張勇，魯小蘭

［摘 要］ 計算思維反映的是利用計算機技術解決實際問題的思維方法，計算思維能力和意識的培養(yǎng)是當前大學計算機教育教學改革的重點方向。從計算思維意識視域出發(fā)，采用結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）對計算機課程興趣、教學滿意度、教學投入和計算機思維意識進行了檢驗。結(jié)果表明：基于計算機課程興趣、教學滿意度、教學投入和計算機思維意識的結(jié)構(gòu)方程模型有效，但學生對計算機課的興趣不會直接影響他們的計算機思維意識，只有當學生對教學感到滿意并因?qū)τ嬎銠C課的興趣而投入“計算機”課程中時，這種興趣才會對學生培養(yǎng)和提高計算機思維意識產(chǎn)生影響。

［關鍵詞］ 計算機課程興趣；教學滿意度；課程投入；計算機思維意識

［基金項目］ 2020年度湖北省教育科學規(guī)劃重點課題“管辦評分離視角下湖北省高等教育第三方評估體系建設研究”（2020GA057）；2022年度湖北文理學院“課程思政”教學研究項目“Python編程實踐課程的思政設計與探索”（SZ2022010）

［作者簡介］ 張 勇（1980—），男，湖北潛江人，博士，湖北文理學院計算機工程學院講師，主要從事智能計算研究；魯小蘭（1979—），女，湖北潛江人，博士，湖北文理學院經(jīng)濟管理學院副教授，主要從事公司治理研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）11-0021-04［收稿日期］ 2022-05-27

引言

計算思維是周以真教授于2006年首次提出并系統(tǒng)定義的一種基于計算機思想的有效的問題解決方法。2010年教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會明確將計算思維列入計算機專業(yè)人才的四大專業(yè)能力之一。2013年，陳國良院士提出計算思維教育的目的是培養(yǎng)一種思維意識習慣［1］，并于2020年提出計算機思維2.0。通過培養(yǎng)計算思維意識，學生可以學習掌握如何分析新信息和處理新問題，解決問題的能力會得到提升。因此，在當代大學計算機教學中，教學的主要目的不僅是要培養(yǎng)學生的計算機技能，還要培養(yǎng)學生運用計算思維正確解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)學生觀察理解抽象語言的計算機思維意識［2］。近幾年來，我國計算機課程教學發(fā)生了許多變化，取得了一定的進展，教學內(nèi)容從簡單的計算機理論知識到培訓應用技能和思維能力不斷變化與豐富，教學難度也在不斷增加。這些變化的目的就是要將計算思維能力和意識的培養(yǎng)作為大學計算機課程教育的基本要求和具體目標［3］?；诖?，本文結(jié)合大學計算機教育實際情況，從計算思維意識視域出發(fā)，選取結(jié)構(gòu)方程模型（SEM），探究計算機課程學習興趣、課程投入、教學滿意度等影響因素對計算機思維意識的影響程度，以期為大學計算機教育評估提供科學和個性化的參考建議。

一、研究對象與方法

（一）研究對象

采用分層整群抽樣的方法，對湖北省高校學生群體進行了問卷調(diào)查，覆蓋范圍主要為所有工科學院的在讀本科生。共發(fā)放問卷1 400份，回收1 324份，回收率為94.6%。在獲得問卷數(shù)據(jù)后對回收的所有問卷進行篩選，篩出不合格的錯誤問卷，以保證研究數(shù)據(jù)的準確，共回收正確問卷1 314份，其中有效問卷1 257份，有效回收率為95.7%。

（二）問卷設計

問卷主體由計算機課學習興趣、課程投入、教學滿意度、計算機思維意識4個量表組成。其中，計算機課興趣量表包括11個問題，涵蓋三個維度；課程投入量表包括18個問題，涵蓋四個維度；教學滿意度量表包括12個問題，涵蓋三個維度；計算機思維意識量表包括2個問題，涵蓋兩個維度。采用李克特5級量表設置問卷問題（即5非常符合、4符合、3一般符合、2不符合、1非常不符合）。

（三）數(shù)據(jù)的信度和效度檢驗

問卷數(shù)據(jù)回收后，首先利用SPSS 22.0對問卷有關數(shù)據(jù)分別進行描述性統(tǒng)計分析及信度、效度的檢驗。經(jīng)分析，“計算機”課程興趣KMO=0.887，課程投入KMO=0.912，教學滿意度KMO=0.895，計算機思維意識KMO=0.952，表明數(shù)據(jù)有較好的效度。信息分析采用Cronbachs Alpha系數(shù)，量表的總體Alpha系數(shù)在0.788～0.921之間，表明數(shù)據(jù)有較好的信度。

（四）SEM構(gòu)建

結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）是一種分析復雜的協(xié)方差結(jié)構(gòu)，對多元數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，發(fā)掘潛在的、互依的或相互影響的因果變量的方法［4］。本文根據(jù)結(jié)構(gòu)方程模型理論，運用AMOS 24.0軟件對影響學生計算思維意識的因素進行結(jié)構(gòu)方程擬合與路徑分析，解釋各個因素與計算思維意識的關系及其作用效果。

二、結(jié)果與分析

（一）模型擬合度的評價

擬合度指標是指理論模型與實際數(shù)據(jù)的一致性程度，良好的模型擬合度保證了模型的有效性和可信度［5］。采用AMOS 24.0中的最大似然法進行參數(shù)估計，對所提出的理論模型進行了假設檢驗，最終得出的模型擬合指數(shù)如表1所示。理論模型的各項擬合指標實際值與標準值相比較，均達到合理的范圍，可知各項指標擬合度均較好，說明所構(gòu)建的假設模型是可以接受的。

（二）假設檢驗結(jié)果分析

對于初步構(gòu)建的理論模型，采用最大似然估計法，對路徑系數(shù)進行參數(shù)估計，各潛變量間的結(jié)構(gòu)關系及其標準化后的路徑系數(shù)、標準差等假設檢驗結(jié)果如表2所示。其中S.E.和C.R.是一個統(tǒng)計量，S.E.是參數(shù)標準差，C.R.是參數(shù)估計值和標準差之比?？梢园l(fā)現(xiàn)，除了計算機課程興趣與計算思維意識之間的作用關系假設沒有通過檢驗，其他的研究假設均通過了檢驗。

表3給出了研究模型的測量變量之間的因果關系。直接效應是由原因變量對結(jié)果變量的直接影響，效應量大小為兩個變量間的路徑系數(shù)；間接效應則是原因變量通過影響中介變量，從而對結(jié)果變量產(chǎn)生的間接影響，當只有一個中介變量時，效應量大小為兩個路徑系數(shù)的乘積。

根據(jù)表3的驗證結(jié)果，“計算機課興趣”對教學滿意度的直接效應量為0.43。說明學生對計算機課的社會就業(yè)、成就感、專業(yè)技能等興趣越高，學生對課程管理、教學指導、教學環(huán)境的滿意度越高。

“計算機課興趣”對“課程投入”的直接效應量為0.49。說明學生對計算機課的社會就業(yè)、成就感和專業(yè)技能等興趣越高，學生對計算機課的目的性、內(nèi)容性、挑戰(zhàn)性、綜合性等方面的課程投入就越高。

“計算機課興趣”對“計算思維意識”直接效應量為0.15，可以認為“計算機課興趣”對“計算思維意識”沒有直接影響，但“計算機課興趣”通過影響“教學滿意度”可以對“計算思維意識”產(chǎn)生間接影響，間接效應量為0.43×0.36≈0.15；同理，“計算機課興趣”通過影響“課程投入”可以對“計算思維意識”產(chǎn)生間接影響，間接效應量為0.49×0.83≈0.41。

“教學滿意度”對“計算思維意識”的直接效應量為0.69。這說明課程管理、教學指導、教學環(huán)境等滿意度因素越高，培養(yǎng)和產(chǎn)生計算思維意識的可能性就越高。

“課程投入”對“計算思維意識”的直接效應量為0.83。這說明學生的目的性、內(nèi)容投入性、挑戰(zhàn)性、整合性等課程投入因素越高，培養(yǎng)和產(chǎn)生計算思維意識的可能性就越高，并且“課程投入”對“計算思維意識”的直接影響要比“教學滿意度”對“計算思維意識”的直接影響更加顯著。

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

本次研究應用結(jié)構(gòu)方程模型驗證了各個變量之間的相關性。首先，明確了計算機課程興趣對教師教學滿意度和學生課程投入均有正向影響，但影響程度較小，并且計算機課程興趣對計算思維意識基本沒有影響；其次，教師教學滿意度及學生的課程投入均對計算思維意識產(chǎn)生正向影響，并且影響程度較大；最后，計算機課興趣通過影響教師教學滿意度和學生課程投入對學生計算思維意識有較小的間接影響。因此，基于計算機課程興趣、教學滿意度、課程投入和計算思維意識的計算機教學評價模型是有效的。

（二）建議

為了更好地適應信息化和人工智能時代背景，培養(yǎng)學生運用計算思維能力去解決專業(yè)領域中具體問題的意識和能力，高校計算機的課程要在教學過程中強化學生興趣因素，讓學生更積極地投入和參與到計算機課的教學中，并通過加強課程管理、教學指導、教學環(huán)境等途徑提高學生對教學結(jié)果的滿意度。具體提出了以下幾點建議。

第一，樹立科學明確的教學目標。計算機技術日新月異，對于傳統(tǒng)的教學模式來講，學生對計算機課程的興趣并不高。教師必須積極轉(zhuǎn)變教學理念，與時俱進，以適應現(xiàn)代信息技術發(fā)展的要求。教學要從培養(yǎng)學生解決問題能力和計算思維能力兩方面入手，以知識和技能掌握為基礎，然后向計算思維能力培養(yǎng)進行遞進，逐步提高學生的計算思維和創(chuàng)新能力。

第二，設計科學的計算機課程體系。為了滿足教學實際需要和學生對計算機教學的需求，首先，教師應在傳統(tǒng)原有教學內(nèi)容的基礎上進行創(chuàng)新和完善，合理、科學地構(gòu)建計算機課程體系。在學生充分掌握了相關的計算機理論知識的基礎上，增加一些實踐案例和課題設計，培養(yǎng)學生運用理論知識的實踐能力和創(chuàng)新思維。其次，教師應積極學習先進技術，及時向?qū)W生介紹當前科學前沿的新技術，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生充分領略計算機科學的魅力。

第三，積極創(chuàng)新計算機教學方法。在教學過程中如果是理論教授和實驗操作的簡單重復，會讓計算機課程變得枯燥和乏味。大學計算機教師應創(chuàng)新教學方法，營造輕松愉快的學習環(huán)境和氛圍，充分調(diào)動學生的積極性，鼓勵學生根據(jù)教學內(nèi)容提出有挑戰(zhàn)性的教學問題，有效地引導學生探索問題并找出問題的核心，培養(yǎng)學生的探索性思維和發(fā)散性思維，讓學生獲得成就感。同時，采用案例教學法，通過師生之間討論問題，引導學生思考、歸納和總結(jié)，并且對學生計算思維能力進行專項訓練，加強學生對計算思維的理解。

參考文獻

［1］陳國良，董榮勝.計算思維的表述體系［J］.中國大學教學，2013（12）：22-26.

［2］薛佳楣，蘇曉光，劉越，等.基于計算思維能力培養(yǎng)的大學計算機基礎教學策略［J］.電腦知識與技術，2021，17（1）：197-198.

［3］謝景偉.計算機思維與大學計算機課程改革的基本思路［J］.中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報（中旬刊），2018（7）：37-38.

［4］榮泰生.Amos與研究方法［M］.重慶：重慶大學出版社，2019：7.

［5］李碩豪，楊海燕.基于結(jié)構(gòu)方程模型的高校理科教學學生滿意度研究：以東中西部9所高校為例［J］.現(xiàn)代大學教育，2015（4）：80-92.

Research on SEM Evaluation Model of Computer Education in Universities

ZHANG Yonga， LU Xiao-lanb

（a. Computer School， b. College of Economics & Management， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， Hubei 441053， China）

Abstract： Computational thinking reflects the thinking method of using computer technology to solve practical problems. The cultivation of computational thinking ability and consciousness is the key direction of the current university computer education and teaching reform. Starting from the perspective of computational thinking consciousness， this paper uses structural equation model（SEM） to test the computer course interest， teaching satisfaction， teaching input and computer thinking consciousness. The results show that the structural equation model based on the course interest， teaching satisfaction， teaching input and computational thinking consciousness is effective， but the students interest in the computer courses will not directly lead to their computer thinking consciousness. Only when students are satisfied with the teaching and only when they are really interested in the computational courses， this interest will have an impact on students cultivation and the improvement of computer thinking consciousness.

Key words： interest in computer courses; teaching satisfaction; course input; computer thinking consciousness