李永

（漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室，河南漯河　462000）

以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)改革實(shí)踐初探
——計(jì)算機(jī)教學(xué)改革實(shí)踐

李永

（漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室，河南漯河462000）

當(dāng)下，社會(huì)的信息化發(fā)展迅速，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，逐漸成為人們生活中重要的一部分。計(jì)算思維是一種思維活動(dòng)，其建立在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類(lèi)行為理解等范疇。圍繞現(xiàn)在各大院校計(jì)算機(jī)課程教育的特點(diǎn)，針對(duì)教學(xué)中的各種情況，本文闡述了以計(jì)算思維為核心的改革方案和相關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容。該方案推行一段時(shí)間以后，在教學(xué)過(guò)程中收到了較好的教育成果。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算思維教學(xué)改革

計(jì)算思維是一種思維活動(dòng)，其建立在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類(lèi)行為理解等范疇。這個(gè)概念由美國(guó)的周以真教授提出，曾在教育界引起不小的轟動(dòng)。為了在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究中，繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，部分海外名校已經(jīng)開(kāi)始實(shí)踐以計(jì)算思維為核心的教育改革。國(guó)內(nèi)的院校也應(yīng)該當(dāng)機(jī)立斷、堅(jiān)定立場(chǎng)，推行計(jì)算思維能力教學(xué)方案，培養(yǎng)一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的計(jì)算機(jī)人才，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。目前，部分高校已經(jīng)深入關(guān)注計(jì)算思維教育的作用，并在具體教學(xué)方案的探討中達(dá)成共識(shí)。

1　高校計(jì)算機(jī)教育課程開(kāi)展的近況和現(xiàn)有問(wèn)題剖析

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)在培養(yǎng)大學(xué)生的計(jì)算思維能力方面有明顯的效果，是一門(mén)公共基礎(chǔ)課程。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力有至關(guān)重要的作用。但是，以現(xiàn)有大學(xué)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況來(lái)看，效果不甚理想，主要存在如下兩個(gè)問(wèn)題。

1.1填鴨式教學(xué)法不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

現(xiàn)階段，各院校的老師在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課堂上，基本上都采取先理論后操作的教學(xué)模式。教師先講解理論的同時(shí)操作演示，然后學(xué)生在上機(jī)操作的時(shí)候?qū)φ战滩闹鸩酵瓿蓪?shí)驗(yàn)任務(wù)，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的流程中對(duì)出現(xiàn)的疑問(wèn)進(jìn)行指導(dǎo)。這種填鴨式的注入教學(xué)法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏獨(dú)立思考，只會(huì)根據(jù)指導(dǎo)教材按部就班的完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果，明顯降低了自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新能力。

1.2硬件設(shè)備缺乏，學(xué)習(xí)條件不足影響學(xué)生課外學(xué)習(xí)

由于學(xué)生在課外缺乏計(jì)算機(jī)使用，導(dǎo)致學(xué)生在課前預(yù)習(xí)時(shí)沒(méi)有操作條件，更加不可能對(duì)實(shí)驗(yàn)課題有進(jìn)一步的深入研究和多方面的創(chuàng)新思維。僅僅在實(shí)驗(yàn)課堂上，學(xué)生們很難在較短的時(shí)間內(nèi)有所創(chuàng)新，一般情況下只能熟悉計(jì)算機(jī)的基本操作。所以，課外的操作實(shí)踐對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)使用能力有非常重要的影響，切實(shí)關(guān)系到教學(xué)成果。目前，新入校的大學(xué)生還有相當(dāng)一部分沒(méi)有電腦，而計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)又相對(duì)較少，學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間得不到保證。并且，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室只在上課時(shí)開(kāi)放。所以，學(xué)生在課外提升實(shí)踐操作水平的機(jī)會(huì)也很少。

通過(guò)對(duì)部分大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教育的研究發(fā)現(xiàn)，被動(dòng)的填鴨式教學(xué)法暴露出的弊病嚴(yán)重影響了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)成果。因此，本著提升教學(xué)水平和加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)思維能力的目標(biāo)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教育迫切需要?jiǎng)?chuàng)新和改革。

2　以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革實(shí)踐探索

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的過(guò)程中，教師不應(yīng)該只滿(mǎn)足于教學(xué)生完成計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)操作，而是應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維能力。讓每個(gè)學(xué)生都可以從多方面多層次去思考問(wèn)題，應(yīng)用計(jì)算思維的方法解決問(wèn)題。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的改革方案中，作者有一些建議如下。

2.1引進(jìn)多媒體，發(fā)展動(dòng)畫(huà)演示教學(xué)

當(dāng)今，很多課堂引進(jìn)多媒體技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容更加豐富多彩，穿插很多動(dòng)畫(huà)演示，大大提高教學(xué)的效率，學(xué)生能夠在不知不覺(jué)中受到知識(shí)的熏陶，獲得啟發(fā)，其學(xué)習(xí)的興致大大提高，使他們能夠自發(fā)的學(xué)習(xí)。采用該技術(shù)能夠獲得較好的交互性，一方面可以讓學(xué)生得到利用計(jì)算思維處理問(wèn)題的能力，另一方面可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力。所以，相對(duì)于舊的教學(xué)方式，本文提到的動(dòng)畫(huà)演示教學(xué)顯示出其更高的教學(xué)質(zhì)量，值得推廣。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程涵蓋的內(nèi)容廣泛，涉及到計(jì)算機(jī)使用的各個(gè)領(lǐng)域。為了增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合操作水平，必須改革傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)方式，在課堂上引進(jìn)新技術(shù)。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，可以進(jìn)行多種形式的試驗(yàn)教學(xué)方式，如設(shè)計(jì)型、驗(yàn)證型等。在此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，將課程劃分成下面幾種形式的內(nèi)容：設(shè)計(jì)型，如word、excel等常用工作軟件；驗(yàn)證型，如計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和硬件方面的知識(shí)以及一些使用頻率較高的工具等；綜合型，如數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容主要有三個(gè)部分，設(shè)計(jì)型，驗(yàn)證型和綜合型。

設(shè)計(jì)型主要指的是像office這類(lèi)使用頻率較高的軟件，可以進(jìn)行一些文檔整理的基本操作。這種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)以任務(wù)模式進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，把基本操作技能和計(jì)算思維的能力相結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中，需倡導(dǎo)學(xué)生突破框架，展現(xiàn)個(gè)性，設(shè)計(jì)出豐富多彩的作品。驗(yàn)證型主要針對(duì)的是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的運(yùn)用。這種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)以提出問(wèn)題的模式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生帶著疑問(wèn)自主探索完成實(shí)驗(yàn)操作，獨(dú)立思考解決問(wèn)題，這樣可以很好的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。綜合型的主要內(nèi)容是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理。這種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)以課題模式進(jìn)行教學(xué)，課題可以串聯(lián)很多方面的知識(shí)，可以鍛煉學(xué)生利用知識(shí)綜合解決問(wèn)題的能力。學(xué)生在老師擬定的范圍內(nèi)選擇自己喜歡的課題。課題內(nèi)的每一部分的設(shè)計(jì)思路和方案都由學(xué)生自己獨(dú)立完成，教師只做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)工作。

2.2立足學(xué)習(xí)平臺(tái)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我們主要以“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演訓(xùn)系統(tǒng)”為學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)以鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維能力。

大體來(lái)說(shuō)，對(duì)于老師，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程如下：先進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備，在課上交代案例、分析案例，引導(dǎo)學(xué)生，找出問(wèn)題解決思路。接著進(jìn)行重難點(diǎn)問(wèn)題剖析，最后進(jìn)行功課拓展，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維。教學(xué)完了需進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)估，課下總結(jié)和反思。

而對(duì)于學(xué)生，過(guò)程大致如下：先預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，在課上弄清老師交代的案例，通過(guò)思考和討論的形式分析案例，按照老師提供的思路找出解決問(wèn)題的方法，最后進(jìn)行拓展訓(xùn)練。通過(guò)作品和報(bào)告展現(xiàn)自己的效果，課下認(rèn)真復(fù)習(xí)。

整個(gè)教學(xué)全程，我們都在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中結(jié)合著計(jì)算思維能力的訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并且大膽創(chuàng)新開(kāi)發(fā)新的作品，增強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維的能力。使學(xué)生在教師的正確引導(dǎo)下迅速提高實(shí)踐技能和創(chuàng)新水平。

3　以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)方法的具體應(yīng)用

我們結(jié)合具體事例來(lái)探討和展示我們是如何在實(shí)際教學(xué)中運(yùn)用以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)方法的。我們選擇設(shè)計(jì)性的文字處理作為事例進(jìn)行說(shuō)明。

目標(biāo)：讓學(xué)生能夠?qū)W會(huì)word的新建、打開(kāi)、輸入、保存等最基本的操作；學(xué)會(huì)字體、段落等基本設(shè)置；學(xué)會(huì)表格和圖片的基本運(yùn)用；學(xué)會(huì)頁(yè)面、頁(yè)眉等基本設(shè)置。內(nèi)容：老師帶學(xué)生練習(xí)word的新建、打開(kāi)保存等基本操作，并進(jìn)行文字設(shè)置、表格制作、圖片插入、設(shè)置等操作。重難點(diǎn)：表格制作和設(shè)置，在文字中插入圖片。方法：基于教學(xué)平臺(tái)，應(yīng)用以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)方法、靈活運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程如下：

（1）首先老師進(jìn)行教學(xué)備課準(zhǔn)備并讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程進(jìn)行熟悉。（2）老師交代案例，學(xué)生要弄清楚案例。如老師的具體交代的案例為：如果讓你編輯我校的活動(dòng)專(zhuān)題“同一首歌”，你會(huì)怎么做？老師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將自己看成劇中人，投入感情，發(fā)散思維，積極創(chuàng)新，作品必將豐富多彩。（3）老師帶著學(xué)生分析問(wèn)題。老師和學(xué)生共同探討，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和需要做的工作，教師開(kāi)始講解word文字工具的應(yīng)用，讓學(xué)生了解Word的相關(guān)操作。（4）學(xué)生按照老師提供的思路找出解決問(wèn)題的方法。此時(shí)學(xué)生已形成對(duì)問(wèn)題的總體把握，并開(kāi)始有自己的個(gè)人想法，開(kāi)始引入主題“同一首歌”?？梢园呀處熞龑?dǎo)學(xué)生把文檔的制作過(guò)程概括為布局排版、標(biāo)題制作和美化修飾。（5）老師進(jìn)行重難點(diǎn)問(wèn)題剖析。學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際操練，個(gè)性化地獨(dú)立完成任務(wù)“同一首歌”制作任務(wù)。在完成基本的課堂實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，老師再講解并重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，并操作演示給學(xué)生看，其中的主要操作交給其他學(xué)生上臺(tái)演示。（6）最后進(jìn)行任務(wù)拓展訓(xùn)練。學(xué)生完成了基本的實(shí)驗(yàn)操作后，老師再布置新的課題，分為必做題和選做題。第一道必做題是制作個(gè)人簡(jiǎn)歷，有一定的難度。第二道必做題是制作一張生日祝福賀卡。第一道選做題是輸入歐姆定律公式；將一篇文章中所有的“家園”替換成“我們的家園”。拓展題目由學(xué)生自主選擇和完成。老師于下次課堂上進(jìn)行答案公布和講解。（7）做完后，鼓勵(lì)學(xué)生展示自己的作品并做個(gè)相關(guān)報(bào)告。大家互相點(diǎn)評(píng)，活躍氣氛。老師進(jìn)行課堂總結(jié)。

（8）總結(jié)提高，復(fù)習(xí)鞏固：課后老師在總結(jié)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)能力。而學(xué)生應(yīng)及時(shí)復(fù)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握能力，適當(dāng)進(jìn)行自我檢測(cè)。

采用上述教學(xué)方法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和他們的自學(xué)能力，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的同事，學(xué)生計(jì)算思維能力也得到大大提高。

4　結(jié)語(yǔ)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)更重要的是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力。一旦學(xué)生通過(guò)訓(xùn)練獲得這種能力，像計(jì)算機(jī)一樣地思考問(wèn)題，便能夠運(yùn)用其去解決實(shí)際問(wèn)題。本文分析了以計(jì)算思維為核心的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革實(shí)踐過(guò)程，取得了良好的教學(xué)效果。由于本方案正處于探索階段，難免存在一些不當(dāng)之處，我們將繼續(xù)進(jìn)一步進(jìn)行研究，提高教學(xué)質(zhì)量，旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

［1］肖川，張向東.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐與思考［J］.當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2012年05期.

［2］姜永生.基于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的計(jì)算思維培養(yǎng)的教學(xué)模型研究［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2012年14期.

［3］毛亮.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的探討［J］.計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2012年09期.

［4］牟琴.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)與學(xué)習(xí)的模式研究與實(shí)踐［D］.四川師范大學(xué)，2012年.

李永（1971—），男，河南太康人，本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)教學(xué)和算法研究。