肖 莉，戴 琴，劉仕琴，謝泉根，舒慧欣

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

1 背景

“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程是面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門公共必修課，也是目前高職院校開(kāi)設(shè)最為普遍、受益面最廣的一門計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。目前，該課程中存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下兩方面。

1）對(duì)課程的地位認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程就是講解軟件工具使用，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程滿足于掌握計(jì)算機(jī)的基本操作、基本軟件的使用。非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生學(xué)完本門課程后，計(jì)算機(jī)類課程往往到此結(jié)束，缺乏后續(xù)結(jié)合專業(yè)、創(chuàng)新實(shí)踐型等課程體系的支持，而學(xué)生直接進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)知識(shí)很少進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,對(duì)于從計(jì)算機(jī)角度去解決實(shí)際問(wèn)題更是極少提及，課程的基礎(chǔ)支撐作用體現(xiàn)得不夠充分。

2）課程知識(shí)構(gòu)成龐大，而且由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，課程教學(xué)內(nèi)容更新也很快，課程教學(xué)的核心任務(wù)是什么，到底使用哪些教學(xué)內(nèi)容來(lái)支撐本課程是很多該課程教學(xué)的教師困惑的問(wèn)題。

2006年，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真教授提出了關(guān)于“計(jì)算思維”的確切概念：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的科學(xué)方法[1]。計(jì)算思維強(qiáng)調(diào)問(wèn)題求解的操作過(guò)程，通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，選擇合適的方式陳述一個(gè)問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題的相關(guān)方面進(jìn)行建模，把一個(gè)看起來(lái)困難的問(wèn)題闡釋成一個(gè)人們知道怎樣去解決的問(wèn)題，并采用最有效的辦法去解決問(wèn)題。并強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維己經(jīng)成為信息時(shí)代一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維能力，就像識(shí)字和做算術(shù)一樣，成為人們認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的基本能力之一。

《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》（2016）指出：明確以計(jì)算思維為導(dǎo)向的改革方向、探索多元化的教學(xué)方案、推動(dòng)以在線開(kāi)放課程為代表的教學(xué)模式改革、完善課程教學(xué)成效評(píng)測(cè)方式，從而建設(shè)適應(yīng)時(shí)代要求的新的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)體系[2]。從這個(gè)基本要求可以看出計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)將會(huì)以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心，而且這種能力是針對(duì)任何專業(yè)的。“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”作為高職學(xué)生第一門計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，也將以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心。

2 以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革實(shí)踐

在以計(jì)算思維為導(dǎo)向的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革中，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力是本次教學(xué)改革的重點(diǎn)，為了在課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，首先應(yīng)該全面深入地理解計(jì)算思維的本質(zhì)和計(jì)算思維的特征；其次應(yīng)該梳理課程教學(xué)改革中對(duì)于學(xué)習(xí)者計(jì)算思維能力的培養(yǎng)要解決的核心問(wèn)題；最終結(jié)合吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)際情況，設(shè)計(jì)表達(dá)計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程體系和探索合適的教學(xué)模式，促進(jìn)和培養(yǎng)學(xué)生更好地使用計(jì)算思維去思考在現(xiàn)實(shí)世界中如何利用計(jì)算機(jī)工具去解決本專業(yè)實(shí)際問(wèn)題，提高本專業(yè)知識(shí)水平的能力，從而提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2.1 計(jì)算思維概述

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛認(rèn)同的關(guān)于計(jì)算思維的概念是2006年美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)周以真教授提出的：計(jì)算思維是人們運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的科學(xué)方法。計(jì)算思維是概念化，不是程序化；是根本的，不是刻板的技能；是人的，不是計(jì)算機(jī)的思維方式；是數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合；是思想，不是人造物[3]。

2.2 “計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究

“計(jì)算機(jī)思維”是內(nèi)隱的，而“計(jì)算思維能力”可以通過(guò)各種行為和活動(dòng)成為外顯的特質(zhì)。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，大部分教師沒(méi)有認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要性，只注重應(yīng)用與技術(shù)的教學(xué)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用和技術(shù)的最終成果是實(shí)用軟件或一套系統(tǒng)的熟練使用，忽視了計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。《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》旗幟鮮明地把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)[4]。然而，在課程教學(xué)改革中對(duì)于學(xué)習(xí)者計(jì)算思維能力的培養(yǎng)要解決的核心問(wèn)題有哪些呢？課題組認(rèn)為主要有以下3個(gè)方面。

1）將計(jì)算思維概念和計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)直接展示給學(xué)生，以方便學(xué)生有目的性地學(xué)習(xí)；

2）設(shè)計(jì)表達(dá)計(jì)算思維的教學(xué)內(nèi)容，如果內(nèi)容本身很難滲透計(jì)算或基于計(jì)算的思維過(guò)程計(jì)算思維能力的培養(yǎng)就很難展開(kāi)；

3）改革教學(xué)模式，而改革后的這種模式本質(zhì)上是在課程教學(xué)過(guò)程中去融入計(jì)算思維。

2.3 “計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革實(shí)踐

計(jì)算機(jī)的每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都是由基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)等層次構(gòu)成，不同專業(yè)的學(xué)生需求層次不一樣，所以課題組在構(gòu)建課程體系的時(shí)候要根據(jù)各個(gè)專業(yè)需求、以及學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)來(lái)構(gòu)建。

2.3.1 計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生

針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容圍繞計(jì)算思維能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行重組，保留了Windows操作系統(tǒng)和Office辦公軟件等部分內(nèi)容，增加了計(jì)算思維和Python內(nèi)容，課程內(nèi)容主要包含4個(gè)部分：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)；信息編碼與信息處理技術(shù)；Office辦公軟件操作；計(jì)算思維、算法與程序設(shè)計(jì)初步。

在第4部分中，特別增加了計(jì)算思維和Python語(yǔ)言部分，分四個(gè)模塊，分別是計(jì)算思維基礎(chǔ)模塊、人工智能基礎(chǔ)知識(shí)模塊、計(jì)算思維訓(xùn)練模塊、人工智能應(yīng)用能力訓(xùn)練模塊。計(jì)算思維基礎(chǔ)模塊介紹計(jì)算和計(jì)算思維的概念、計(jì)算思維方法和典型應(yīng)用案例；人工智能基礎(chǔ)知識(shí)模塊介紹歷史、定義和典型應(yīng)用案例；計(jì)算思維訓(xùn)練模塊介紹問(wèn)題求解、計(jì)算思維、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要應(yīng)用Python快速有效地解決一些實(shí)際問(wèn)題；人工智能應(yīng)用能力訓(xùn)練模塊選取了圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、人臉識(shí)別、商業(yè)智能分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和仿真模擬等典型人工智能技術(shù)，兼顧通識(shí)與技能，介紹人工智能典型技術(shù)的原理、應(yīng)用場(chǎng)景和典型案例，并通過(guò)實(shí)際案例展示人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的流程，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對(duì)Python程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和利用計(jì)算思維解決問(wèn)題的方法有一個(gè)初步的了解，初步培養(yǎng)學(xué)生Python程序設(shè)計(jì)的基本能力和計(jì)算思維意識(shí)。Office辦公軟件操作部分，主要采用學(xué)生線上通過(guò)MOOC自學(xué)，線下教師進(jìn)行輔導(dǎo)，學(xué)生利用在線作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行成效評(píng)測(cè)。具體的做法如下。

1）課前階段。對(duì)學(xué)生進(jìn)行課前引導(dǎo)，教師通過(guò)教學(xué)平臺(tái)、QQ群等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工具，將學(xué)習(xí)任務(wù)單、學(xué)習(xí)資料等需要學(xué)生課前掌握的知識(shí)內(nèi)容提供給學(xué)生，并將預(yù)設(shè)的問(wèn)題情境展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生在獲取問(wèn)題情境后，需要進(jìn)行問(wèn)題的提取，進(jìn)而分析問(wèn)題。在分析問(wèn)題過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)調(diào)用歸納以往的學(xué)習(xí)生活知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這樣在無(wú)形中形成分析問(wèn)題的思維，然后結(jié)合已掌握的Python程序基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行算法設(shè)計(jì)。在自主探究過(guò)程中，學(xué)生遇到疑問(wèn)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工具反饋給教師，教師可及時(shí)進(jìn)行答疑。通過(guò)課前自主探究的過(guò)程，不僅有利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，學(xué)生自主思考的過(guò)程也有利于學(xué)生的個(gè)性化思維的形成，同時(shí)老師也可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)中所產(chǎn)生的疑問(wèn)和學(xué)習(xí)掌握情況，以便更好地開(kāi)展課中的教學(xué)活動(dòng)。

2）課中階段。主要是由課堂答疑和合作探究?jī)蓚€(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，課堂答疑主要是針對(duì)學(xué)生課前自主探究過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)進(jìn)行解答，對(duì)于普遍存在的共性問(wèn)題和重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)部分采取精講的方式進(jìn)行集中講解，對(duì)于個(gè)別化的疑問(wèn)則進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。合作探究主要是教師在預(yù)設(shè)的問(wèn)題情境上提出進(jìn)一步的要求，學(xué)生進(jìn)行小組討論形成最終方案，并根據(jù)方案通過(guò)Python程序軟件進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)，調(diào)試產(chǎn)生結(jié)果，最后進(jìn)行各小組的成果展示匯報(bào)。在小組展示匯報(bào)的過(guò)程中，其他小組認(rèn)真觀摩聆聽(tīng)，并在匯報(bào)展示結(jié)束后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，在學(xué)生點(diǎn)評(píng)結(jié)束后，教師一方面對(duì)學(xué)生給出的點(diǎn)評(píng)給予肯定或評(píng)價(jià)；另一方面對(duì)匯報(bào)小組的成果進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)給予肯定或提出修改建議。

3）課后階段。主要是學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行遷移利用和對(duì)問(wèn)題進(jìn)行遞進(jìn)環(huán)節(jié)，教師在課后可以布置一個(gè)創(chuàng)新提升任務(wù)或在原先問(wèn)題情境的基礎(chǔ)上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步要求，使問(wèn)題實(shí)現(xiàn)遞進(jìn)，成為新課要解決的問(wèn)題，要求學(xué)生在原先解決了的問(wèn)題的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行求解。在本教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，教師將問(wèn)題情境貫穿在課前、課中、課后三個(gè)階段，問(wèn)題情境的設(shè)置按照由小到大、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的遞進(jìn)設(shè)置，使學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中，計(jì)算思維能力也一步一步得到提升。

2.3.2 非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生

針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，課程內(nèi)容主要包含6個(gè)部分：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)；計(jì)算思維；Office辦公軟件操作；多媒體技術(shù)及應(yīng)用；人工智能應(yīng)用技術(shù)概述；區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)概述。

針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，課程旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)的基本理論和實(shí)際操作技能，計(jì)算思維重在方法，課程采用項(xiàng)目化教學(xué)法，利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容從任務(wù)著手，教師設(shè)置針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的任務(wù)，并為學(xué)生提供相關(guān)的能夠自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源，教師引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算思維方法學(xué)會(huì)分解復(fù)雜的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及探究式學(xué)習(xí)參與體驗(yàn)問(wèn)題解決和工作任務(wù)完成的過(guò)程，不僅掌握了學(xué)習(xí)技巧，提高了計(jì)算機(jī)操作技能，學(xué)生個(gè)人的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維能力也得到提升。具體做法和計(jì)算機(jī)專業(yè)類似，也是分成課前、課中、課后三個(gè)階段。

3 結(jié)束語(yǔ)

高職“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程教學(xué)不僅要讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技能，同時(shí)應(yīng)當(dāng)以計(jì)算思維能力的培養(yǎng)作為核心任務(wù)，使學(xué)生具有利用計(jì)算機(jī)知識(shí)和計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課題組針對(duì)高職院校在傳統(tǒng)教學(xué)上存在的問(wèn)題，圍繞計(jì)算思維，改革課程教學(xué)內(nèi)容體系，將計(jì)算思維嵌入到課堂教學(xué)中，采用“項(xiàng)目化教學(xué)法”和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生不僅掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技能，學(xué)生個(gè)人的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維能力也得到提升。