基于计算思维的计算机基础课程教学研究*

2016-03-15杨永锋

甘肃科技纵横 2016年9期

杨永锋

基于计算思维的计算机基础课程教学研究*

杨永锋

（陇东学院信息工程学院，甘肃庆阳745000）

大学生计算机基础课程不仅要注重操作技术的训练，更要注重思维素养的培养，使学生不仅是软件的熟练操作者，也要成为实际问题的解决者。在计算机基础课程的教学中，高校教师把计算思维的思想渗透到计算机基础课程教学过程的各个环节中去，在课堂教学环节和实践学习环节都要注重学生的计算思维培养。在教学环节突出教师的主导角色，引导学生运用计算思维去思考、去解决学习这门课程时遇到的难题；在实践环节，加强学生的思维训练，将计算思维的方式贯穿于实验过程之中。计算思维和计算机基础课程的结合可以使学科知识与计算思维能力互相促进，达到提升学生创新实践能力的目的。

计算思维；教学过程；思维培养；课堂教学；实践教学

0　引言

由于在中小学阶段开设了信息技术课程，学生在进入大学前基本掌握了一定的计算机理论知识，而且具备基础的操作能力。如果在大学中开设的计算机基础课程还是延续以往的基础知识和上机操作，学生在学习过程就会缺乏学习积极性，是对学生创新能力的伤害。高校在计算机基础课程教学过程中，无论从思想认识上还是教学方式上都存在许多弊端和缺点。从思想认识阶段看，高校在计算机基础课程教学中如果仅仅将计算机作为一个实用工具，教学的重点放在计算机理论知识的掌握和学生计算机应用能力的培养上，淡化了学生对计算机科学中重要思想与方法的认识，缺乏对学生思维素养的培养，造成的结果就是学生综合应用所学知识解决实际问题的能力不足。从教学方式角度看，高校的计算机基础理论教学是简单的灌输式教学，上机训练绝大多数是验证式实验，缺少创新型、综合型实验。高校在思想上的不重视和填鸭式的教学方式不利于学生利用计算机解决和处理问题的思维能力培养。

而要达到培养学生思维能力培养的高目标，高校就要采用先进的思维教学理念指导教学工作。计算思维就在此时应用而生，成为指导计算机基础课程教学的有力武器，是以重视实践的思维教学模式的重要组成部分。

1　关于计算思维

周以真教授提出了计算思维这一概念，计算思维［1］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。

周教授指出计算思维和读、写、听等一样是学生应该掌握的基本能力，成为解决问题的有效工具。在大学计算机基础课程教学中的各个环节中融入思维训练，可以使学科知识与计算思维能力互相促进，达到提升学生思维能力的目的。

2　教学过程中的计算思维培养

陇东学院开设的大学计算机基础课程内容主要分为两部分：计算机应用基础和计算机应用技术。计算机应用基础课程由理论知识和实践操作组成，理论知识部分主要介绍计算机信息处理方面的基本概念、原理和技术，计算机网络的基础知识；实践操作部分主要计算机操作系统和办公软件的使用。计算机应用技术包含程序设计、多媒体技术和数据库技术，程序设计包括VB、C两门语言，多媒体技术包含dreamweaver网页设计、photoshop图形图像处理、flash动画设计，数据库技术主要是指Access数据库。

在传统的计算机基础教学过程中，计算思维主要靠学生自己去领悟，而现在要将其明确地讲出来，引导学生有目的、自主地学习。计算机基础课程中引入计算思维的理念，主要从课堂教学和实践环节两个方面展开。

2.1课堂教学环节计算思维培养

在课堂教学环节中，需要对课程内容整理，在学习新知识的同时引导学生积极思考，引导学生领会计算思维的方法，使学生建立基于计算的思维方式。

陇东学院在制订教学计划时，计算机基础课程的课程只有32个课时，安排在机房上课，课程量很大，而课时很少；计算机应用技术有64个课时，32个课时用于理论教学，课堂上教授，32个课时用于实验联系，同样理论学习时间短。在大学计算机基础的课堂教学环节，针对每节课的内容，引出思考点，将知识传授转变为面向知识的思维传授。在课堂教学中尽量采取师生互动讨论的方式，让每一位学生都参与进来。通过学生讲述、教师引导，归纳出问题所在，最后达到问题的解决。例如教师在讲授C语言程序设计，授课的重心是应该放在问题求解思路、算法和程序实现上，教师先提出问题，由学生自行思考如何设计算法，并积极引导学生解决问题和遇到的困难，并最终编写程序实现算法。

在课堂教学中，要设计好师生互动环节，给学生提出问题的机会，引导学生积极有效地思考、讨论，引导学生对问题进行抽象、分析，形成问题求解的思路。教师要鼓励学生积极回答问题、探索问题的求解方法，使学生能在学习中思考，在思考中逐步培养计算思维。例如，在讲授数据库设计时，可以先引导学生谈谈建立数据库的目的和数据库中应该包含那些实体信息以及思考实体信息之间的联系，由教师和学生一块绘制数据库的概念设计图，也就是E-R图，同时让学生思考实体与信息之间的联系如何转化为数据库的关系模式，进而给出数据库的逻辑模式。

2.2实践教学环节的计算思维培养

计算机基础的实践环节，侧重于学生对常用软件的学习和使用。在实践环节，老师给出实验任务，主要由学生根据实验指导书的要求完成实验内容。实验形式包括验证性实验、设计性实验。验证性实验主要验证理论阶段所讲授的基本内容，设计性实验由学生先综合所掌握的知识和技能，首先给出设计方案，再根据设计方案完成作品的设计。学生通过自己的努力完成一幅作品，教师能让学生有机会展示自己的作品，让学生介绍自己作品的设计思路和设计理念，让其他学生对作品提出好的方面和不足的方面，这样既可以帮助学生更好的完善自己的作品，也可以学到其他学生在作品设计的长处，弥补自己的不足。学生在完成作品时也可以以小组的方式相互讨论，在相互帮助下共同完成。这些实验策略都可以将计算思维的方式贯穿于作品的设计过程之中，在实践环节中培养学生的计算思维。

程序设计课程属于实验性学科，在学生上机调试教材中的程序时，实验的目的不仅是验证程序是否正确执行，也是培养学生的问题求解和机器实现能力的途径。学生要首先给出求解问题的实现步骤，再动手编写程序代码，这样可以帮助学生理解计算机解决问题的方法和实现过程，在分析确认了实现步骤可行之后，再使用程序设计语言编写最终的程序代码。学生在编程调试过程中通过检错和纠错的过程，可以逐步培养学生形成良好的编写代码习惯和理性的逻辑思维。

3　教师在计算思维培养中的作用

在目前的教学体制下，大部分老师对计算机基础教学停留在教材编排的内容上，只注重完成教学大纲上规定的内容，教师的教学方式方法也不够灵活，学生被动地接受，不利于学生计算思维方式的形成。教师要在学生计算思维培养中起到重要作用。

要实现在课堂中培养学生的计算思维能力，首先要更新计算机基础课程任课教师的观念，改变陈旧的教学方式。在实际教学过程中，启发学生独立思考，向启发式、自主学习转变，鼓励向研究创新式转变，向培养学生思维素养能力上转变。

其次，教师在课堂教学环节中应改变以往思维模式，加强思维训练，为学生提供机会让他们用已掌握的知识和技巧解决新的未知问题。在实践教学环节，学生要加强实践，让学生在实践中学会提炼知识点，使学生在分析问题和解决问题的实践当中得到充实和提高。教师不要固定学生的思维，而是不断引导他们进行各种抽象思维，让学生在实际操作中发现问题，并能想方设法解决问题。例如，在幻灯片演示文稿学习中，学生要学习图片的插入以及设置相应动画与文字的输入和动画，教师讲解完理论知识，演示操作流程之后，布置给学生一个学习任务，让学生利用提前准备好的文字和图片，要求学生运用新课知识利用演示文稿制作电子相册。学生在制作电子相册时，要求每张幻灯片的主题和切换方式、每张图片的动画和排列方式都不同，给学生充分的创造发展的空间。