基于计算思维能力培养的计算机信息技术课程教学改革初探

洪刚

[摘 要]计算思维能力的培养是目前计算机基础教学改革的重点。如何将学员计算思维能力的培养落实到具体课程中，是计算机信息技术教学小组面临的严峻挑战。以计算机信息技术课程中Excel授课内容为例并结合Excel的教学特点，可以分析在Excel课程中需要培养的计算思维能力，并在教学内容、教学设计、教学方法、实践环节等方面，提出实施的具体做法。

[关键词]计算思维 Excel 实践能力

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）11-0156-03

以可量化的操作技能为主要考核指标的大学计算机基础教学模式越来越呈现出不符合时代要求的弊端。学生一方面喜欢“玩电脑”，另一方面却对计算机基础课程不感兴趣，而教师则往往限于在理论课讲解空泛的理论，而于实践课以强化操作为主的教学模式之中。“狭义工具论”使大学计算机基础教育迷失了正确的发展方向。我校为在校学员开设的计算机基础课程，目的是为学员掌握一定的计算机基本技能并能运用计算机工具获取知识或解决实际问题提供一个入门指导。Excel是我校计算机基础课程的主要内容，既是影响最大也是难度最大和要求最高的课程。如何上好Excel这门课，对我校学员适应第一任职需要和今后的学习、工作起着不可忽视的作用。

一、融合计算思维的Excel课程教学方法

在信息社会，计算思维应该是每个人必备的基本技能，而不仅仅属于科学家。计算思维和阅读、写作和算数一样是人类解析能力的重要构成要素。计算思维在学界已经被定位为与理论思维、实验思维并驾齐驱的人类三大科学思维之一。在我校，Excel教学面对的是高中甚至是初中毕业后入伍，然后经过考学来到我校的学员。因为地域差异与学校师资力量的不同，导致学员数学基础不尽相同，我校学生数学能力与地方高校学生存在差距，因此要求学校的培养重点要从开拓其数学思维能力着手。我校的Excel教学除了教会学员如何使用Excel这一工具，更重要的是提高学员利用计算思维解决问题的能力。在Excel教学中，融入计算机思维能力的培养，实现单纯的工具教学到利用计算机科学的概念和方法对问题进行求解的能力培养。

根据Excel课程的特点及对计算思维能力培养的理解，在我校Excel教学过程中，教师采用启发式、讨论式、参与式和案例式等多种教学方式相结合的方法来进行教学，其目的为培养、开拓学生的思维，利用Excel培养学生解决问题的能力。

（一）启发式教学

所谓启发式教学，其基础是通过思维导图使学生自行对所学知识进行归纳总结，目的是培养学生的计算思维能力。教师在教学过程中，有意识的培养与提醒学生主动提出相应的问题，通过教师教学思路的开拓与启发，引导学生自行解决问题，提高其分析问题的能力，将Excel所学课堂知识转化为实际解决问题的能力。

（二）讨论式教学

所谓讨论式教学，是指教师在教学过程中，有意识的准备挑选有针对性的问题，将学生对问题进行分组讨论，由传统的教师“教”、学生“学”的模式转化为教师与学生互动的教学方式。在这种互动式的教学与学习过程中，学生可以站在问题的不同角度来认识和分析、讨论问题，从而形成对问题的不同观点，教师则可通过正确的引导，指导学生分析并找出问题的解决方法，有意识的提高学生自主发现问题，自主分析问题，自主解决问题的意识与能力，使得学生思维处于活跃状态，达到开拓学生的思维的目的。例如，可以通过利用Excel对物理课程相关实验数据的分析处理，引导学员思考实验数据（近似值）和Excel分析数据之间的关系，并通过excel对数据的模拟分析对数据模型有一个直观认识，如图1、图2所示。

图1

图2

（三）参与式教学

所谓参与式教学是指教师主动调动起学生的积极性，让学生通过自己亲自动手，查阅相关资料等一系列行动，来发现问题并提出解决问题的方法。教师在课程设计时，有意识的通过一些实际实验与应用等方式，引导学生互相合作，以培养学生动手参与的积极性。例如通过Excel数据收集、理论分析、建立模型、模型求解、模型应用等方式方法来完成教师项目任务。

（四）案例式教学

所谓案例式教学是指教师首先需要准备一个适合于教学的案例，通过多媒体技术等教学手段对搜集的案例进行有效分析，根据学生所学Excel相关模型的基本原理及相关方法，让学生亲自体会并动手实施，以此来提高学生利用计算机解决实际问题的能力。

二、基于计算思维的Excel课程教学改革的具体措施

（一）教学内容组织

所谓计算机思维就是指将一些复杂与困难的问题通过思维核心，经过一系列的约简和转化等转化成我们容易理解或者可以解决的简单问题。在我校的Excel课程的教学内容上，教师通过梳理现有教学内容，以案例中抽象的数据为主线，和学员一起将数据进行收集，输入，提炼与分析，并利用计算机思维中的“从抽象到具体”的概念，通过一次完整的数据实例操作，来提高学生分析与解决问题的能力。

（二）教学设计

在我校的计算机信息技术课程教学过程中，在教学设计上应该采用案例式教学方法对相关问题提出剖析，以求得解决问题的方式方法。通过教学案例培养学员尽快从众多问题中提炼出有效问题，并将问题加以描述，把问题的抽象化转化成具体化。教师指导学生如何利用相关工具将数据进行收集，输入，提炼与分析，得出最终结果并加以实验验证。

（三）基于计算思维的教学方法

1.以问题为导向的案例教学法。案例教学是以案例为媒介的一种启发式教学方法。针对Excel课程的特点和教学目标，我们以问题为导向，培养学员有效解决教学案例中存在问题的能力，在案例教学中老师侧重引入跨学科元素，促进学员理解Excel课程和其他学科的关联，并尝试培养学员利用Excel工具为其他学科提供数据处理、统计分析、辅助决策等能力。

2.协作分组法。在我校的信息技术课程教学过程中，要求教师为学员分组并制定一系列的职责标准。教师均衡搭配计算机应用能力较强和较差的学生为一组，在协作中，让每一个学员都有其独有的作用。这种分组协作的方法不仅使得学生与学生之间互相配合，提高相互协作的能力，还改变以往的老师教，学生学的传统教学模式，使得师生互相配合协作，完成老师布置的任务。在分组过程中，由于组与组的相互竞争，组员与组员更需要相互配合，大大调动了学生的学习积极性与主动性，活跃了课堂气氛，教师能在良好的教学环境下顺利完成教学任务，充分体现了学生教学过程中的主导地位，同时培养学生的计算思维能力。

（四）以计算思维为导向的实践操作

目前，我校学员Excel的实践操作主要分为基础应用、创新能力和综合应用三种类型。

基础应用，旨在结合我校的计算机等级考试内容并根据考试大纲要求指导我校学员掌握Excel的一些基本操作。

创新能力，旨在培养学员的思维能力和创造能力，例如用Excel结合相关数据设计、制作并美化图表等。

这种创新能力的实践，是没有固定答案和标准模式的，每个学生可以自由发挥，这样可以摆脱传统教学的模式，使得学生在能够自由发挥的基础上，开拓其知识面，并保证其创新思维能力的进一步提高与拓展，如图3所示。

图3

综合应用，旨在培养学员综合应用Excel技术的能力，并检验教学成果。我校挑选了一些具有实用价值的课题，如“利用Excel分析混油闪点”、“学员成绩统计分析”等，要求学员以组为单位完成课题。考虑到我校学员的实际水平，要求学员尽可能用Excel提供的功能而不是用VBA代码完成。学员可以在教师的引导下，协同合作，完成了从需求分析到数据收集、输入、处理、分析、可视化等一个完整的数据周期操作，可以了解利用Excel开发和应用的整个过程。

三、结语

日常教学过程中，教师认真对Excel课程教学的教学方法进行梳理和评估。通过平时教师和我校学员之间面对面的交流，教师听取了学员对这门课程改革的意见。总的来说，我校大多数学员对Excel教学方法表示认同，他们的最大感触是从来没有想到过Excel的功能如此强大。我们认为，趁国内高校计算机基础课程改革之际，我们应积极运用教学方法的多元化，努力提高学员学习的主动性、积极性，切实提升学员实践能力。

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[责任编辑：钟 岚]