薛 賓

(天津市南開區(qū)職工大學，天津 300110)

隨著信息技術的高速發(fā)展，計算機及計算機網(wǎng)絡的應用已經(jīng)滲透到經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領域，并充當著重要角色，深刻影響著現(xiàn)代人工作和生活的方方面面。2006年，來自美國卡內(nèi)基·梅隆大學周以真教授首次系統(tǒng)地提出了計算思維的概念。計算思維和實驗思維、理論思維成為科學的三大思維方式 ,足見計算思維的重要性。

在普通高等教育及高等職業(yè)教育中，計算思維的培養(yǎng)主要來自于計算機基礎類課程。而目前高職教育中的計算機基礎類課程教育仍然存在一定的狹隘性，在有意識地引導學生認識和掌握計算思維，在學習、生活和工作中運用計算思維，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和想象力方面，還存在融合不夠，效果不佳等問題。如何整合教學資源，科學設計課堂教學，讓計算機基礎類課程與各專業(yè)有機融合，培養(yǎng)學生運用計算思維分析問題和解決問題的能力，促進學生學科思維的發(fā)展，從思維的高度提升高等職業(yè)院校學生的職業(yè)素養(yǎng)，提升教育品質(zhì)，是我們需要考慮的問題。

一、計算思維概述

目前，被普遍認可的計算思維的系統(tǒng)定義，是2006年美國卡內(nèi)基·梅隆大學周以真教授在美國計算機權(quán)威雜志ACM上首次提出的。她對計算思維的定義是：計算思維是運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為的科學方法。這是一種基于信息技術發(fā)展的基礎性思維，是現(xiàn)代最重要的科學思維方式之一，就像是學生的閱讀能力、算術能力等基礎能力一樣。計算思維從本質(zhì)上來講主要體現(xiàn)在兩個方面：抽象和自動化，這一特性直接反映了基于計算的思維特點，通俗來講即如何讓工作過程能夠在適應信息時代的基礎上，能夠高效自動的完成。計算思維歸根到底是一種科學的思維方式，是一種解決問題的思想。從客觀上來，這種思維方式的樹立能更有效的應對信息化時代的發(fā)展現(xiàn)狀，讓學習者可以調(diào)用遞歸、并行處理、提煉、抽象、數(shù)據(jù)分揀、分解、分層、逐步求精、有效規(guī)劃、進程調(diào)度等一系列可用的計算機思想，為求解問題服務。對計算思維的培養(yǎng)是一個長期的過程，需要通過潤物細無聲的方式，將無意識的思想，轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R的思維方式，達到思維養(yǎng)成指導實踐的目的。

有的學者也認為，計算思維古來有之，只不過大多為無意識的體現(xiàn)，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的歸納與定義。如我國古代的算籌與算盤中體現(xiàn)的智慧，圖靈機與圖靈理論涵蓋的思想，都體現(xiàn)了計算思維的發(fā)展規(guī)律。通過研究計算思維的演變與發(fā)展，我們能夠認識到，計算思維的發(fā)展經(jīng)歷了從“無意識”到“有意識”的過程，經(jīng)過有意識的歸納和系統(tǒng)整理后的計算思維迸發(fā)了巨大的力量，并迅速成為指導實踐的重要思想。

計算思維一經(jīng)系統(tǒng)提出，就引起了國內(nèi)外學者廣泛研究。在我國，來自中國科學院自動化研究所的王習躍教授率先將“計算思維”的概念引入。2008年，我國舉辦首次舉辦 “計算思維與計算機導論”研討會。2010年，教育部高校計算機基礎課程教學指導委員會發(fā)布《九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》，將“計算思維能力培養(yǎng)”作為我國大學計算機基礎教學改革的核心任務。

二、計算機基礎類課程現(xiàn)狀分析

首先，這里我們研究的計算機基礎類課程，是包括計算機基礎在內(nèi)的一系列計算機課程，而不是單指計算機文化及應用基礎課程，這是一個廣義的概念，也包括了計算機專業(yè)及非計算機專業(yè)中的一些通識類計算機基礎課程。如：數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡基礎、辦公軟件技術、多媒體制作，編程基礎等課程，這些課程是該專業(yè)學生的必備計算機應用技能和重要的計算思維來源。

(一)學生現(xiàn)狀分析

經(jīng)過多年發(fā)展，如今的高職學生早已不是對計算機陌生的孩子，他們出生在信息化高速發(fā)展的時代，對計算機非常熟悉，幾乎是他們?nèi)粘W習和生活的一種必備工具。但隨之而來的，學生們對于計算機知識學習的渴望并不強烈，對前沿科學的探究興趣不高。當然，計算機基礎類課程知識陳舊，根不上時代發(fā)展的潮流，也是學生學習興趣不高的重要原因。這些問題在高職學生、五年一貫制學生身上同樣明顯。他們從小學開始接觸計算機基礎知識，對WORD、EXCEL、PPT、網(wǎng)絡基礎等知識，初中學，高中、中專也學，升到高職還在學，學習的內(nèi)容上除了版本變化，知識體系和知識點也基本相同，缺乏追求新知識的新鮮感，變成了應付考核的一門必修課程。也有的非計算機專業(yè)的學生認為，計算機基礎類課程只是一種工具，存在“狹義工具論”的觀點，甚至感覺與本專業(yè)無關，學習興趣不高，更談不到對計算思維的認識和理解，能夠較好地運用計算思維分析和解決問題更是存在較大差距。

(二)教師現(xiàn)狀分析

目前，在計算機基礎類課程教育中，廣大教師普遍存在應對不足，解決學生學習狀態(tài)疲軟招法不多的現(xiàn)象。應對不足主要體現(xiàn)在解決學生學習興趣不高的辦法不多，面對考核要求和陳舊的知識，激發(fā)學生學習興趣的手段不足。也有的教師想了許多辦法，如采用任務驅(qū)動、目標驅(qū)動、小組工作等各種辦法提高學習樂趣，增強學習效果，提高學習效率，也有較好的教學成果。但對于培養(yǎng)計算思維來說，還存在認識不足的短板，存在“重教輕育”的現(xiàn)象。更多的教師在教學過程中對于計算思維能力的培養(yǎng)還處于無意識狀態(tài)，還沒有將計算思維很好地融入整個教學過程，也未將計算思維能力培養(yǎng)作為教育教學的核心目標，還沒向?qū)W生點明計算思維的內(nèi)涵和重要作用，學生接受知識時仍然感覺是在接受一種技能鍛煉、工具學習，對計算思維能力的養(yǎng)成感知不深。

(三)教學內(nèi)容現(xiàn)狀分析

學習內(nèi)容方面，仍然存在學習內(nèi)容陳舊、單一，多次重復學習的現(xiàn)象。不難發(fā)現(xiàn)，學習的內(nèi)容幾乎都來自于Office辦公系列的幾個核心軟件，這從很大程度上加劇了計算機基礎類學科的工具屬性，而忽略了現(xiàn)在已經(jīng)從“為計算”到了“用計算”的時代。原有的教授內(nèi)容，知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應大數(shù)據(jù)時代、云端時代的發(fā)展。另一方面，許多學校計算機基礎類課程與本專業(yè)課程結(jié)合不夠緊密，作為未來專業(yè)技能的一部分，計算機基礎課程未能發(fā)揮應有作用。比如有的學校會計專業(yè)開設多媒體基礎課程，而數(shù)據(jù)庫課程卻未開設，就會嚴重導致學習內(nèi)容與專業(yè)脫節(jié)。大數(shù)據(jù)時代的來臨告訴我們，任何專業(yè)發(fā)展都不可能與信息技術脫節(jié)，計算思維的養(yǎng)成必將影響一個學生的工作技能與工作效果，也直接影響學校的辦學質(zhì)量。

(四)實際應用現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在高職院校畢業(yè)生，運用計算思維解決問題的能力另人堪憂。舉個例子來說，一個畢業(yè)生剛剛走上工作崗位，獲得一份統(tǒng)計數(shù)據(jù)的工作，為部門方案提供基礎數(shù)據(jù)。但就是這樣一個簡單的工作，學生們甚至覺得無從下手，不知應獲取那些統(tǒng)計信息，不知信息如何分類和提煉，缺乏抽象的能力，也缺乏面向自動化處理的意識，數(shù)據(jù)大量冗余，產(chǎn)生無效組合。使用各種軟件協(xié)同操作的能力不足，大批量處理數(shù)據(jù)的能力不夠，因此一份簡單的報告，改了又改，看起來仍然差強人意。這樣的例子在實際工作中屢見不鮮，這也是一些大學生最不愿意聽到的評價：明明學校都學過，怎么工作起來就跟完全沒學過一樣。這樣尷尬的局面，也從一個側(cè)面證明，計算思維能力培養(yǎng)的重要性，讓學生能像一名計算機科學家一樣思考問題，條理清楚，邏輯嚴密，思路明確，并能最大限度的適應本專業(yè)工作特點和工作邏輯，是高職院校培養(yǎng)高水平技能人才的重要出發(fā)點。

三、計算思維能力培養(yǎng)與計算機基礎課程密切相關

計算思維能力的培養(yǎng)歸根到底是一種思想的培養(yǎng)。是教會學生用科學的思維方式分析問題、解決問題的能力，也就是學會該如何做的問題。近年來，各地高職院校對基于計算思維能力培養(yǎng)的計算機基礎課程教學改革的研究較多，普遍認為計算思維能力培養(yǎng)與計算機基礎課程密切相關。

一方面，計算思維已成為一種基礎的、科學的思維方式，在大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)達的時代，各行各業(yè)都在使用數(shù)據(jù)的概念去量化生產(chǎn)和生活，這也是數(shù)字化時代的本質(zhì)。這種依賴“數(shù)字與計算”的革命，使得原本屬于計算機領域的各項能力從輔助走向支撐，再到形成一種思想指導實踐，這是質(zhì)的飛躍。就高等職業(yè)教育而言，計算思維能力的培養(yǎng)是一個潛移默化的過程，需要較長的時間，更需要較為寬泛的專業(yè)范圍。計算機基礎類課程是每個專業(yè)都要學習的基礎通識課程，開設時間周期較長，面對專業(yè)寬泛，且因?qū)I(yè)而異，有針對性開設，在此類課程中加入計算思維能力培養(yǎng)有先天的專業(yè)優(yōu)勢和后天的滲透優(yōu)勢，教學和培養(yǎng)體系順暢，能夠在原有計算機基礎教學基礎上，迅速增強計算思維能力培養(yǎng)，實現(xiàn)對計算機基礎類課程教學質(zhì)量的實質(zhì)性提升。

另一方面，為適應新時代發(fā)展，計算機基礎類課程教育教學質(zhì)量需要有更大提升，需要有更高目標作為指引。依據(jù)教育部高校計算機基礎課程教學指導委員會將“計算思維能力培養(yǎng)”作為我國大學計算機基礎教學改革核心任務的要求，計算思維能力培養(yǎng)應作為計算機基礎類教學中的核心任務來抓。計算思維與計算機基礎課程二者密切相關，互相作用。事實證明，不管是來自計算機專業(yè)的學生，還是非計算機專業(yè)的學生，都將面對以大數(shù)據(jù)為基礎的各項現(xiàn)代化工作，具備正確的計算思維，掌握其思想精髓和核心方法，將是十分必要且十分重要的。計算思維的培養(yǎng)將大大提高學生將在校所學理論知識應用于實踐的能力，并給他們帶來更具專業(yè)性、科學性的統(tǒng)籌、規(guī)劃及設計工作的能力。

四、以“計算思維”能力培養(yǎng)為核心的教學設計

(一)重“教”重“育”，樹立正確教育理念，加強有意識培養(yǎng)

摒棄計算機基礎教學只專注應用技能的培養(yǎng)，忽視思維能力培養(yǎng)的錯誤觀念，沖破“狹義工具論”的局限，將有意識地針對計算思維的培養(yǎng)融入教育教學全過程，做到既重“教”又重“育”。以教育部提出的：計算機基礎課程要以計算思維能力培養(yǎng)為核心的要求，轉(zhuǎn)變教育理念，從單純技能培養(yǎng)向思維能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。要增強有意識地針對計算思維能力的培養(yǎng)，教師做好引導和啟發(fā)，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和探究能力，引發(fā)學生思考，將計算思維核心要義融入其中，教會學生如何抽象化、數(shù)字化的表達方式，如何設計使其能夠自動化、高效化的運轉(zhuǎn)，經(jīng)過長期訓練逐步形成科學的分析問題和解決問題的思維方式。

(二)注重專業(yè)整合，改進課程設計，完善課程體系

計算思維能力的培養(yǎng)不是一門課程，一次授課可以實現(xiàn)的。一種思維模式的養(yǎng)成需要長期的潛移默化的過程。合理編制專業(yè)教學大綱，讓計算機基礎課程做到有梯度、有層次地銜接是提升培養(yǎng)質(zhì)量的重要支撐。目前，采用“1+X”框架體系是較為合理的選擇?！?”代表通用計算機基礎課程，可包括：計算機文化基礎、計算機硬件基礎，網(wǎng)絡信息技術，辦公應用技術，信息安全等普遍適用各專業(yè)的計算機基礎，開設的學期為高職一年級?！癤”代表與各專業(yè)密切關聯(lián)的計算機基礎課程，可包括：數(shù)據(jù)庫技術、多媒體技術、計算機輔助設計、編程、動漫設計、網(wǎng)頁制作等，這些課程應伴隨各專業(yè)專業(yè)課程教學同時開設，開設的學年為高職二年級。

例如：針對會計專業(yè)和會展專業(yè)，都可在一年級開設計算機文化基礎、網(wǎng)絡技術基礎、信息安全等課程，打下技能和思維基礎，培養(yǎng)重點是了解計算思維的意義，掌握必備基礎技能，樹立以思維能力培養(yǎng)為目標的教學重點，做好學生思維能力培養(yǎng)入門工作。在二年級時，結(jié)合本專業(yè)特點，會計專業(yè)應開設數(shù)據(jù)庫技術、和基于EXCEL等核心軟件的高級辦公應用技術，而會展專業(yè)則可開設圖像圖形處理、多媒體技術等相關課程，培養(yǎng)重點是深入認識和理解計算思維重要作用，樹立基于專業(yè)能力培養(yǎng)的計算思維模式，并能熟練掌握和運用計算思維，有效地分析和解決專業(yè)問題。在教學大綱的編制中也應適當延長針對計算機基礎類課程的學習周期，明確各階段各專業(yè)基于計算思維能力培養(yǎng)的工作要點，而不是單純掌握哪些知識和技能。

課程設計上，也應摒棄以教師為主體，學生被動接受的局面。應采取理論+實戰(zhàn)的教學方式，注重教學環(huán)節(jié)設計，注重案例的連貫性和實戰(zhàn)性，樹立以實戰(zhàn)為出發(fā)點的課堂設計。例如：以工商管理專業(yè)為例，讓學生完成一項簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計是我們經(jīng)常使用的實戰(zhàn)案例，但與以往不同的是，新的教學設計應盡量讓學生從基礎數(shù)據(jù)的采集、分揀、歸納做起，從字段的設置、到表單的生成，可參照有關資料自行設計，讓學生完整的體驗抽象和自動化的概念，逐步減少數(shù)據(jù)冗余，做好容錯的思想準備以及面對失敗的風險評估等，應避免給好現(xiàn)成基礎數(shù)據(jù)，給好圖表及全部操作步驟，學生只需按步驟操作，依葫蘆畫瓢，不必獨立思考其他問題，專注點只在如何學會制作的基礎技能，這樣的課程設計當然起不到啟發(fā)學生計算思維的目的。

(三)調(diào)整教學模式，豐富學習形式，激發(fā)學習興趣

充分運用多種教學模式，激發(fā)學生的學習性趣。基于教學內(nèi)容的設計，可采用理論+實踐教學、案例教學等模式，增強教學與實際的結(jié)合度，效果更逼真，學習的帶入感更強?；诮虒W目標的設計，可采用目標驅(qū)動、任務驅(qū)動、學習大作業(yè)等方式，讓學生的學習充滿預期，獲得較好的學習動力?；趯W習形式上的設計，可采用討論式學習、分層教學、翻轉(zhuǎn)課堂、小組學習等形式，讓學生在討論中理清思路，在討論中弄清計算思維的內(nèi)涵，以集體智慧帶動個人思考，激發(fā)學生的學習興趣，增強面對困難問題的分析和處理能力，獲得更強的學習成就感。

(四)改進考核機制，開展對學習效果的全面評價

目前，計算機基礎類課程的考核主要以“筆試+機考”的形式為主，有些計算機基礎課程甚至只有筆試沒有機考，這對于科學評價學生的學習效果顯然是不全面的。在新的教學模式下，應注重基于計算思維能力培養(yǎng)的綜合能力考核，加大對學習過程及工作思路的考核，適當增加對設計思路、工作思路等涉及思維能力培養(yǎng)方面的分值，形式上也可采用答辯的形式，讓學生有充分表達學習收獲、思維狀況的機會，而不是僅看最后結(jié)果。評價群體上，在傳統(tǒng)的學生學教師評的基礎上，可適當加入小組學習分值，學生自評分值，學生互評分值，增加對學生評價的維度。

五、結(jié)語與思考

隨著信息化、大數(shù)據(jù)時代的到來，計算思維已經(jīng)作為一種基礎的思維方式融入到各行各業(yè)的發(fā)展中。在高等職業(yè)教育培養(yǎng)高質(zhì)量技能型人才的目標指引下，調(diào)整教育思路，改進教育手段，培養(yǎng)更具時代特點的勞動者，更符合時代要求的“數(shù)字化公民”，是一項長期而艱巨的任務，重視對計算思維能力的培養(yǎng)是解決這一問題的關鍵。在不斷的改革和探索中，我們?nèi)匀灰亟鉀Q阻礙思維能力培養(yǎng)的唯考試論思想，解決部分師生思想上認識不深，仍然堅持無意識教學，“狹義工具論”的思想問題。這樣的教學改革也需要各專業(yè)教師協(xié)同合作，將專業(yè)需求行業(yè)特性與計算機基礎課程進行更有效的銜接，更緊密的配合，共同設計計算思維的培養(yǎng)方案，最終實現(xiàn)為各專業(yè)領域培養(yǎng)優(yōu)秀人才的目標。