后，再講解各種進制間的轉(zhuǎn)換。

信息安全技術(shù)基礎(chǔ)章節(jié)中，信息安全防護的內(nèi)容既抽象又高端。為方便學(xué)生理解，我們構(gòu)建了校園安全防護的仿真場景。校園安全防護分事先防御、實時監(jiān)測、事后響應(yīng)3個階段，每個階段都有哪些防護措施？學(xué)生在激烈的討論中，很容易獲得正確答案。由此轉(zhuǎn)化到討論信息安全防護問題，也分事先防御、實時監(jiān)測、事后響應(yīng)，再深入講解，學(xué)生既有興趣，又容易理解。

2.3 規(guī)劃、并行、緩存、調(diào)度方法，豐富教學(xué)內(nèi)容

盡管計算機基礎(chǔ)課程的教材更新快，但教學(xué)內(nèi)容依然滯后于計算機發(fā)展，這個問題如何解決？

我們受計算思維方法啟發(fā)，對授課內(nèi)容進行以下規(guī)劃：在班級中，成立興趣小組；按班級總?cè)藬?shù)，分5-6人一組，每個小組任命一名組長，負責(zé)管理和督促組員，完成老師分配的任務(wù)。

為了不影響正常教學(xué)計劃，在教室授課我們要完成3項任務(wù)：

（1）正常教學(xué)內(nèi)容。

（2）分配延伸內(nèi)容收集任務(wù)：大致是補充書中沒有，但與書中的內(nèi)容又有聯(lián)系的內(nèi)容。比如講到操作系統(tǒng)，書中只介紹了Windows、Linux，我們會分配任務(wù)，讓學(xué)生通過搜索引擎或社交網(wǎng)絡(luò)，了解安卓操作系統(tǒng)以及Iphone的操作系統(tǒng)；講到信息，會讓學(xué)生課外收集信號、消息；講到數(shù)據(jù)，會讓學(xué)生收集結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)概念……在講授教學(xué)內(nèi)容的同時，就把收集任務(wù)分配下去，不會占用太多課堂時間。延伸內(nèi)容主題的確定與教師科研經(jīng)歷和教學(xué)經(jīng)驗密切相關(guān)，另外還需考慮學(xué)生的興趣。

（3）分享延伸內(nèi)容：下課前10-20分鐘，分享上節(jié)課布置的各項收集任務(wù)，開始學(xué)生有些托辭，于是制定了個人表現(xiàn)與計分獎勵掛鉤的督促制度，隨著課堂內(nèi)容越來越豐富新穎，參與的人多了，大家有了積極性，興趣越來越高。

在機房，我們同樣完成3項任務(wù)：

（1）按章節(jié)講授上機操作內(nèi)容。

（2）學(xué)生自主操作練習(xí)。

（3）分享信息：規(guī)定在每周一次的上機實驗課上，各位小組長負責(zé)審核組員收集的信息，在下課前10-20分鐘，由各小組代表與大家分享。這學(xué)期分別成立了計算機硬件組、計算機軟件組、互聯(lián)網(wǎng)組、計算機與土木技術(shù)結(jié)合組、計算機維護組、信息檢索組、多媒體組、自然語言處理組、機器翻譯組、信息安全組、計算機與建環(huán)技術(shù)結(jié)合組、計算機與給排水結(jié)合組等。

以上規(guī)劃，教學(xué)內(nèi)容和延伸內(nèi)容并行，學(xué)生及時了解到量子計算機、生物計算機、谷歌眼鏡、隱身衣、鋰電池、語音翻譯、指紋識別、未來語言、語音輸入、同聲傳譯、社交媒體、人臉識別技術(shù)、未來機器人、手勢和意識控制電腦等計算機前沿信息，極大豐富了課堂內(nèi)容，同時計算機工具的強大讓學(xué)生震撼。

筆者上學(xué)期負責(zé)旅游和管理兩個班級的課程，旅游班的學(xué)生收集了世界最美圖片、新疆旅游景點圖片、立體圖片、智力圖片等。管理班的學(xué)生收集了騰訊公司營銷策略、團隊準則等。這學(xué)期土木班級的學(xué)生開學(xué)初始就提供了建筑與計算機技術(shù)結(jié)合的各大模塊；給水班級的學(xué)生，收集到某院士在這方面的突出成就。在教師引導(dǎo)下，學(xué)生分別順藤摸瓜進行深入檢索。這種教學(xué)方式幫助學(xué)生儲備了教材中沒有的大量知識，引導(dǎo)他們探尋專業(yè)知識與信息技術(shù)間存在的交集，以便日后調(diào)度。

3 信息通曉能力初見成效

3.1 學(xué)生為主的學(xué)習(xí)氛圍

雖然網(wǎng)絡(luò)面前人人平等，但是面對海量數(shù)據(jù)，一個人的力量是有限的。在教師引導(dǎo)下，組建興趣小組，每個人都參與信息的收集和整理；不同的人角度不同，信息匯總后，計算機這門基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容全面而豐富。學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)由被動接收變?yōu)橹鲃犹剿?，教師也不單是知識的傳播者，還是幫助學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)平臺解決問題的合作者。學(xué)生信息素養(yǎng)能力發(fā)生了顯著的變化。

3.2 信息素養(yǎng)、信息技術(shù)技能的提高

學(xué)生在多次參與信息收集、下載、整理過程中，通過交流與合作，積累了豐富經(jīng)驗。如無法直接下載搜索的文件，會先下載專用下載器間接下載；U盤數(shù)據(jù)毀壞，能找到專門的恢復(fù)工具；宿舍里想實現(xiàn)兩臺電腦互聯(lián)，也是借助網(wǎng)絡(luò)完成……在實踐中，他們的信息素養(yǎng)能力不斷提高。

另外，基礎(chǔ)好的學(xué)生有了施展平臺。上機課上，教師將重心放在核心概念的理解和操作上，幫助他們熟悉和運用規(guī)律。這種“約簡”的教學(xué)方式，首先將學(xué)生置于同一平臺，讓大家感受規(guī)律的存在，基礎(chǔ)好的學(xué)生反應(yīng)快；其次，讓基礎(chǔ)好的學(xué)生演示具體案例，當(dāng)他們操作成功時，信心倍增，而基礎(chǔ)差的學(xué)生也見識了規(guī)律的實際應(yīng)用，有效緩解了學(xué)生水平參差不齊對授課過程造成的負面影響。

舉例來說，教師介紹對話框時，重點講解對話框7大基本元素（選項卡、下拉列表框、微調(diào)按鈕、復(fù)選框、文本框、單選按鈕、命令按鈕）的功能和操作，以及對話框的作用和規(guī)律。對話框是用戶與Windows對話的窗口，用戶在不同操作狀態(tài)下，對話框的形式和內(nèi)容會不同，但是任何對話框都由如上基本元素構(gòu)成，用戶只有明白了對話框的含義才知道如何操作如添加項目符號，對于“項目符號庫”列表中直接顯示的符號，大家很熟悉；但是如果指定“”作為項目符號呢？它是符號庫中的一個符號。這時需要先打開“定義新項目符號”對話框，再打開“符號”對話框才能操作實現(xiàn)。雖然難度增加，但是如果熟悉計算機基本操作規(guī)律，用戶會注意到很多信息提示。

經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生逐步實現(xiàn)知識遷移，講完Word、Excel后，對于PowerPoint內(nèi)容，調(diào)換教師與學(xué)生角色，案例由學(xué)生參與講解，教師啟發(fā)即可。之后，學(xué)生對于其他軟件的學(xué)習(xí)，也顯得輕松愉快。如Authorware，教師只講解了該軟件的功能和特點，以及與其他軟件的聯(lián)系和區(qū)別，然后直接布置作業(yè)，如用Authorware實現(xiàn)“風(fēng)景介紹”，同學(xué)們完成得很好。他們總結(jié)到：首先要掌握規(guī)律；其次遇到困難，利用網(wǎng)絡(luò)，很多問題可以解決。學(xué)生在實踐中不斷體會利用互聯(lián)網(wǎng)解決實際問題的欣喜和快感，操作技能明顯提高；教師也有效緩解了教學(xué)內(nèi)容多而課時量少的矛盾，并深刻感受到點燃學(xué)生學(xué)習(xí)熱情非常關(guān)鍵。

3.3 批判性思維、信息交流技能培養(yǎng)

營造以學(xué)生為主，教師指導(dǎo)為輔的學(xué)習(xí)氛圍，同學(xué)們通過不同的軟件，漸漸地可以順利完成各項任務(wù)，如電子相冊、flash動畫、photoshop處理圖片等。部分學(xué)生能力突出，如課本上僅介紹Windows live（影音制作軟件），有位同學(xué)覺得功能太淺，自學(xué)了會聲會影，獨立完成作業(yè)；另一位同學(xué)對中文自然語言處理感興趣，查閱了大量資料，自己做了PPT，匯報中文自然語言處理的研究內(nèi)容及面對的挑戰(zhàn)。我們不禁為同學(xué)們的精彩表現(xiàn)點贊，原來充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，學(xué)生專業(yè)化、特長化成長不再是夢想，加之血氣方剛，一旦有了興趣，創(chuàng)意表達能力就突顯出來。

另外，興趣小組鍛煉了學(xué)生多方面的能力：信息檢索、團隊協(xié)作、口語表達、批判及創(chuàng)新思維能力。在學(xué)生收集的信息中，大部分充滿正能量，小部分存在兩面性，如勵志信息中包含情感糾紛，幽默信息中包含槍戰(zhàn)和暴力。在分享信息的同時，師生一起討論和甄別，互相啟發(fā)思維。一學(xué)期結(jié)束，學(xué)生在信息檢索、下載、組織、綜合利用、評價、創(chuàng)意表達等各方面，進步明顯。

4 結(jié)語

如今人們越來越依賴計算機，信息技術(shù)幾乎融人生活的每個方面，如何提高高等計算機基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量尤為重要，解決教學(xué)中存在的問題是重中之重。我們探索融入計算思維的教學(xué)方法，改變了教材陳舊、內(nèi)容多課時少、學(xué)生水平參差不齊等難于解決的教學(xué)現(xiàn)狀，學(xué)生對計算機有了濃厚興趣，信息通曉能力明顯提升。這只是初步探路，今后會更加有意識地融入計算思維方法，進一步提高教學(xué)效果。