浅谈计算机基础课程教学中计算思维的培养

万李，宋梅（湖南科技学院电子与信息工程学院，永州 425199）

浅谈计算机基础课程教学中计算思维的培养

万李，宋梅
（湖南科技学院电子与信息工程学院，永州 425199）

0　引言

2007年，美国正式启动了以计算思维为核心的本科教育模式，提出“计算思维教育要与思维科学理论与方法相结合，多维度、多层次开展计算机思维研究与实施，并在多类学生中推广”，这在国内外学术界和教育界引起了广泛关注。计算机基础课程作为高校非计算机专业学生开设的第一层次的计算机基础教育课程，是培养学生计算机文化意识和学习其他计算机课程的基础课，具有很强的基础性和实践性。为此，如何在计算机基础课程教学中贯穿计算思维的培养成为大学计算机基础教育的重要课题。

1　计算机基础课程教学现状

随着信息技术的发展，计算机基础课程教育呈现出泛在化、平民化、边缘化、随意化等特征，主要可以从以下两方面进行分析：一是学生学习目的不明确，他们普遍认为计算机基础课很“简单”，即使没有教师教也可以自学得很好，而对于计算机的“编程”，他们认为应该是计算机专业学生的事，非计算机专业的学生学了以后作用不大，与今后的工作和生活沾不上边；二是教师的引导和帮助不够。某些教师自身对计算机基础课程在本科教育中的定位和认识比较模糊，认为让学生学习一些实用技术，不仅能比较快地收到学习成效，且能让他们在以后的工作中“学以致用”，或者单纯以计算机等级考试过级率高低指导学生学习，而 “计算思维”的培养是一个长期的过程，与短时间内的计算机基础教学关系不大。长此以往，计算机基础课程教学面临的瓶颈越来越大，学生提不起兴趣，教师缺乏教学动力，渐渐陷入到教学越来越可有可无的恶性循环之中。

基于此，要改变传统计算机基础教育的现状，进一步增强学生计算机知识及应用技能方面的教育，培养学生的信息素养和计算思维能力是十分必要且迫切的。本文结合湖南科技学院的实际，在紧紧围绕“建设特色鲜明的应用技术型地方本科院校”和为地方经济社会发展提供人才和技术支撑的基本办学定位的基础上，结合学校本科培养方案要求和课程性质，探讨如何结合计算机课程教学，有机地融入计算思维培养的内容，使之潜移默化，融会贯通，培养学生的计算思维能力。

2　围绕计算思维进行课程建设的基本思路

计算机基础教学不应仅注重培养学生的动手能力，还应将课程提升到思想教学的高度，在教学过程中贯穿对学生计算思维的培养，是解决课程建设问题的有效途径。换而言之，就是在引入这门课程时，应向学生指明，计算机基础课程不仅是培养计算机的基本操作技能，更要注重在此基础上，真正掌握利用计算机来解决问题的基本方法和步骤，这也就是我们常说的“知其然，更要知其所以然”。做到了这一点，也就在一定程度上实现了对学生计算思维能力的训练和培养。

围绕计算思维进行课程建设，基本思路有：一是紧紧围绕应用型人才培养关于知识、能力、素质的培养要求，按照“基础、实用、新型、能力”的教学思想精心设计教学内容。二是以夯实基础、面向应用、培养创新为培养目标，以课程建设为基础、以等级考试为抓手、以创新竞赛为舞台，提高学生的学习兴趣，提升学生自主学习的积极性与主动性，从而提高他们的计算机素养，培养他们的计算思维。

3　培养计算思维的教学方案

在计算机基础课程教学中，我院主要开设了三门课程，分别是 《大学计算机基础》、《程序设计基础》和《Access数据库技术》。下面，分别从这三门课程的教学目标、教学内容等出发，探讨以计算思维能力培养为核心的教学方案。

3.1《大学计算机基础》课程

《大学计算机基础》教学的目标是：要求学生从宏观上掌握和理解计算机的工作原理，让学生在计算机应用层面对计算思维有一个基本认识。很多学生认为学习这门课只要学会了计算机的基础操作，或者是学会了几种常用办公软件就算学好了。教师也似乎从某种程序上默认了这一情况。为此，我们对原有的教学方案进行调整，在这门课程中弱化Office软件课堂讲解，强化实践和自主学习。突破以操作为主的教学模式，取而代之的是开展计算思维基础知识教学，对计算思维及其主要内容、计算思维的作用、冯·诺依曼计算机、存储程序等问题进行介绍，让学生在宏观上了解计算机思维的基本知识和基本理论。在课程教学内容的安排上，从分析基本的计算环境，到介绍抽象级问题求解的基本方法，将知识传授与素养培养贯穿于思维教学当中，使学生在对计算系统及环境有所了解的同时，初步体会计算机问题求解的基本方式，逐步培养学生计算思维的养成。

学习程序设计方法是理解计算机和培养计算思维的最好途径，计算思维不是编程，但最终却要通过编程来实现。在以培养计算思维作为教学核心任务的教学过程中，课程的教学应该突出程序设计方法，而不是语言本身。此外，在这门课的实验教学中，要使学生通过实验感受计算机问题求解的基本方法和思维模式。对非计算机专业的学生而言，通过这门课程不是培养成为专门从事程序设计的程序员，而是学习分析和解决计算机问题的基本过程和思路。为此，对《程序设计基础》该课程的教学内容安排如下：（1）从计算思维的角度出发，将一些经典案例进行重组，将问题的求解从一般高度提升到计算思维的高度，使学生养成用计算思维解决问题的习惯和能力。（2）引入应用程序开发的教学，开发一定规模的应用程序，引导学生探究问题求解的思路和方法，培养计算思维。（3）在教学方法上，尊重学生不同的认知方式，提倡算法的多样化和变化性。比较计算思维与传统思维解决问题的区别和联系，从而培养计算思维。

3.3《Access数据库技术》课程

《Access数据库技术》是与具体应用结合得比较紧密的应用技术基础课程。在《Access数据库技术》课程的教学方案中，应以计算学科基本问题为导向，以经典案例为基础，以项目开发为目的，以新技术、新开发平台为载体，强化学科基础概念和基本原理的理解，着力培养和提高学生的计算思维能力，使学生的计算机综合能力得到了很好的锻炼和提升。主要的做法是：在整个教学中始终贯穿一个核心实例 “教学信息管理系统”，采用总分式任务驱动教学法，让学生第一堂课就可以看到最终作品，了解学习这门课的目的，激发学习兴趣，并以此为目标，分步式地将最终作品分解为若干个“小任务”，根据“小任务”的内容，逐步引导学生提出问题、分析问题，从而解决问题。在整个课程结束时，达到“小部分学生熟练掌握整个系统开发的所有程序，绝大部分学生掌握如何开发一个完整的数据库系统，所有学生掌握系统是如何开发的”教学目标。同时，在讲解的过程中，应当注意如下两个问题：一是要突出相应领域问题求解的核心思路和基本方法；二是要通过小规模的应用系统设计与实现，使学生逐步体会应用系统级的问题求解方式。

4　预期目标

通过这些尝试，我们初步取得了一些成效，学生的学习兴趣提升了，学习的主动性增强了，少数学生能在教师的引导下完成相对复杂程序的设计，并能积极思考教材外的问题。在今后的教学中，我们将结合课程改革，进一步注重计算思维的培养，并希望实现如下目标。

4.1将学生学习计算机从感性认识上升到理性认识

以往学生的学习目的是如何使用计算机这个工具，学习完计算机基础课程后，学生能拥有相对抽象的计算思维，所具备的感性认识能足以支撑提升到教学目标所期望的理性认识的高度。

4.2设计出评估指标考核掌握计算机思维的程度

为有效评价计算思维的融入效果，以便从教学过程中获得有效的反馈，我们需要设计评估指标，以便对学生掌握计算思维的程度进行考核，这对我们有了更高的要求，除了认清计算思维的内容与本质外，还要了解分析计算思维的基本要求。

4.3教学方法和技术得到进一步提高

计算思维的培养不是一蹴而就的，而是一个长期的过程，不是仅仅通过一两门课程就能达到目标，是需要通过一系列课程的教学及实践，逐步建立判断、分析、解决问题的方法和思路。计算机基础课程教学中计算思维的培养，只是让学生养成计算思维的一个平台和过程的一部分，在这个过程中，教师们必须调整已有的教学形式和教学方法，注重学生计算机思维的养成，并采取积极的方法让计算思维成为学生潜移默化的一种能力。

5　结语

总结计算机基础教学的发展规律，最终的目标就是让计算思维能力成为学生思维的一部分，使学生养成独立思考、自主学习、信任自己，能够有效判断问题的难易，并能想出解决问题的方法，从而更清晰地理解概念和阐述概念，并从主观和客观及辩证的方面去看待事物、分析问题、解决问题、得出结论、总结经验等。建立以计算思维为核心的计算机基础教学科学化和规范化的教学方法，仍是值得我们去探索的问题。因此，作为长年从事教学工作的一线教师，应当把提高自身的计算思维知识作为提升自身素养的重要组成部分，深刻领悟计算思维的内涵，充分积累和利用计算思维的示例及资源，尽可能地在课堂上创建一些计算思维的活动。

［1］王丽娜，杜玫芳，赵燕丽.基于计算思维的计算机基础教学的实践研究［J］.电脑知识与技术，2012（5）：3632～3641

［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（7）：18～21

［3］何钦铭，陆汉权，冯博琴.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，2010（9）：5～9

［4］董荣胜，古天龙.计算思维与计算机方法论［J］.计算机科学，2009（1）：1～42

［5］李思明，陈晓丹.将计算思维融入计算机基础教学［J］.现代计算机，2012（9）：48～51

Computer Fundamental Course；Computational Thinking；Teaching Plan

Discussion on Computational Thinking Training in Computer Fundamental Education

WAN Li，SONG Mei
（Deparment of Electronic and Information Engineering，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199）

湖南科技学院教学改革研究项目（湘科院教字［2014］29号）、湖南科技学院计算机应用技术重点学科资助项目

1007-1423（2015）10-0037-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.10.010

万李（1983-），男，湖北洪湖人，硕士研究生，讲师，研究方向为智能计算、算法分析与网络智能

2015-02-03

2015-03-04

信息技术的飞速发展使计算机基础课程教育呈现出泛在化、平民化、边缘化、随意化等特征。在计算机基础课程教学中贯穿计算思维的培养成为大学计算机基础教育的重要课题。结合湖南科技学院实际，从大学计算机不同课程的教学目标、教学内容等方面对教学方案进行改革，能有效培养学生的计算思维能力。

计算机基础课程；计算思维；教学方案

宋梅（1980-），女，青海海东人，硕士研究生，讲师，研究方向为空间图像处理、算法分析和人工智能

Some features present in computer fundamental education such as ubiquitous，civilians，marginalization and arbitrary because of the rapid development of information technology.It becomes an important topic in computer fundamental education which is throughout computational thinking training during computer fundamental course teaching.Combined with the actual situation of Human University of Science and Engineering，provides the reformation to the teaching plan from teaching aim and teaching contents in different computer fundamental courses，it can cultivate computational thinking ability of students effectively.