数字化环境下基于学科的大学生计算思维创新教育研究

摘 要 信息时代计算思维将成为人们认识和解决问题的基本能力之一。计算机基础教学的核心任务是学生计算思维的培养，围绕计算机基础课程建设的基本思路，构建可持续发展的教与学创新模式。

关键词 计算思维；计算机基础；创新人才

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）05-0057-02

1 引言

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广度的一系列思维活动。它涵盖了计算机科学广度的一系列思维活动。近年来，大学计算机基础作为学生进入大学后的第一门与计算机相关的课程，是培养学生综合素质和创新能力的重要环节，使学生成为既熟悉本专业业务又掌握计算机应用的技术复合型人才。计算思维能力是大学计算机基础课程能力培养的核心内容[1]，计算思维能力培养成为大学计算机课程改革的方向。

2 信息时代体现计算机基础教育的重要性

当前社会各领域各层面的信息化进程不断提升并加速深化，计算机科学理念与技术不仅是建构现代计算机信息技术人才的核心能力，计算机的应用水平也日益成为衡量当前高层次人才的基本素养标准[2]。

计算机基础教育是专业教育的基础 高校入学新生因中学信息技术课程的普及，计算机基础知识的起点明显提高，而社会对非计算机专业毕业生的信息素养、计算机操作能力有了更加明确的要求。因此，为学生的专业教育打基础，并提供相关技术支撑作用的计算机基础教育就显得尤为重要。

计算机基础教育是培养计算机人才的重要途径 高校的计算机基础教育旨在让非计算机专业人才拥有科学的计算机理念和娴熟的计算机操作能力，为非计算机专业人才培养打下坚实的基础并提供就业平台。其教学内容不仅包括普及计算机基础知识、推广基本技能，还要形成一种计算方法，让学生在平时的学习和工作中训练计算思维和养成相应的信息素养。

在与计算机领域有交叉的专业，计算机基础教育的作用尤为突出 伴随信息技术的飞速发展，与现代高科技生产领域相关的高等教育交叉学科、交叉专业不断涌现，比如电子商务、机械设计、自动化、生物计算机等。计算科学一直是交叉学科整合、发展的助推剂，一些知识和技术已成为高校学生的培养内容，因为离开了计算机的辅助作用，学校各专业的知识体系就难以得到有效的建构和优化，甚至基本的学习任务都无法顺利完成。

3 计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养

计算思维能力的培养展现计算机学科独特的思维方式 以计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务，体现了计算机基础教育应有的特征。计算思维建立在多个抽象的层次上解决问题，它的解决问题的方法影响着人们的思维方式和思维习惯，建立这种思维方式，有助于在自己的专业领域中站在计算思维的角度看待专业问题，用计算思维来分析、解决学习和实践中遇到的问题。

计算思维可以培养学生的创新能力 学生掌握了科学的思想与方法，就能在今后的学习和生活中多层次、多视角、全方位地观察和理解客观世界的变化，运用已经掌握的知识和科学方法理解事物、发现问题、提出问题、解决问题。可以说，计算思维能力是每个大学生必备的科学素养之一，也是创新人才必备的重要条件之一。

4 围绕计算思维，农业院校计算机基础课程建设的基本思路

教学过程中注重培养学生的计算机文化素质 面对来自我国不同地区的学生，计算机课程的开展存在较大差异。设计培养信息素养和开展实践教学的计算机文化基础资源库，资源库在表现形式上有多媒体软件资源、图片、各种电子类书籍等[3]，内容包括计算机的发展历程，让学生从计算机硬件设备的性能、目前市场状态及在计算机运行中的作用了解和认识计算机；从各种奖项的诞生与获奖者的作品，使学生对计算机发展过程中的计算思维及创新理念有所认知。推荐学生阅读《喬布斯传》《大数据时代》等电子书籍，体会创新思想并感受当前的大数据时代气息，使每天沉溺于网络的大学生深刻理解计算机的发展及在发展过程中对科技、生活带来的重大影响，使学生意识到计算机的娱乐功能是计算机发展的副产品，而计算机的真正作用是在科技、生活、工作中为人们进行各领域的大数据处理、广泛的信息传播等，从而改变人们的生活方式、工作方式、行为方式乃至思维方式等。

教学内容的改革与创新 为了注重学生计算思维的培养，在教学内容中增加面向各个专业的案例教学，培养学生的计算思维能力，把案例教学作为培养计算思维能力的有效载体。吉林农业科技学院现有四大专业，即食品工程类、机械工程类、动植科学类、经济管理类。按照四大类收集积累各个专业的典型应用案例，在教学中结合学生所学专业给出本专业计算机应用实例，面向专业应用，开展专业案例教学[4]，见表1。

大数据背景下现代教育技术手段的运用 在当前大数据、云计算广泛应用于生活各个方面这一时代背景下，学生的学习模式也由单一的课堂学习模式转换为线上学习和线下学习的结合、自主学习和集体授课的结合。由于学生的基础不同，教师将优秀的MOOC资源（如清华大学推出的“学堂在线”）推荐给学生，使学生能感受不同的学习方式和方法。学校也在积极构建基于MOOC平台的计算机基础课程实践教学平台，促进计算机基础教学的良性发展。

另外，计算机文化基础资源库的实时更新也是课程建设的重要内容，将省内外优秀教师的教学视频，各种验证型、设计型、综合型的实验素材，教师的教学过程视频等及时更新到资源库，并将计算机领域的新知识、新技术、新动态以PPT、音频、视频等形式加入资源库中。资源库开发了基于移动互联网的移动学习应用[5]，学生可以利用零碎时间随时随地学习，不仅培养了学生自主学习的习惯，也支撑了教师的教学。

实践教学环节的设计 大学计算机基础作为不同专业的公共基础类课程，课程内容多且涉及的知识面较宽，尤其是对计算机技能的要求很强。在实践环节注重加强实验内容的设计，设计各种类型和不同层次的实验来检验、理解和巩固教学内容；加大实践学时比例，理论和实践教学按1：1的比例进行学时分配；教学方法以启发为主，教师引导学生自主探索、合作完成实验作业。

在高级程序设计语言的实践环节引入在线编程系统，学生只要上网就可以通过浏览器编写程序，并且可以修改代码，弥补实践教学学时的不足。在线编程系统记录了代码信息和代码的编写过程，教师通过这些信息可以了解学生学习和完成实验的情况，有助于分析学生的学习特点和学习状态，为制订下一步个性化学习计划提供有效信息。

5 结语

基于计算思维能力培养的计算机基础课程教学，提高了学生对这门课程的关注度，师生之间有很好的互动，计算机基础资源库利用率很高，一些学生还会将他们优秀的资源推荐到资源库中，实践课的任务也能高质量地完成。教学实践表明，学生很认同计算机基础课的教学，在教师的引领下，初步形成基于计算思维的分析问题和解决问题的能力，因而取得很好的教学效果。

参考文献

[1]史伟，王娟.以学生能力为导向的计算机基础教学方法改革[J].中国成人教育，2014（3）：147-148.

[2]明喆，陈荆亮，朱愗云.面向计算机基础教育的大数据驱动模式研究[J].计算机教育，2014（19）：1-3.

[3]孙淑霞.地方高校大学计算机基础课程改革的探索与实践[J].中国大学教学，2014（4）.

[4]李建欣，胡春明.计算科学推进大数据时代多学科交叉发展[J].计算机教育，2014（1）：27-32.

[5]韩秋枫，孔波，李祁.大学计算机课程引入基于计算思维的问题探究式教学的思考[J].计算机工程与科学，2014，36（S1）：186-190.

*课题来源：吉林省高等教育学会2015年度高教科研课题“以计算思维能力培养为核心的大学计算机文化基础课程教学研究”（编号：JGJX2015D249）。

作者：王丽辉，吉林农业科技学院讲师，研究方向为计算机教育、Java技术（130000）。