以计算思维为切入点开展高职计算机基础课程改革

2015-04-11丁春莉

陕西青年职业学院学报 2015年1期

陈辉，丁春莉，孙悦

(陕西交通职业技术学院，陕西西安 7100180)

计算思维是周以真教授提出的一种人类运用计算机求解问题的思维模式，周以真教授认为:计算思维[1](Computational Thinking)是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维这一概念的明确提出，将其作为认得基本技能，扩展到所有人，并激发公众的兴趣，推动计算机应用的发展，并提高和强化了计算机基础教育的意义[2]。因此在高职计算机教学的改革引入计算思维有着深远的意义。

一、计算机基础教学面临的新变化

近年来计算机技术发展日新月异，计算机基础教学也面临许多新变化，学生通常比较熟悉计算机、操作系统和办公软件，并且目前计算机应用多种多样，从Web搜索到安卓手机应用，从QQ聊天到微博、微信。这些都与前些年的计算机应用技能大不相同，作为非计算机专业的学生，学习的目的是如何更好的利用计算机进行工作和学习，根据有关调查数据，中学生中学习信息技术基础课程的比例由58%，学习算法与程序设计的学生有20%，学习多媒体和网络技术的学生有26%，而在大学计算机教学中，学生最大的需求是文字录入和网络应用，占学生总数的73%和72%[3]。因此，中国科学技术大学计算机科学与技术学院院长，中国科学院院士陈国良教授提出，大学计算机教育的三种能力的培养，分别是使用计算机的基本能力(Computer Literacy)、理解计算机系统的熟练能力(Computer Fluency)、训练有素的计算思维能力(Computational Thinking)。培养计算思维是大学通识教育的重要组成部分[4][5]。

二、高职学院计算基础课程的培养目标的改变

目前，随着学院各个专业人才培养方案的改革，逐渐从三年制改变为2+1的学习形式，第三年学生进行顶岗实习，所有课程均在入学后的两年内完成，将以前的五学期课程简化为四学期课程，有些课程就被精简或减少课时量，非计算机专业的计算机基础课时也有所降低。计算机基础课程的培养目标一直是以培养学生掌握计算机硬件组装、Office办公软件应用技能。通过引入计算思维的思想，我们认为计算机基础课程的培养目标不仅是软件工具的使用，更重要的是培养学生计算思维的能力，并且应用这种能力去解决其他课程中的相关问题，以及今后在工作中遇到的工程问题。为培养学生在以后工作中的专业领域中应用计算机解决实际问题的能力[6]。

为了实现培养目标的转变，我们认为应该将基本技能和分析解决问题的能力这两方面的能力培养并重。通过讲授信息技术的基本原理和知识，培养学生计算机的基本技能，另一方面培养学生的对实际问题的分析解决能力，并将这种能力应用于计算机领域中，例如将数学的逻辑思维和数学问题求解转换到计算机程序设计和编程能力，培养学生的一种分析问题和解决问题的能力，这种能力是超出课程的层面的，可以为学生今后走上工作岗位解决实际问题提供帮助[7]。

三、现有教学内容的改革

在现行的课程标准中，计算机基础讲授的重点有三个:第一个是计算机硬件的组成，第二是操作系统的使用，第三是Office办公软件的熟练使用。我们认为应该以计算思维为主线，重新规划教学内容，并且以教学方法手段改革带动教学内容提升，学生的心声是希望我们教师讲课“好玩、简单、能动手”，那么我们可以在计算机教学中多引入这些能够吸引学生兴趣的案例，让学生在兴趣的基础上更好的学习掌握计算机的基础知识。例如在讲授二进制的知识中，引入美国爱国者导弹发射失败的案例，爱国者导弹防御系统未能成功拦截飞毛腿导弹，是由于导弹的内部内置的时钟的误差，从而引出使用二进制数表示的范围和精度，学生对这些案例很感兴趣。在讲授计算机硬件的时候，我们在教学中组装了个人计算机的最小系统，让学生可以眼看手摸实实在在的CPU、内存、显卡、主板这些部件。学生还可以在教师的指导下亲手组装计算机，这些教学手段的改革目的都是为了培养学生的学习兴趣，潜移默化的培养学生计算思维。此外，在office软件教学中也可以从培养学生熟练使用软件的层次上升培养计算思维的层次，在Office软件教学，不仅讲解软件的使用，而且从软件开发和软件运行的角度去分析如何解决类似文档排版、数据处理这样的问题。例如在Excel教学中，通过银行复利和按揭贷款还款的问题引出数学模型，然后分析问题和解决问题，从中将计算思维引入教学中，培养学生这些能力。

在教学中我们也积极进行教学方法的改革，重视学生讨论与交流，组织学生进行全方位的讨论，重视探究精神和创新精神的培养，我们在课程中会提出一些课题让学生讨论和探究，例如我们在Word排版教学中，会找一些比较精明的文档排版成品，组织学生讨论和分析如何使用Word的相关排版技术实现，教师主要引导学生讨论，学生在讨论的基础上会提出制作方案，甚至进行改进，这都是以往的教学无法实现的。此外，我们还注重合作学习，组成小组进行讨论。并积极使用现代教学技术，在教学中使用仿真软件，提高学习效率，例如我们在网线制作中使用我们自制的Flash互动动画进行网线的制作流程的学习，效果很好。

四、实践教学体系的改革

通过学习，我认识到可以在计算机基础实践教学体系中引入更加丰富的案例来吸引学生的学习兴趣。目前，在设计实验内容时，更多的是增加学生的感性认识和上机实验能力，对趣味性还是考虑的不多，忽视了计算思维能力的培养。由于大学生对新鲜事物好奇，有着丰富的想象力，好的实验内容设计，要尽量趣味化，贴近生活，给学生留出创新思维的空间，强调问题抽象、求解思路和形式化描述。例如我院靠近北郊的赛格电脑城，可以给学生布置模拟装机，认识电脑硬件的作业，让学生利用业余时间去赛格电脑城去了解各种配件的性能和价格，最终拿出几套面向不同应用的装机方案，在这一过程之后，教师可以带领学生实际拆装一台计算机，让学生认识真实的计算机的组成的拆装过程。在Word排版中，让学生不仅仅去进行文档排版，而且要求学生首先编写一定实用性的文档，然后进行排版。例如可以让学生结合应用文写作中涉及的不同文种，编辑招聘广告、求职信等实用的文档进行排版。此外在实验内容设计时，除要求学生完成一般基本要求的操作之外，对于能力较强的学生，还可以给一些综合的题目，教师进行适当的引导，要求学有余力的学生完成，培养学生的操作能力。还可以提供一些相关的文献和资料，引导学生在业余时间阅读学习，潜移默化的提高学生的思维能力。

五、课程资源建设

在计算机基础课程中可以引入各种教学资源，可以通过精品共享资源课建设、教学资源库建设和新建计算机基础教学平台的形式将分散、无序、富于多样性的各种教学资源整合起来，建立便于检索、内容丰富、门类齐全的教学资源库，为教师的教与学生的学提供丰富可靠的信息资源支持。可以加入一些仿真实验让学生在宿舍的网络中就可以做一些计算机硬件和网络方面的仿真实验，例如制作双绞线、计算机硬件装配的实验课件可以做成flash的交互式动画。开放课程教学的bbs论坛，让学生在课余进行课程内容的讨论，教师可以在论坛中与学生交流，回答学生问题，引导学生。