计算思维视角下计算机课堂教学质量的提升

武峰

摘 要：计算思维是一种思维概念，培养计算思维是培养人的一种思维方式，培养人们具有控制计算机设备，运用自身智慧解决计算时代的各种问题的能力。通过分析计算思维与大学计算机基础教学的关系，尝试计算思维的大学计算机基础课程改革，探讨融合计算思维理论的分层教学思想，试图构建一种新的教学体系，旨在服务教学实践，对人才的培养是具有特殊意义。

关键词：计算思维；计算机教学；质量；提升

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）06-338-01

“计算思维”这一名词来源于一项美国的计算思维专题讨论，那里给出的专业名词解释为：一个所有课堂问题解决的工具。这一名词在诞生之日起就引起了全世界范围内的广泛议论与轰动。在中国，也有着一大批的教育工作者以及科学工作者针对这一概念做出了有益于、适用于我国教育工作的贡献，但在新教育背景下，如何应用计算思维来丰富、优化大学计算机教学工作又成为广大教育工作者心头的难题。下面做出论述。

一、计算思维

什么是计算思维？周以真教授给计算思维的定义是：运用计算机科学的基础概念进行求解问题、设计系统和理解人类行为的一系列思维活动。她认为计算思维具有 6 个特征：概念化，不是程序化；根本的，不是刻板的技能；是人的，不是计算机的思维方式；数学和工程思维的互补与融合；是思想，不是人造物；面向所有的人，所有地方。这一定义为计算机教育教学理念、定位和要求赋予了更为先进、科学的内涵。针对非计算机专业的学生，龚沛曾教授等将计算思维培养细分为计算思维意识、方法和能力 3 个维度。

二、计算思维的具体含义与现实意义

我们所处的这个时代是信息的时代，近年来我们正在大步迈向云计算的时代，每天我们都会与计算机接触，每天都会接触到计算活动，长而久之这里就出现了计算思维。从今天科学技术发展的趋势以及云计算的快速发展来看，计算思维必将长其并且严重影响我们今后生活。

所谓计算思维的现实意义，就是指的是人类自从步入文明社会以来一直没有间断过的计算习惯。在远古时代人类就己经开始了那石头记数就开始计算活动了，从那个时候开始计算就一直没有离开过我们的生活，从这里看来就说明计算思维己经根深蒂固到我们的生活中。

三、计算思维影响下计算机教学工作的改革研究

1、关注课程间内容的衔接

唯物辩证法提出“事物是普遍联系的”。我们认为，孤立地讨论或建设某一门课程是片面的。在整个专业的拓扑结构中，每门课程都有其相对固定的“坐标”和先导、后继联系。忽略了这些联系，课程建设就可能变成“无源之水，无本之木”。例如，在数据结构和其先导课程C语言程序设计中，往往数据结构需要的相关知识点在c语言的教学中没有得到很好的强化，从而给数据结构的“教”与“学”带来很多“意料之外”的困惑，这在数据结构的实验教学中表现得尤为突出。在数据结构和离散数学课程中都会涉及“树”“图”的讲解，但经常有没有明确该部分内容在两门课程中的不同侧重点的情况，导致内容重复、资源浪费。同样的问题也出现在面向对象程序设计和JAVA程序设计课程中。另外，在学习了C程序设计后，其后续的程序设计类课程中可将重点放在数据结构和算法的分析，放在问题的抽象和解决上，继续纠缠于语法细节的讨论则有“舍本逐末”的嫌疑。此外，程序设计类课程与数据库原理和软件工程的衔接，以及计算机组成原理等偏硬类课程的衔接等也经常有着同样的问题。

2、保持课程内容的“先进性”

最新的研究成果需要及时融人到教学中，引导学生去关注该方向的进展。教材的使用有其相对固定的生命周期，而学科的发展也在不断进行。另外，教师在授课中不能拘泥于考试这个“指挥棒”。2008年开始，计算机专业考研实行全国统考，考试科目和考试内容“一刀切”。在这样的背景下，有的老师开始选择性授课，和考研内容相关的重点讲，无关的就简略讲或直接“束之高阁”，更遑论前沿或前瞻性的内容了。以操作系统课程为例。现在多核处理器早已大行其道，但在我们的教材中却鲜有提及，授课内容也仍然以单核为背景展开。在实际授课中，由于学时所限，老师往往不能展开相关内容的讲述，但至少应该明确地告知学生自学这部分内容，或增加相关论文阅读环节或尝试开设选修课及开放性实验，供学有余力的学生扩展知识面。当然，教师作为“授业师傅”也要不断学习和跟踪，以避免教学中出现“坐井观天”的窘况。

3、理论联系实际

单纯的讲解理论内容有可能“曲高和寡”，学生不知其有何用处而学得无趣，空留下老师“纸上谈兵”的印象，最终导致整个课程教学的失败。我们应该将授课内容结合生活实际，使学生便于理解。例如，一个小学生早上去上学，会在背包里放入一天学习生活所需要的物品，这就涉及预取和缓存；在超市购物付款时，我们选择哪一个队列，就是多服务器性能建模等。这要求我们多观察，多思考，毕竟科学问题的提出都抽象自实际生活。

在我国的计算机教学领域中，计算思维的应用是一项很好的教学方法引进。在实际的教学过程中，我们结合教学实际工作情况和计算思维应用理论开展研究，促进计算机教学工作质量的整体提高，并为其继续发展提供良好的理论支持。

参考文献：

[1] 龚沛曾，杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培養[J].中国大学教学， 2012（5）： 51-54.

[2] 陈国良， 董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学， 2011（1）：7-11.

[3] 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，2009：2-14.