计算思维下的大学计算机基础课程探究

饶龙海

（安康学院，陕西 安康 725000）

计算思维下的大学计算机基础课程探究

饶龙海

（安康学院，陕西 安康 725000）

计算思维是未来社会每个人必须具备的基本能力之一。在高校中，如何将计算思维能力的培养作为大学计算机基础课程的核心，已成为计算机基础教育界广泛讨论的重点。文章在分析计算思维核心思想的基础上，阐述了在高校计算机基础教学中对学生计算思维能力培养的方法和途径，提出在计算机教学的各个环节中融入思维训练，以此提升学生运用计算思维处理问题的能力。

计算思维；计算机基础教学；教学模式

1 计算思维

随着信息技术的飞速发展和普及，计算机基础知识的学习已经成为当代大学生的必修课。教育部高等学校计算机基础课程指导委员会提出了对于大学计算机基础的教学的要求：不仅要加强计算机基础知识的学习，更重要的是培养和强化学生利用计算机技术解决和处理实际问题的思维和能力。计算思维首次被作为概念提出的还是在2006 年，美国卡内基 · 梅隆大学计算机科学系主任周以真教授［1］认为：“计算思维就是运用计算机科学的基本概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等，它涵盖了计算机科学广度的一系列思维活动”。在我国，将计算思维所开展的领域主要体现在高等教育，2010年在西安交通大学举办研讨会通过了《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》这一文件，声明的核心内容主要是：“把培养计算思维的能力作为今后大学计算机基础教学中一项重要的、长期和复杂的核心任务”。

计算思维的应用在生活无处不在，主要就是把一个看似复杂的问题重新阐释成一个有可行性步骤的解决方案。例如：走在马路上发现遗失了物品，通常的做法是按原路返回去寻找，这就是计算思维中回推的过程；手机欠费了，仍然可以享受一段时间接电话的权利，这就体现了计算思维设计的冗余性。通常在实验和理论思维解决实际问题存在困难的情况下，可以使用计算思维来理解大规模序列。计算思维不仅仅为了解决问题效率，甚至可以延伸到经济问题，社会问题［2］。事实上，我们已经见证了计算思维对其他学科的影响，计算思维正在或已经渗透到各学科、各领域，并正在潜移默化地影响和推动着各领域的发展，并成为一种发展趋势。计算思维在数学、物理学、生物学、神经学、经济学、工程学等各个领域已经大放异彩，大量复杂问题求解，宏大系统建立，大型工程组织都可应用计算思维借助现代计算机进行模拟。在大学计算机基础课程系统的讲解计算思维知识已经成为一种趋势和必然。加强学生计算思维能力的培养，不仅有助于学生养成利用计算思维研究和解决问题的能力，而且有利于加深学生对实验和理论思维的理解。

2 大学计算机基础课程的现状

大学计算机基础课程主要分为两大部分内容：大学计算机基础理论知识和大学计算机实验（计算机操作，程序设计等）。大学计算机理论基础知识中包含有大量计算思维的案例，通过理论知识的学习可以培养学生计算思维的能力，大学计算机实验是把学习的理论知识用于实践中，增强学生的实际动手能力，让学生能够满足日常的学习所需，为以后工作打下良好的基础，通过这些学习，希望能够逐渐培养学生计算思维的能力。但是在现今的大学计算机基础教学中，计算思维教学发展还比较缓慢，主要存在下列问题。

首先，忽视计算机基础教学中计算思维的培养，在讲授计算思维案例的时候，很少关注计算思维，一般只关注问题的结果，忽略解决问题的思维方式和具体过程。计算思维学科在计算机基础教学中发展相对较慢，这也直接导致大部分教学人员缺乏对计算思维系统的认识，他们在教学的过程中通常只能照本宣科，以填鸭式的教学方式进行知识轰炸，而忽视掌握知识和解决问题的办法。随着计算思维理论的逐渐完善，一部分教学人员也没有充分意识到只有逐渐完善自己的计算思维的体系结构才能更好地传授学生知识。

其次，计算机基础课程的设置一般都是以理论课和实验课相结合的形式，但很多高校在大学计算机基础教学过程中存在理论知识和实践内容衔接不紧密的情况，实验内容的设计没有充分考虑到实际的教学问题，导致学生很难通过实践课程的学习深入理解、掌握和验证所学理论［3］。这些问题在计算思维的教学过程中同样存在，甚至更加严重。学生没有系统的学习计算思维的理论知识，而且实验教学还存在与理论直接脱节的情况，这些原因直接导致计算思维的培养只能是纸上谈兵。

最后部分学校对计算机基础教学认识不够，计算机基础课程特别是计算机应用基础课在很多学校都没有得到充分的重视，很多非计算机教师都认为计算机基础用处不大，学生不用学习也可以很快使用计算机，因此，在政策制定上及课程安排上或多或少缺乏对计算机基础教学应有的重视。这种态度也直接影响了计算机基础教学人员对计算思维深入学习的积极性，使系统的计算思维教学变得更加困难。

3 大学计算机基础课程计算思维的培养

3.1 加强计算机基础理论教学中的计算思维能力培养

大学计算机基础知识教学中包含着很多计算思维的知识点和案例，我们在教学内容的组织上首先要按照教学内容归纳出单元的知识点，然后根据知识点总结出涉及计算思维的思考点，以具体案例的形式来进行教学，在课堂上尽量让每位学生都参与进来，通过学生讲述、教师引导、归纳和总结出一条思维的主线。整个课堂教学由学生分析案例、教师引导学生提出解决方案、针对所提方案进行可行性分析以及教师总结归纳几个环节构成。因为在教学设计中，教师只是一个引导者，引导学生养成分析和解决问题的能力，使其掌握所涉及的计算思维知识，形成问题求解的思路。

3.2 加强计算机实验教学中的计算思维能力培养

计算机实验教学作为大学计算机基础课程的重要组成部分，通常包括计算机操作和程序设计两部分，它在培养学生分析、解决问题的能力及计算思维的培养上有很重要的作用。但在实际教学中，实验课常常沦为理论课的重复，上机时学生只是在做课堂讲过的练习或者课后的习题。为了更好地培养学生的计算思维能力，就必须破除实验教学依附于理论教学的传统思想，树立实验教学与理论教学相互统筹协调的现代教学理念。

计算机操作的学习有利于学生验证课堂上所讲授的基础知识点；利用一些参与性比较强实验，使学生积极参与到实验的学习中，强调互动性和协作性，有意识地培养学生运用计算思维构建模型解决问题的能力，以此来提高学生的创新意识。根据学生在试验中的接受程度，可适当增加一些综合性的大作业，通过学生间的配合，以达到增强学生动手能力的目的。

程序设计的学习应该注重以算法为核心，培养学生利用抽象思维解决实际问题的能力。可以采用发散式的教学方式提升学生学习算法的积极性，可通过讨论的方式，让学生多学多思，了解为什么采用这种算法，算法是否存在局限性，这种算法是否可用于其他领域等方面进行探讨。只有这样，当学生真正面对一个综合案例时才能找到更好的方法解决问题。所以在实际教学中，不应照本宣科，要激发学生的思考，多用形象的案例来说明解题思路，找出解决问题的形象化方法，使学生切身感受到算法在计算机中实现的机制，理解计算机解决问题的方式和方法。

4 结语

大学计算机基础课程应是一门培养学生思维方式的一门课程，计算思维能力的培养应该贯穿整个教学程。在实际的教学中，以基础知识教学和实验教学相辅相成的方式，不断提升学生的计算思维能力，以达到学生能够利用计算思维的方式将问题转化成可行的步骤或者任务，从而提高学生的学习兴趣和主动性。

［1］周以真.计算思维［J］.中国计算机学会通讯，2007（11）：83-85.

［2］唐培和，徐奕奕.计算思维—计算学科导论［M］.北京：电子工业出版社，2015.

［3］战德臣，聂兰顺，徐晓飞.大学计算机：所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程［J］.中国大学教学，2011（4）：15-20.

Exploration of computer basic course in university under computational thinking

Rao Longhai

（Ankang University，Ankang 725000，China）

Computational thinking is one of the basic social abilities of each person must have in the future society.In universities，how to cultivate the computational thinking ability to make it became the core of college computer basic course has become the focus of extensive discussion circles.Based on the analysis of the core idea of computational thinking，this paper expounds the methods and ways in cultivating students' ability to computational thinking in college computer basic teaching，and puts forward the concept that integrating thinking training into all aspects of computer teaching，to improve students' abilities of using computational thinking to deal with problems.

computational thinking；basic computer teaching；teaching model

饶龙海（1986—），男，陕西安康，硕士；研究方向：计算机网络，数字媒体技术。