基于计算思维的大学计算机教学研究

林旺

摘  要：计算机基础课程作为本科生通识教育的重要组成部分，是培养学生信息素养的重要环节。近年来，大学计算机课程教学遭受质疑并面临新的挑战。本文结合大学计算机课程教学的现状，阐述了基于计算思维的大学计算机课程教学改革的总体思路和教学实践。

关键词：计算思维;大学计算机;教学改革

大学计算机课程主要面向高校非计算机专业学生开设，是培养信息时代大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节，是培养复合型创新人才的重要组成部分[1]。

2012年，教育部高教司批准了“以计算思维为导向的大学计算机基础课程研究”等22个大学计算机课程改革项目，着力提升大学生信息素养和应用能力，推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革[2]。笔者承担了“基于‘计算思维能力培养的民族院校计算机基础教学改革研究与实践”课题。在课题研究和教学实践中，根据学校教学实际，按照“运用计算思维就是培养计算思维”的思路，在保持原有教学内容基本不变的情况下，从课程定位、资源建设、教学模式、考核评价方式、师资队伍建设等方面对大学计算机课程教学进行了系统思考和整体革新。

一、大学计算机教学现状和形势

近些年，面向非计算机专业的大学计算机课程受到诸多质疑。计算机应用能力培养本应是学校“一专两翼”人才培养理念中重要的一翼，但是由于管理部门和一些教师在课程定位上的认识偏差和课程本身存在的问题，计算机基础课程在各院校的基础地位并没有被牢固确立，导致计算机基础课程学时数被不断削减甚至面临被取消的状况。大学计算机课程本身存在的内容陈旧、起点偏低、重工具轻原理、重应用轻能力、学用脱节等问题也是课程颇受质疑和非议的原因所在。所以，如何通过课程改革找到解决问题的突破口就显得非常迫切，计算思维的提出为这一问题的解决提供了方向和机遇。

随着整个社会计算机应用水平的提高，对于高校计算机基础课程的教学内容提出了新的要求，即不能仅仅着眼于软件工具的使用，而应有相对稳定的、体现计算机学科思想和方法的核心内容，同时需要更加突出思维方法的训练[3]。

2010年“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”就如何在新形势下提高计算机基础教学质量展开了讨论，并形成了一系列共识，发表了《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》。声明的核心要点是：正确认识大学计算机基础教学的重要地位，把培养学生的“计算思维”能力作为计算机基础教学的核心任务，并由此建设更加完备的计算机基础课程体系和教学内容[4]。

根据教育部大学计算机课程改革的相关要求，对学生进行“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维能力”的信息素养教育已成为大学计算机课程教学的新目标[3]。

笔者认为计算思维可以理解为受过训练的计算机工作者面对问题时所习惯采用的解决问题的思维方法，具体体现就是使用计算机分析问题与解决问题的典型手段、方法与途径。学生计算思维能力培养离不开对学生计算机应用能力的培养，但要在教学设计和具体实施环节考虑多种因素，要将原来隐形于计算机知识和操作中的计算思维通过明确的教学任务和活动展现给学生。

二、基于计算思维的大学计算机教学改革实践

笔者根据所在院校的人才培养目标和需求，确定了实施基于计算思维的大学计算机课程改革的基本思路，即：转变教学观念，充分利用现代教育技术方法和手段，面向应用，分类、分层规划和实施教学改革，通过教学模式、教学手段和方法、考核评价、师资队伍等教学环节的改革和创新，培养学生的专业应用能力以及计算思维能力。

1.分类分层，有所侧重

根据专业特点，我校将学生分为五大类：文科类、理工类、艺体类、民考民类（入学前主要以少数民族母语授课为主，汉语水平较低）和预科类（少数民族预科生）。不同类别的学生实施不同的教学方案，并为在教学中融入跨学科元素提供便利和可能，实现有区别的教学目标的实现。例如在“民考民类”计算机课程中添加本民族语言文字处理的内容;在“艺体类”计算机课程中添加电脑音乐制作软件、视频编辑软件等内容。对“文科类”和“理工类”的培养起点是应用计算机解决专业问题，进而训练计算思维能力;而“艺体类”“民考民类”和“预科类”学生主要是普及计算机文化，培养专业应用能力。分层的目的是为了因材施教，更有效地实施教学。所以在入学初要对学生进行分级测试，根据测设成绩分班教学。在课程内容组织上，将知识点组合成“知识模块”，针对不同专业的学生选择不同的“知识模块”组合进行教学。

2.革新教学模式，实施技术支持下面向实践的混合教学模式

将网络教学与传统课堂进行整合设计，为解决大学计算机教学中的相关问题提供解决方案。与传统教学相比，混合教学将传统教学与网络教学的长处加以综合，既享受了新技术的便利，又不失传统教学的优势。与传统课堂教学相比，混合教学更容易实现更高层次的能力培养目标，在提高学生计算机应用能力的同时，提高自主学习能力，并有助于培养团队协作能力。笔者所在学校根据大学计算机课程教学中存在的各种问题，依据混合教学的原则，于2010年起连续多年开展了基于混合教学的大学计算机课程教学实践。在具体设计过程中，依据学生分析、课程分析、学习活动与资源设计、学习评价设计的步骤完成了课程设计，如图1所示。

图1  混合教学过程

混合教学模式实现了教学中的角色转变，真正实现了教师为主导，学生为主体，以学为主的模式改变。不仅提高了学习的主动性，同时也极大程度地满足了学生的个性化学习需求，提升了学生的自主学习能力和团队协作能力。