独立学院学生计算思维培养模式的初探

2013-08-15翔张维薇

科技视界 2013年23期

刘云顾翔张维薇

（1.南通大学杏林学院，江苏南通 226004；2.南通大学计算机科学与技术学院，江苏南通 226004）

0 提出的背景

独立学院是近10年来我国高等教育办学体制改革创新的重要成果，它为合理有效地开发和利用教育资源提供了新的思路。独立学院属于三类本科，首先我们要将独立学院的办学定位在本科层次上，但学生的高考录取分数线平均低于二本30-50分，学生基础知识不扎实，从这个角度看,独立学院的办学定位不能等同于原有的普通本科院校，人才培养目标应与普本有所不同，普本培养的是学术研究型的人才，注重学生的研究性学习和创新能力的培养，独立学院的人才培养目标介于高校研究型与高职院校技能型之间，培养的是具有相关理论基础的高级专门应用型人才，与普通本科生相比,他们有较强的动手能力、应用技术的能力;与高职学生相比,他们有较系统的学科基础理论,具有一定的创新与技术革新的理论能力,位于研发技术人员和实际操作人员之间,正好满足社会对高层次技术应用性人才的需求，缓解科研人才与应用人才脱节的矛盾。

如何根据独立学院学生特点及人才培养目标的要求，提高教学质量，是我们每一位教育者一直以来思考的问题[1-3]。鲍丽娜[1]提出的“精讲多练”的教学方式，实质上仍是传统教学方式;萧毅[2]等主要采用项目驱动法在实践的应用；吴斌[3]针对一门学科提出了培养思维的教学方式。2010年7月，西安会议上发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》，确定了以计算思维为核心的计算机基础课程教学改革。课程改革对我们提出了很大的挑战，要求教师不但要讲授计算机专业知识，还需要针对不同专业背景的学生进行生动有趣地讲授。我们准备在教学中精心组织教学材料，不断改进教学方法，提高学生的学习兴趣和学习主动性，从教与学两个方面来提高课程质量和教学效果。逐步推进、及时总结，使学生的学习与特长得到最大程度上的提高与发展，这也是独立学院健康持续发展的有力保障，因此，根据独立学院学生特点的探索新的教学模式具有十分重要的意义。

1 计算思维

2006年美国卡内基·梅隆大学周以真（Jeannette M.Wing）教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上提出“计算思维”这一概念，指出计算思维指的是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的一种科学思维。中科院自动化所王飞跃教授率先将“计算思维”引入国内，翻译了周以真教授的“计算思维”，撰写了相关的“计算思维与计算文化”。他认为：在中文里，计算思维不是一个新的名词。在中国，从小学到大学教育，计算思维经常被朦朦胧胧地使用，却一直没有提高到周以真教授所描述的高度和广度，以及那样的新颖、明确和系统。他希望我们能借“计算思维”之东风，尽快把中国世故人情的“算计文化”反正成为科学理性的“计算文化”，以提高我们民族的整体素质。

2 计算思维的教学实践

长期以来，社会上普遍存在着“计算机只是工具”、“计算机就是程序设计”和“计算机基础课程主要是讲解软件工具的应用”等片面认识，要彻底改变这种现象首先要从学校抓起，通过计算思维培养出来的学生综合素质得到显著提高。

目前我校计算机基础课程主要开设两门：“大学计算机信息技术基础”和“Visual Basic程序设计”。下面，我们针对现有的计算机基础核心课程，初步探讨教学过程中对学生计算思维能力的培养。

2.1 大学计算机信息技术基础

国家明确定位计算机基础课程是和数学、物理同等地位的基础课程，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学四个方面的能力培养目标[5]：

（1）认知能力。掌握计算机、网络及其他相关信息技术的基本知识和原理；具备综合运用这些原理知识的能力，具有判断和选择计算机工具与方法的能力。

（2）运用能力。计算机不仅为不同专业提供了解决专业问题的有效方法和手段，而且提供了一种独特的处理问题的思维方式。例如office中的Excel表格基本职能是对数据进行记录、计算与分析，可完成表格输入、统计、分析等多项工作，生成精美直观的表格、图表。在实际应用中，它小到可以充当一般的计算器，记录个人收支情况，计算贷款或储蓄等等，采用绝对引用、相对引用以及两种引用相混合的方法通过公式进行动态计算；大到可以进行专业的科学统计运算，以及通过对大量数据的计算分析，为公司财政政策的制定，提供有效的参考。

（3）学习能力。熟悉计算机，熟练使用计算机及互联网，为人们终生学习提供了广阔的空间以及良好的学习工具与环境。

（4）共处能力。善于使用互联网和办公软件是培养良好的交流表达能力和团队合作能力的重要基础。

计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养，我校高度重视大学计算机信息技术基础课程，将计算机基础课程列为我校学生进校后接触的第一门计算机课程。

2.2 Visual Basic 程序设计

计算机科学不是计算机编程，像计算机科学家一样思维意味着不仅仅能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上进行思维。计算机科学不只是关于计算机，就像数学不只是关于数字符号、物理科学不只是关于实验器材一样。

算法是解决某个问题的方法和步骤，是程序设计的灵魂。对于同一问题的求解，往往可以设计出多种不同的算法，不同算法的运行效率、占用内存量可能有较大的差异，我们要尊重学生们不同的认知方式，鼓励学生从不同的角度认识问题、用不同的方法解决问题，发展学生计算思维的灵活性，倡导算法多样化的过程中，通过分析、比较选择一个最合适的方式陈述一个问题；通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释成如何求解它的思维方法。

另外，在这门课程的教学中要特别注重实践，编写程序强调从需求定义开始，然后进行算法优化与选择，最后通过上机实验。当程序出现错误时不要放弃，要学会调试，指导学生努力找出错误，使学生通过实践确实感受、领悟计算机问题求解的基本方法和思维模式。