计算机基础教学中学生计算思维能力的培养

洪刚

[摘 要]计算机基础教学中，计算思维的作用与地位日益突出。有针对性地培养学生计算思维能力成为计算机基础教学的重要目标。需要彻底转变传统的计算机基础教学方式，向着以培养学生计算思维能力为主的教学方向转变。计算思维能力是大学生应当具备的一项基本能力，也是创新社会对人才的基本要求。在计算机基础教学中如何更好地培养学生的计算思维能力，成为计算机基础教学的重要目标。

[关键词]计算机基础教学 计算思维能力 培养 教学方法

[中图分类号] G642；TP3-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0176-02

在计算机基础教学中，计算思维的作用与地位日益突出。有针对性地培养学生计算思维能力成为计算机基础教学的重要目标，为此，需要彻底转变传统的计算机基础教学方式，向以培养学生计算思维能力为主的教学方向转变。

一、正确认识计算思维

计算思维指的是通过运用科学的计算机概念设计系统，求解问题，理解人类行为的综合性思维活动。计算思维具有概念化特性，并不具备程序化特性。计算思维并不是科学家才有的思维方式，而是每个人都应该具备的一种思维。

计算机基础教学旨在培养学生的抽象思维、逻辑思维以及一定的编程能力。因此，如何更好地培养学生的计算思维能力，成为教学中的重要问题。

二、计算机基础教学的现状分析

（一）计算机基础教学内容比较单一

现阶段文科生的计算机基础教学，还是停留在计算机基本操作知识的讲解以及办公软件的基本应用层面。理科生的计算机基础教学是在此基础上加入了部分C语言程序设计内容。基础教学内容无法与信息化发展水平相适应，这也会导致学生对信息技术以及计算机理论的忽略。从整体上来看，教学知识体系不完善、内容比较单一，导致学生们无法深入、全面了解计算机科学，更谈不上计算思维能力的培养。

（二）教学模式滞后

现阶段，计算机基础教学中存在着很多弊端。受到传统应试教育的影响，教学方法比较死板、机械化，学生处在被动接受知识的局面。课堂教授结合上机练习的操作方式，在信息高度化发展的今天显得非常单调，导致学生缺乏计算机学习的兴趣，不愿意进行深入探究。这种滞后的教学模式，是我国计算机基础教学中普遍存在的重要问题。无法调动学生计算机基础学习的主动性与积极性，就无法对学生进行归纳抽象能力、逻辑思维能力的培养，大大限制了学生们计算思维能力的培养与发展。与此同时，受到课时计划的限制，部分重要内容无法深入讲解，本末倒置，无法更好地提高学生的综合素质与创新能力。

（三）计算思维能力培养的教材缺失

现阶段的计算机基础教学中，理论性知识仍旧是考试的重点，而且教材教学内容非常枯燥、单一，缺乏不同课程之间的交汇贯通，缺乏交叉、边缘知识的拓展延伸。日常教材教学中，无法调动学生学习、研究的积极性，更无法启迪学生打开思维，站在更深刻、更抽象的层面认识、理解、学习、掌握计算机科学。这样就会导致学生仅学到皮毛知识，无法做到举一反三、融会贯通。

三、计算机基础教学中培养学生计算思维的具体策略

（一）回归式教学策略

计算机科学是一门逻辑性、抽象性较强的学科，需要学生具备较高的抽象思维能力，能够站在计算机科学角度，将实际问题抽象成为计算机语言、符号。因此，计算机基础教学中，应该锻炼学生们按照计算机科学思维去认识问题，发现问题，解决问题。但是，对于大多数初次接触计算机科学的人们来说，比较欠缺这种抽象转化能力，很难理解比较空洞、抽象的知识。一般来说，学生们刚接触到计算机科学时，会有一定困难，对于计算思维方式，感到无从下手。在面对一个问题时，学生是站在“解决”的角度考虑的。针对这种情况，我们需要将计算机基础教学回归到实际生活中去。在实际教学过程中，为了进一步提升学生们的学习兴趣，可以加强与实际生活之间的联系。从本质上来讲，计算机科学中的大部分理论、知识都是来自于我们的实际生活。所以说，在实际教学过程中，需要回归到问题本身，结合理论的原型循序渐进的进行讲解，更好地指导学生们运用自己的思维解决这些问题，然后带领学生们认识计算机是如何讲解这部分问题的。通过回归式教学模式，使得抽象、晦涩的理论知识变得更加贴近生活实际。回归教学是一个从实际到理论再到实际的循环过程，指导学生的思维层次不断提升，从抽象的角度去解决计算机问题。大量教学改革实践证实，回归式教学模式，对于培养学生的分析能力、抽象思维能力与建模能力具有重要作用。

（二）积极转变教学观念，构建“计算思维导向”的教学模式

在计算机基础教学中，笔者建议积极转变教学观念，构建“计算思维导向”的教学模式，这种教学模式侧重于计算思维能力的培养以及对计算机设计思维的理解。计算机基础教学的重点就是在教学过程中，潜移默化的培养学生们新的思维方式，指导如何通过计算机科学基本知识进行问题的求解、系统设计以及行为理解，换句话说，就是建立计算思维模式。鉴于此，我们应积极改变传统的侧重于知识讲解的教学模式，尝试通过思维导图模式进行知识的归纳与总结，有意识的通过探究式教学模式“提出问题、探究问题”介绍计算机基本的理论知识，强调折中、并行、回溯等计算机思维方式，并加强与知识之间的联系。比如说，在学习计算机存储管理相关知识时，笔者采用了思维导图模式，用中央处理器，内存，虚拟内存，磁盘存储器进一步体现了计算机系统中容量与速度折中思想。比如说，讲解计算机编码时，呈现“0”、“1”二进制编码，数值的编码，字符的编码，汉字的编码，声音的编码，黑白图像的编码，彩色图像的编码，视频的编码。通过这种思维导图，可以更好的帮助学生们建立流畅、完善的知识系统。通过对所学知识的归纳与演绎，进一步彰显了计算机基础教学过程中对学生计算思维能力的指引。

（三）发散式教学模式

计算机基础教学的使命，一方面是让学生们掌握全面的计算机操作技能，一方面还担负着培养学生计算思维的重要使命。因此，在计算机基础教学中，教师应彻底摒弃传统“照本宣科”的教学方式，加强知识的整合，不局限于课本，不仅讲解知识的内涵，还需要扩大其外延，进一步扩大学生的知识面。比如说，在计算机基础教学中，经常会涉及图论、计算几何、离散数学等工具，教师可鼓励学生自学，也可以进行适当讲解，这样就避免了因教学内容的局限性所给学生们带来的学习困惑。发散式教学，通过举一反三的过程，站在计算思维的角度去思考问题，真正从传统的物理思维与数学思维中转换过来，进一步养成计算思维的能力与习惯。通过发散式教学模式，一题多解，进一步提升学生思维的创新性与灵活性。与此同时，在完成计算机基础教学课程之后，应该积极鼓励学生完成综合性强、应用性强的习题。在解决应用型问题的过程中，进一步培养学生的计算思维能力。通过应用型问题的设计与解决，将复杂的问题进行深入抽象，并在计算机上自动运行，进一步体现了计算思维其自动化与抽象化的本质，更好地指导学生探究解决问题的具体方法、思路与能力，全面提升学生的计算机综合素养。

（四）加强计算思维与实践的融合

计算机基础课程是计算机专业、非计算机专业、理科类专业、文科类专业都需要开展的重要课程。计算机基础教学的重要目的就是让学生们在计算机知识的学习过程中，积极探究计算机与其他学科之间的密切联系，与此同时，辅助学生们更加游刃有余的学习其他课程。对于专业问题的解决，应在计算机基础技术的指导下进行。针对不同专业开设计算机基础课程过程中，应该积极构建与其专业相对应的案例或者模型，进而促进各个专业学生进行深入学习。对于案例或者模型的应用，能够充分培养学生们的专业思维能力，进而促进学生们养成有效解决问题的思维，将问题的重点、关键剖析得更加深刻，从而加深学生们对专业知识的全面掌握。

综上所述，本文针对计算思维的概念、特点以及计算机基础教学现状入手分析，从四个方面：回归式教学策略，积极转变教学观念构建“计算思维导向”的教学模式，运用发散式教学模式，加强计算思维与实践的融合，详细论述了计算机基础教学中培养学生的计算思维的具体策略，希望为广大计算机教育工作者带来一定帮助。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会.高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2009（2）.

[2] 于晓强，赵秀岩，闫丕涛.计算机程序设计课程中计算思维能力的培养[J].计算机教育，2011（13）.

[3] 朱鸣华.计算机基础教学中计算思维能力培养的探讨[J].中国大学教学，2012（21）.

[4] 何钦铭.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学，2009 （12）.

[5] 黄朝辉，陈志辉.基于计算思维的大学计算机基础教学改革探索[J].宜春学院学报，2011（1）.

[责任编辑：钟 岚]