基于计算思维的大学计算机基础教学中excel教学方法的研究

刘玉利 徐鹏

摘 要：本文详细的介绍了在大学计算机基础课中excel的教学中用思维性教学的方法讲授计算思维的过程，从中教会学生用自顶向下的方法解决实际面临的问题。

关键词：计算思维 思维性教学 SOC

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（a）-0000-00

Abstract： This paper detailed introduces the teaching method of the excel in computer basic course using thinking teaching to teach computational thinking， it can teach students to use the top-down approach to solve practical problems.

Key words： computational thinking thinking teaching SOC

计算思维一词由卡内基﹒梅龙大学的周以真教授提出，其定义是：运用计算机科学的基础概念去求解问题，设计系统和理解人类的行为。其功能是让各个领域的人才都可以像计算机科学家一样思考，将计算技术和各学科理论、技术与艺术进行融合实现新的创新，也就是说，计算思维与其他学科的思维进行互相融合，便可以促进各学科学生创造性思维的形成。在文献【2】中提到了思维性教学，思维性教学的理念则可以概括为“知识”随着“思维”的讲解而展开，“思维”随着“知識”的贯通而形成，“能力”随着“思维”的理解和训练而提高。

在大学计算机基础课程中，电子表格excel是必讲的一部分内容。无论是以实验形式进行讲解还是以课堂讲授的方式进行讲解，都是教学中的一个重点和难点，那么如何将计算思维用思维性教学的方法应用到计算机基础课excel的教学中呢？

我们可以采取关注点分离（separation of concerns，soc）的方法，soc是一种普通的处理复杂问题的系统思维方法和原则，在计算机软硬件的许多方面都有体现。这一思维的形成注重层次化，模块化的设计理念和自顶向下的设计思想的培养。

1 将excel中的知识点串联起来，把它们之间的联系讲清楚。

Excel中的知识点大体总结如下：

（1） 数据类型（基本数据）：什么样的数据用什么类型表示

（2） 数据排序：某个字段的数据按照某种关系进行显示

（3） 数据筛选：显示符合某种条件的数据

（4） 分类汇总：对多个字段进行分类统计

（5） 图表：用图的形式表示数据之间的关系

（6） 透视图和透视表：根据某种要求进行相应的统计

这些知识点都是以基本数据为中心，根据基本数据进行相应的操作。

2 用数据挖掘中最著名的例子“啤酒与尿布”的关系说明数据之间存在着某种关系，通过不同的角度对这些数据进行分析会得出一些不同的结果。

“啤酒与尿布”的故事产生于20世纪90年代的美国沃尔玛超市中，沃尔玛超市管理人员分析销售数据时发现了一个令人难于理解的现象：在某些特定的情况下，“啤酒”与“尿布”两件看上去毫无关系的商品会经常出现在同一个购物小票中，这种独特的销售现象引起了管理人员的注意，经过后续调查发现，这种现象出现在年轻的父亲身上。年轻的父亲在购买尿布的同时，往往会顺便为自己购买啤酒，沃尔玛发现了这一独特的现象，开始在卖场尝试将啤酒与尿布摆放在相同的区域，让年轻的父亲可以同时找到这两件商品，很快完成购物，沃尔玛超市从而获得了很好的商品销售收入。

通过这个例子告诉学生，要在普通的现象中发现其中的联系，同样是相同的数据，往往分析的角度不同，但是分析问题的方法都是相同的。

3 给学生几个带有大量数据的表格。

员工基本信息表（员工编号，姓名，性别，出生日期，学历，入职时间，部门，工资，离职时间，离职原因）

产品销售情况表（产品编号，销售日期，员工编号，生产日期，数量，销售地区，单价，销售额）

产品生产情况表（产品编号，生产日期，数量）

产品维修情况表（产品编号，生产日起 ，维修日期，故障原因，维修人员编号）

库存情况表（产品编号，生产日期，数量）

4 让学生根据表格中的数据进行分析，用excel来支持他们得出的结论。

每个学生都会从自己考虑的角度，对相同的数据进行分析，筛选出自己需要的数据，组成新的表格，为了让自己的结论更加直观形象，都会使用图表或是透视图和透视表来表示，得出自己的结论。

有的同学通过对员工基本情况表的分析，得出公司员工年龄、性别和学历的分布，进而说明公司现在的人员构成情况，可以得出是否需要再次进行招聘来补充后备力量，招聘符合什么条件的人员；还是对人员基本情况表的分析，有些同学通过对离职人员的分析，得出离职人员的部门、离职人员在职的时间和工资的分布，可以得出哪个部门离职人员最多，离职人员的工资是否过低，是否需要用提高工资来留住员工。

有的同学通过对产品销售情况表的分析，分析出哪些产品在哪个地区比较受欢迎，哪些地区市场的占有率比较低，市场还有待开发；还是对产品销售情况表的分析，有些同学通过对销售人员的分析，得出哪个销售人员的销售业绩比较好，哪种产品的销量比较多，是否需要进行产量的增加或是开发新的产品来满足市场需要。

有的同学通过对产品维修情况表的分析，得出返修产品的分布，进而得出返修产品是否存在普遍性，故障原因在哪里。

有的同学通过对库存情况表的分析，得出库存产品的分布，进而得出哪些产品库存过多，同时可以分析出哪些产品不受欢迎。

这样学生的思路打开了，他们会主动的去想用什么样的形式能更好的支持自己所得出来的结论。

5 对学生的结果进行点评，进而检查学生对知识点的掌握。

学生进行数据分析，都是从某一个自己想要的结果开始，为了得到这个结果，根据现有的数据运用已经学过的知识来证明和分析，这样就形成了一个自顶而下的分析方法，也就是前文中所提到的的soc方法中的设计思想。

在大学计算机基础excel的教学中用思维性教学的方法把计算思维解决问题的方式传授给学生，让学生学会的是一种解决问题的方法。学生从自己关心的角度去分析相同的数据，无论结果是什么，他们都是经过思考的，这样学生就把“知识”转化成了“思维”，“思维”也随着“知识”的展开而展开，这样不仅教会了学生基本的知识，而且也教会了学生用思维的方式去解决自己面临的问题。

参考文献：

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

[2]黄沛杰 徐东风 殷建军. 计算机组成原理实验教学中的计算思维培养 [J] 计算机教育，2012，（16）：103-106

[3]朱亚宗 . 论计算思维：计算思维的科学定位、基本原理及创新路径 [J] 计算机科学，2009，36（4）：53-55

[4]王甲海 印鉴 . 人工智能教学与计算思维培养 [J] 计算机教育，2010，（19）：68-70

[5]卢俊岭 王小明 吴三斌. 基于计算思维的算法设计与分析课程改革 [J] 计算机教育，2011，（22）：36-39