甘守飛

（宿州學院信息工程學院　安徽·宿州　234000）

?

以培養(yǎng)計算思維能力為導向的計算機基礎實驗教學

甘守飛

（宿州學院信息工程學院安徽·宿州234000）

摘要：《計算機基礎》是面向非計算機專業(yè)的重要的基礎課程。本文在介紹計算思維定義的基礎上，通過文科專業(yè)“演示文稿的制作”實驗教學，詳細地描述了以培養(yǎng)計算思維為導向的實驗教學過程，即創(chuàng)設情境，引發(fā)思考；呈現(xiàn)案例，引入新知；知識分解，講授新知；知識整合，應用新知；總結復習，布置任務。

關鍵字：計算思維實驗教學演示文稿

一、引言

隨著信息時代的發(fā)展，社會對人才需求的質量將會進一步提高。目前，計算機基礎課程作為非計算機專業(yè)的一門基礎課程，面臨著許多亟待解決的問題。其中最主要的就是教學方法的單一性。長期以來，采用理論+實踐的傳統(tǒng)教學方法，把實驗教學作為理論課的一種輔助，重理論而輕實踐，最終導致學生只會按照理論課上的案例進行操作，學生的創(chuàng)新意識薄弱，對實際的應用完全沒有概念。特別是對于非計算機專業(yè)的學生來說，計算機基礎實驗課程教學尤為重要，通過實驗教學可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，為學生提供一個獲得知識和技能，提高自身科學素養(yǎng)的途徑［1］。為此，本文以計算機應用基礎之演示文稿（PPT）的制作實驗教學為例，研究以培養(yǎng)學生計算思維能力為目標的計算機基礎實驗教學方法。

二、計算思維

計算思維（Computational Thinking）這一概念的出現(xiàn)，時間并不是很長，首次提出計算思維這一概念的是美國卡內基·梅隆大學周以真（Jeannette M. Wing）教授［2］。周教授于2006年3月，在權威雜志上給出計算思維這一概念并定義為：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動［2］。計算思維的提出引起了各領域的廣泛關注，一些專家學者開始尋找計算思維在各學科的研究與應用。

通過對計算思維的分析，不難看出計算思維實際上就是一種科學思維，與數(shù)學思維一樣是學生受教育階段就應該培養(yǎng)的思維能力。是人類潛意識里存在而需要開發(fā)的思維活動。近年來，國內的專家學者對計算思維也是特別的關注，尤其是教育界重點關注怎樣培養(yǎng)學生的計算思維能力。2010年10月，在“第六屆大學生計算機課程報告論壇”上，中國科學技術大學陳國良教授首次提出將計算思維引入大學計算機基礎教學中去。陳國良教授認為，計算思維是一種關于問題描述、問題建模和問題求解的科學思維能力［3］。作為高校在提高學生計算思維能力方面，應根據(jù)實際情況，不要拘泥于固化的模式，可采用“發(fā)散”式“多維”方式。教師可以從“如何教”、“如何學”、“如何做”三大方面［4］，研究適合實際需要的教學方法。作為一名一線的教師，接下來探討一種融入計算思維培養(yǎng)的計算機基礎實驗教學方法。

三、以培養(yǎng)計算思維為導向的計算機基礎實驗教學設計

在計算機基礎教學過程中，實驗教學是一個重要的教學環(huán)節(jié)。把培養(yǎng)學生計算思維融入到實驗教學設計中，更能有效的解決理論教學中“教什么”、“為何教”以及“如何教”等一些教學問題［5］。

當然，在實際教學設計過程中，應根據(jù)學生的專業(yè)特點，結合學科的應用范圍，充分分析各個專業(yè)在課程體系的設置、教學內容的安排以及學生的思維方式和思維能力等方面存在的差異，進而有針對性地開展實驗教學，設計出符合學生認知水平和接受能力的計算思維培養(yǎng)方案［6］。特別是對于大學文科類學生，計算思維能力的培養(yǎng)不容忽視。

下面就以文科專業(yè)計算機應用基礎之演示文稿（PPT）的制作實驗教學為例，探討學生計算思維的培養(yǎng)。Office及其相關軟件是計算機應用基礎課程的重要組成部分，也是文科專業(yè)學生必須重點掌握的知識內容之一。由于很多學生在中學階段就已經(jīng)有所接觸，往往會持有“重復性學習”的心理，從而嚴重影響其學習的積極性。針對這種現(xiàn)象，在講授演示文稿軟件實驗教學時，一方面應圍繞PPT制作的基本流程，培養(yǎng)學生軟件操作的基本技能；另一方面應借助大量的案例，突出軟件的實用性，同時拓展學生的思維空間，提高其設計能力以及分析和解決問題的能力。基于上述思想，可將實驗教學過程設計如下：

（一）創(chuàng)設情境，引發(fā)思考

首先，讓學生將自己想象成一名企業(yè)員工，并思考一個問題：當需要向老板匯報工作或者向客戶介紹公司產(chǎn)品時，可以采用什么樣的多媒體手段？接下來，通過開展討論—教師提問，積極調動學生的抽象思維能力，最后總結得出答案：如文字、圖片、聲音、視頻、動畫、圖表等。

（二）呈現(xiàn)案例，引入新知

教師可以利用多媒體展示一些PPT在不同行業(yè)中的應用示例，使學生對ppt的應用有一個直觀、整體的認識，從而激發(fā)其學習的欲望。接下來，打開軟件，分別介紹其環(huán)境、組成與功能等相關基礎理論，引領學生在實驗上機過程中，逐步的學習操作軟件的實用重點。

（三）知識分解，講授新知

圍繞實際工作中制作PPT的一般步驟，具體講解相應的知識內容（如表1所示）。在此環(huán)節(jié)需要注重知識的拓展，比如：在介紹元素的引入時，應突出素材獲取的途徑，同時，要讓學生了解一些素材創(chuàng)建和編輯的相關軟件，包括“Photoshop”、“美圖秀秀”、“會聲會影”、“格式轉換器”等；在美化幻燈片時，則需要介紹幻燈片設計的一些基本原理，包括色彩搭配方案、字體的大小及行距、構圖的技巧等；另外，在介紹文件打包時，一定要使學生明白為什么要打包，打包之后又會存在何種弊端，如何解決。

表1　ppt制作步驟及知識點分布

（四）知識整合，應用新知

教師可以首先放映一個實驗課前制作完成的PPT作品，然后讓學生逐張分析制作的方法，存在的不足，通過上機實驗提出改進的措施。教師對學生提出的改進措施進行分析比較，通過這一互動式的教學方法讓學生能夠對新知識點進行整合，從而達到靈活運用的目標。

（五）總結復習，布置任務

針對所學內容，結合教學重難點，簡明扼要地進行總結，以強化學生的認知；另外，要求學生課后選擇某一主題，設計并制作一個完整的PPT作品，同時，對實驗教學提出具體要求。

結語

計算思維是當前計算機領域的一個非常重要的概念。為了滿足社會發(fā)展需求，計算思維能力的培養(yǎng)也是當前教育界的一個重要課題。高校應以培養(yǎng)計算思維為核心目標開展計算機基礎的實驗教學，通過多樣化的計算機教學模式和教學方法，逐步提高計算機基礎實驗教學水平，為促進學生綜合素質能力全面發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。當然，我們也應清楚的看到，計算思維的培養(yǎng)是循序漸進的過程。本文從計算機應用基礎之演示文稿（PPT）實驗教學進行了研究，下一步將對計算思維廣泛引入到其它實驗教學中，做繼續(xù)研究。

參考文獻：

［1］晏莉娟.以培養(yǎng)計算思維能力為核心的數(shù)據(jù)庫應用技術實驗教學［J］.科技創(chuàng)業(yè)，2013（02）：131-132.

［2］Jeannette M. Wing. Computational Thinking［J］. Communications of the ACM，2006，49（03）：33-35.

［3］陳國良.計算思維［J］.中國計算機學會通訊，2011，8（01）：31-34.

［4］周玉萍，張學平，林松.普通高校文科類學生計算思維能力培養(yǎng)的研究［J］.工業(yè)與信息化教育，2014（08）：45-47

［5］周會娟，楊奎武，馬駿.操作系統(tǒng)教學中計算思維能力的培養(yǎng)研究［J］.中國電子教育，2015（03）：45-48.

［6］余遠波，陳明銳.醫(yī)學院校計算機基礎教學與計算思維培養(yǎng)［J］.海南大學學報（自然科學版），2012（02）：184-186.

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：A

文章編號：1009-8534（2016）03-164-02

基金項目：安徽省高等學校教學研究重點項目“基于精品課程資源+QQ群交流平臺的翻轉課堂教學模式研究”（2014jyxm378）；宿州學院科研平臺開放課題項目“視覺對比顯著性分析的紅外目標檢測算法研究”（2015YKF14）

作者簡介：甘守飛（1978年—），宿州學院信息工程學院，實驗師，碩士。