基于计算思维的计算机基础课程教学方法研究

宋焕林

摘要：在介绍计算机基础课程教学现状的基础上，分析计算思维在课程建设中的重要性。以创新人才培养为主线，对高校正在进行的计算机基础课程教学研究，特别是教学方法的研究提供了有益的启示。

关键词：计算思维；教学方法；计算机基础；创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）36-0085-02

1计算机基础课程教学现状

计算机基础课程着重培养非计算机专业学生使用计算机解决问题的能力和信息素养，为将来应用计算机知识与技术解决相关专业的实际问题打下良好的基础。计算机学科具有发展速度快、实践性强、应用范围广等特点，传统的教学模式不能满足广大学生的需求。计算机基础课程知识点多而零散、实践性强、技术更新快，新的技术、新的应用系统、应用方式层出不穷，学生的计算机水平参差不齐，这些因素导致了教学缺乏理论创新性，学习与应用脱节，高校急需对课程教学进行研究和改革。 我院是一所地方性大学，以培养应用型创新人才为目标，计算机基础课程作为公共必修课，对于该目标的实现起着重要的作用。目前该课程在教学中存在不尽如人意之处，主要体现在以下方面：

1.1 学生方面

中小学开展的信息技术教育已多年，学生已经接触过电脑操作。但因地区和学校差异，学生基础差异较大；再加上家庭状况的不同，学生使用计算机的水平也存在明显差异。这两种因素致使新生入学后水平参差不齐。针对这种情况，教学大多没有按照学生计算机水平差异分班教学，而是以原有班级为单位组织教学，教学中没有分层次教学，这样导致上机练习时基础好的学生完成后无所事事，基础差的学生每次都不能按要求完成，渐渐地所有学生对学习计算机都丧失兴趣。另外，大多数学生只注重知识的记忆以应付考试，缺乏知识的实际应用意识，不注重解决实际问题能力的提高。

1.2 课程方面

虽然计算机基础课程改革十来年了，很多名校已经对课程内容和教学模式做了很多有益的尝试和改革，但这只是试点，还有很多高校并未参与改革，我院就是其一，目前的《计算机文化基础》课程主要有以下内容：计算机基础知识，Windows 7的使用，字处理软件Word、电子表格软件Excel和文稿演示软件Power Point的使用，网络、多媒体、数据库等基本知识和技术。如此多的课程内容，知识点之间逻辑性差，课时数量却由每周6课时压缩到4课时，掌握起来难度大。

1.3 教师方面

教师在教学中多按教材编排组织教学内容，案例和练习题的组织涵盖知识较片面、随意性大，缺乏创新性和系统性。另外，课堂上有些教师也没有根据学生操作能力分类设置案例和练习，也较少在专业层面上进行内容重组和案例、练习设计。教学中所用教学方法单一，多数老师采用案例教学法，且案例使用多次，更新较少。教学大多采用传统教学，注重填鸭式的知识灌输，较少注重培养学生应用知识解决实际问题的能力，更少注重学生创新能力的培养。

1.4 评价方面

计算机基础课程的评价机制仍然沿袭传统的教育理念、教育思想，通过期末上机考试和平时成绩来决定，而平时成绩多以作业为主，作业中上机作业比例随意，上机练习记录较少，以纸质作业为主。这样的考核形式并不能准确反映学生的计算机知识水平和信息素养情况。

针对以上问题，如何根据学生计算机使用的状况以及对计算机基础课程建设的需求来开展计算机教学，培养学生的实践动手能力和分析问题、解决问题的能力，是广大教师着重思考和深入研究的问题。

2教学中培养计算思维的重要性

2006年美国卡内基·梅隆大学周以真教授在《Communications of the ACM》中提出“计算思维”（computational thinking）的概念，他认为计算思维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[1]。

《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》认为，培养复合型创新人才的一个重要内容就是要潜移默化地使他们养成一种新的思维方式——计算思维。当前国内外教育界非常重视教学中计算思维的培养。南京大学计算机系围绕将计算思维融入课程体系设置并采用全新教学模式，使学生在掌握扎实基础的同时具备较强的自我探索学习能力，为创新型人才培养打下基础。

目前，计算机技术已广泛渗透到各个学科领域，不同专业的学生对本门课程有着不同层次的需求，计算机基础课程的教学效果将直接影响到其他专业课程的教学效果。基于我院计算机基础课程的教学现状，结合应用型本科人才培养的目标，我院应该加紧对计算机基础课程的改革，注重培养学生的计算思维，提高其实际应用能力和创新能力。

3基于计算思维的教学方法运用

计算思维的本质是抽象和自动化，核心是基于计算模型和约束的问题求解[2]。如何将实际问题转化为抽象表述依赖人脑的思考，是一种无形的思维过程，也是使用计算机解决实际问题的第一步。将思维形象化和具体化需要我们找到一个有效载体，设计各种典型案例并着重讲解如何将实际问题转化成形式化描述的思考过程，寓抽象于实践，加强学生抽象思维和逻辑思维的培养。

3.1 教学方法的选择

1）案例教学法：是指教师在组织教学过程中，根据教学目的和教学内容的要求，根据真实事件编写案例，组织学生对案例进行思考、分析、讨论和总结等活动，以加深学生对基本知识和方法的理解，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]。用案例教学法能弥补无法实地操作的不足，利用现实生活问题模拟场景，实践性突出，很好地解决了学习与应用脱节问题。

2）分层教学法：在学生知识基础、智力因素和非智力因素存在明显差异的情况下，教师有针对性地实施分层教学，从而达到不同层次教学目标的一种教学方法。分层教学法既能使所有学生达到教学大纲规定的基本要求，又能使学习较好的学生得到进一步发展，使所有学生从知识、技能和能力方面普遍提高。分层教学使每个层次的学生都能够获得成功的体验，极大优化了教师与学生的关系，从而提高教师与学生之间合作与交流的效率。

3）类比教学法：类比教学法是类比推理在教学中的具体运用，类比推理是一种重要的思维手段。类比教学法对于引发学生的学习动机、帮助学生理解抽象的事物和概念、发展学生的求异性思维以及培养学生学习的主动性具有重要意义。

4）任务驱动教学法：是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更应该是学生主动建构自己的知识经验的过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识、能力。

3.2 教学方法的有机结合

1）一节课内容的组织与实施

以PPT动画为例，讲解教学方法的应用和组合优化

首先，先给定几个应用动画的作品，展示效果。学生通过欣赏这些动画，产生强烈的视觉冲击和求知欲望，激发学生学习兴趣。

第二，运用案例教学法课前准备能够涵盖大多数知识点的示范性案例，如应包括进入、强调、退出、动作路径、触发器五类动画并有效果设置。课堂上对其进行详细讲解，动画的作用要一一说明，使学生对其效果有一个感性认识。为避免学生学习疲劳， 5-10分钟间隔让学生自己操作一段时间。

第三，设置针对不同难度的练习案例，这些案例与示范性案例相似，将所有案例发放之后，学生根据自身情况由易到难做练习。

第四，对学生的练习作及时的检验和评价，错误之处加以纠正，学生的创新做法加以鼓励。

第五，教学前录制案例的操作视频，课后发放给学生。课堂上时间有限，课下学生可回放视频进一步学习。

2）整体教学中教学方法的运用

在整个课程教学过程，针对不同章节的学习采用类比思维来进行，同时在每章最后或课程最后设计综合性、贴近实际的任务。例如：Office三大办公软件Word、Excel、PPT，窗口属性和操作有很多相同或相似的，教学中注意培养学生用类比推理的方法学习，实现新旧知识的迁移、转化；可以将这三章内容综合一个实际办公的任务，让学生分组完成。以后的教学中，尝试建立MOOC平台，将计算机基础教学进一步完善。

在教学中通过设计不同层次水平的案例和综合性的任务引导学生解决问题，辅以讨论课进行教学，学生的学习积极主动性很高，课堂参与度也高，课堂气氛活跃。对于计算机基础这样的实践性很强的课程，学生的学习能力是通过让自身动手“做”来培养的，学生能力培养融入案例和任务的完成过程中，通过难度不同的案例来引导学生对知识的逐步掌握， 提高学生举一反三的学习效果和能力。难度大的案例设计时注重学生的创造性思维体现，训练学生的创新思维方式，带动其独立思考，加大对学生的思维训练和创新性能力培养。

4结论

陈道蓄教授认为“要像做科研一样搞教学，要像做工程一样做实施”，教学是高校的中心工作，本科教学是学校的生命线，课程建设是提高教学质量最重要的环节。计算思维在计算机基础课程教学中具有举足轻重的地位，起着引领和导向作用[4]。依据计算机基础课程教学的需求，基于计算思维凝练教学内容和教学方法，加强对学生能力的培养，是计算机基础课程教学中必须承担的任务。

参考文献：

[1] 董荣胜，天龙.计算思维与计算机方法论[J].计算机科学，2009（1）：1-2.

[2] Wing J M.Computational thinking and thinking about computing[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society A： Mathematical Physical and Engineering Sciences， 2008， 366（1881）： 3717-3725.

[3] 赵广健.任务驱动教学实践研究：以《个人与团队管理》课程为例[J].高教探索，2010（4）：78-82.

[4] 李莹.计算思维在计算机课程教学中的贯穿[J].计算机教育，2013（4）：36-39.