陳建華

摘要：當(dāng)前，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)該講授計(jì)算思維已經(jīng)達(dá)成了普遍的共識(shí)。該文以多媒體技術(shù)及應(yīng)用課程為例，指出用傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)存在的問題，并結(jié)合計(jì)算思維的培養(yǎng)目標(biāo)，提倡在理論教學(xué)中應(yīng)該采用 “案例教學(xué)”模式以及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式與合作學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，為進(jìn)一步研究基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革奠定一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；案例教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)式；合作學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）25-0095-02

1 計(jì)算思維

2006年3月，美國國家自然基金會(huì)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)工程部主任周以真教授首次提出了計(jì)算思維的概念，這個(gè)概念的提出立刻得到了教育界的廣泛支持。2010年7月，《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》的核心要點(diǎn)也指出：需要把培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)和目標(biāo)，并由此建設(shè)更加完備的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系和教學(xué)內(nèi)容【1】。

在周教授的定義中，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)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 以及人類行為理解的涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的顯著特征是抽象和自動(dòng)化【2】，也是當(dāng)初發(fā)明和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的初衷。

2 課程教學(xué)問題分析

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維能力的重要載體。我國最早開設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程定位于計(jì)算機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，主要以講授計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和常用工具為主，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)已經(jīng)被普及，但是大多數(shù)高校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程仍然停留在講解平臺(tái)和軟件的操作和使用的層次上，本校也不例外。這樣的教學(xué)內(nèi)容框架顯然不能適應(yīng)現(xiàn)代信息化社會(huì)迅速發(fā)展的需要。多媒體技術(shù)及應(yīng)用課程作為本校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)體系中的一門通識(shí)必修課程，課程大綱要求講授各類多媒體處理軟件（包括音頻處理軟件GoldWave，圖像處理軟件PhotoShop，視頻處理軟件會(huì)聲會(huì)影，動(dòng)畫制作軟件Flash）的操作方法與使用技巧，這樣的教學(xué)內(nèi)容往往陷入“狹義工具論”的境地，往往還會(huì)隨著軟件的升級(jí)換代和計(jì)算機(jī)的普及而陷入被教學(xué)管理部門問責(zé)是否有沒有必要開設(shè)的窘境，因此，計(jì)算思維的提出，成了改變大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀的“救命稻草”，將有助于學(xué)生以最快、最新的方式適應(yīng)信息社會(huì)的變化。

除此之外，現(xiàn)行的課程教學(xué)模式也不利于計(jì)算思維的培養(yǎng)。該課程教學(xué)分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在理論教學(xué)中往往以照本宣科的方式講授抽象的理論知識(shí)和介紹各種多媒體軟件的使用方法和應(yīng)用技巧，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往是老師先講解一遍實(shí)驗(yàn)任務(wù)，接著學(xué)生按照老師講解的步驟按部就班的來完成一遍實(shí)驗(yàn)任務(wù)，更有甚者學(xué)生干脆拿出手機(jī)通過拍照或者錄像來記錄教師講授的全過程，不需要?jiǎng)幽X筋就能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這樣的課堂教學(xué)是刻板的，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，而且嚴(yán)重抹殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力。這和大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維目標(biāo)是背道而馳的。作為計(jì)算機(jī)教育工作者而言，應(yīng)該認(rèn)真反思自己的教學(xué)過程，并積極探索新的教學(xué)模式來改變目前的教學(xué)現(xiàn)狀是刻不容緩的職責(zé)。

針對(duì)該課程出現(xiàn)的問題，結(jié)合計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的目標(biāo)，展開對(duì)本課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)模式的深入研究。

3基于計(jì)算思維的課程教學(xué)模式研究

3.1 在理論教學(xué)中，提倡采用“案例教學(xué)模式”來培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

基于計(jì)算思維的課程教學(xué)改革注重培養(yǎng)學(xué)生的思想、方法、意識(shí)、興趣和能力，而不是灌輸一大堆概念與知識(shí)，針對(duì)多媒體技術(shù)與應(yīng)用這門課程，要怎么培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維呢？由于該課程現(xiàn)行的教學(xué)大綱主要是講授各類多媒體軟件，結(jié)合計(jì)算思維的培養(yǎng)目標(biāo)，建議通過案例來學(xué)習(xí)多媒體軟件，教師把案例以恰當(dāng)?shù)姆绞秸故窘o學(xué)生，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生探索案例的熱情，讓學(xué)生帶著案例去探索課本里的理論知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)課本理論知識(shí)開啟思考的大門，這樣的教學(xué)模式讓原本枯燥無味的課堂變得生動(dòng)有趣，轉(zhuǎn)變?cè)镜谋粍?dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)。例如介紹圖像處理軟件PhotoShop時(shí)，首先給學(xué)生講解“PS”技術(shù)能夠做些什么事情，強(qiáng)調(diào)“PS”技術(shù)重在構(gòu)思和創(chuàng)意，接著給學(xué)生展示一個(gè)用“PS”技術(shù)制作的雜志封面，引導(dǎo)學(xué)生觀察并探索制作這個(gè)雜志封面用到哪些知識(shí)和技巧，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，最后每個(gè)組形成一個(gè)總結(jié)，老師在聽取了各小組總結(jié)意見以后，針對(duì)討論中不能解決的問題在全班討論，老師加以引導(dǎo)啟發(fā)，使學(xué)生在自主探究和討論中互相啟迪，從中產(chǎn)生新的知識(shí)，培養(yǎng)思維能力。

當(dāng)然，這樣的教學(xué)模式對(duì)老師的要求很高，要求老師能從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中提煉出經(jīng)典的案例，梳理出體現(xiàn)教學(xué)重、難點(diǎn)的問題，設(shè)置的問題要符合學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力。嘗試讓學(xué)生帶著問題去探索課本理論知識(shí)，嘗試用理論知識(shí)解決案例問題，讓學(xué)生自主探索問題，發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決問題的方法。這種案例教學(xué)模式能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力，提升教學(xué)質(zhì)量，讓培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目標(biāo)落到實(shí)處。

3.2 在實(shí)踐教學(xué)中，提倡采用 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)式與合作學(xué)習(xí)模式”來培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式往往忽略了多媒體作品是需要?jiǎng)?chuàng)新意識(shí)的特性，結(jié)果學(xué)生利用“PS”技術(shù)制作出來的雜志封面基本是千篇一律，沒有任何創(chuàng)意，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目的。因此，在實(shí)驗(yàn)課前設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生圍繞這個(gè)任務(wù)收集相關(guān)的素材，通過自主學(xué)習(xí)軟件操作方法，初步設(shè)計(jì)和制作這個(gè)任務(wù)，把設(shè)計(jì)過程中遇到的問題帶到實(shí)驗(yàn)課上來討論，最終解決問題并完成作品。待作品設(shè)計(jì)完以后，再通過小組之間互評(píng)進(jìn)一步完善作品。對(duì)學(xué)生而言，既欣賞到了別人作品的優(yōu)點(diǎn)，又看到了自己作品的不足之處。在強(qiáng)烈的好勝心驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)的不斷完善作品，這樣做不僅強(qiáng)化了基本操作技能，而且提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立分析、解決問題的能力。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生是在自己已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和文化背景的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識(shí)的，學(xué)生的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和文化背景的差異導(dǎo)致對(duì)理解知識(shí)的側(cè)重點(diǎn)不同。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的合作學(xué)習(xí)模式也是比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于該課程的期末考核方式是學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)和技能來設(shè)計(jì)制作一個(gè)圖文聲像并茂的演示型或交互型多媒體作品，是一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在完成這個(gè)作品的過程中難免遇到各種各樣的復(fù)雜問題，如果憑借老師一個(gè)人的力量來解決每一個(gè)學(xué)生不同的問題，困難是可想而知的。學(xué)生之間通過合作學(xué)習(xí)的模式能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而促進(jìn)知識(shí)的建構(gòu)。有問題的同學(xué)在同學(xué)的協(xié)助下較快解決問題，幫助解決問題的同學(xué)可以進(jìn)一步鞏固知識(shí)，獲得更高的成就感。這種合作學(xué)習(xí)模式增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提升了學(xué)習(xí)中的探究能力，實(shí)現(xiàn)同伴間的資源共享、思維碰撞、能力互補(bǔ)、素養(yǎng)傳帶，使教學(xué)有更新的突破。

4 總結(jié)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式傳授給學(xué)生的更多的是知識(shí)和技能，隨著時(shí)間的推移，知識(shí)和技能可能被遺忘，是一種“授之以魚”的方法；而基于計(jì)算思維的教育模式注重培養(yǎng)的是學(xué)生的思維能力，思維的特性決定了它能給人以啟迪，給人創(chuàng)造想象的空間，思維可以跨越時(shí)間界限，被潛移默化地融入未來的創(chuàng)新活動(dòng)中，是一種“授之以漁”的方法。大學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是幫助學(xué)生提高未來發(fā)展的能力【3】，所以基于計(jì)算思維的教育模式對(duì)學(xué)生的將來發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。要讓思維教育真正的落實(shí)，教師是關(guān)鍵，要求教師不斷摸索適用于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的教育模式和方法，合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和改革，讓學(xué)生在未來的發(fā)展中真正受益。由于本人水平有限，沒有形成完整的一套基于計(jì)算思維的適用于該課程的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，但是本文提出的基于計(jì)算思維的“案例教學(xué)”以及“任務(wù)式驅(qū)動(dòng)與合作學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式研究為下一步的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革指明了方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2010（8）.

[2]Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J].Communications of the ACM， 2006， 49（3）：33-35.

[3]戰(zhàn)德臣，聶蘭順，徐曉飛. 計(jì)算之樹——一種表述計(jì)算思維知識(shí)體系的多維框架[J]. 工業(yè)和信息化教育，2013（6）.