立足新形势下人才培养需求 构建大学计算思维课堂教学体系

圣文顺

【摘 要】为了培养新形势下的应用型人才，应当构建出完善的大学计算思维课堂教学体系。本文从理解计算的深刻内涵，制定人才培养目标；开展进阶式课程体系，提升计算机求解能力；落实院校课堂目标，构建三级教学体系；基于新教学体系，革新教学方法；融合不同专业，支撑新工科建设五个方面进行论述，给出了具体的预期目标，改革新体系及未来展望。

【关键词】人才培养；改革体系；计算思维；解题能力

中图分类号： G712 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）31-0060-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.028

【Abstract】Abstract： In order to cultivate the practical talented people under the new situation， we should construct a perfect classroom teaching system of college computational thinking. This paper discusses the profound connotation of calculation， formulating the goal of personnel training， carrying out the advanced curriculum system， enhancing the ability of computer solving， implementing the classroom goal of colleges and universities， constructing the level three teaching system， innovating the teaching method based on the new teaching system， integrating different specialties， supporting the construction of new engineering five aspects， giving the concrete expected goal， and reform the new system to project the future.

【Key words】Talented people training； System reforming； Computational thinking； Problem-solving ability

0 引言

人才是国家的实力支撑，教学是院校本质存在的体现。在当今网络纵横的新形势下，培养符合形势的人才是必然要求。构建新颖的课堂体系是培养人才的奠基之力。院校在开展教学体系时应不断探索课堂特点，不断完善教学机制。努力提高计算思维课堂质量，坚持以学生为本，以人才為目标的宗旨，作出详细的教学体系，给出合理的培养方案。

1 理解计算深刻内涵，制定人才培养目标

网络连接和感知世界，计算机的整体发展，包括互联网，物联网，计算结果的领域表达都以计算为基础，如果脱离计算机器，就无法施展它的能力。有了网络之后就需要大量的数据，数据理解和解析世界。制定人才培养目标是此新形势下的必要手段。

（1）构成计算深刻内涵的奠基性思维，计算自动化思想技术方法直接涉及到思维。解决计算机的本意问题是教授计算机基础的核心，解决本意问题即了解计算的原理，而了解计算原理第一步就是计算自动化问题。如何解决问题需要用到算法。算法可以简单也可以复杂，是对问题进行建模和制定解题步骤的过程。它直接影响到计算思维的发展。有了自动化工具之后，便需要对系统进行构造。计算自动化，算法设计，系统构造作为奠定性思维构成了计算的深刻内涵。（2）计算环境，有了奠定性思维之后，就要有一个教学的计算环境。教授时可以从图灵机，冯·诺依曼机入手激发学生兴趣，再介绍常用的复杂的典型的各种工具，例如手机，微型计算机等学生常见的机器环境。在此基础上，可以加深介绍并行分布计算环境及云计算。（3）人才培养目标，人才培养是关注的着重点，如何让学生具备强大的计算思维能力，如何让学生用计算机解决问题是大学计算机教学和目标思考。

2 开展进阶式课程体系，提升计算机求解能力

教育模型是大学计算机基础课程的必要条件。围绕用模型连接起来的教育体系形成的知识系统开展进阶式课程体系，形成严谨的脉络，支撑学校不同专业对计算科学能力的培养技术。

（1）一年级第一学期主要进行思维导入，计算思维能力与计算求解能力是核心内容，同时支撑起整个课堂体系。在第一学期，计算思维导论和计算思维导论实践课程缺一不可，学习必须和实践挂钩才能掌握真正的核心内容。这一个学期中，学生通过学习和实践对计算思维有初步的概念，同时，也完成了对计算问题表达能力的培养。思维导入在整个体系中起引导性作用，为后面计算思维的开展奠定了良好的基础。（2）一年级第二学期逐步进行能力锻炼，第二学期着重于程序设计的能力培养。计算机专业，嵌入式专业等需要教授C，C++，Python等语言，而另一些专业如外国语，不同的专业应有不同的强度。从高层面来说，自动化计算工具需要程序的支持，程序需要算法思想的灌输，这是在思考设计当中的程序设计切入点。从基本的计算机问题切入，到复杂问题的升华，Python语言是一门热点语言。实训开放课程基于学生对基础问题程序设计的能力，对复杂问题有一个初步的思考，可以将复杂问题清楚化。这在不同的专业中会有不同的趋势，在开设课程时因材施教。（3）二年级和三年级重在能力培养，在具备思维和能力的基础后，锻炼和加深能力是必经之路。开设基于模型的系统工程课程对复杂问题求解能力的培养起到推波助澜的作用。（4）三年级和四年级突出综合创新，创新创业综合实践课程是对照教学体系进程所开设的培养学生创新创业能力的课程，融合之前所积累的计算思维和求解能力，完善整个教学体系。

3 落实院校课堂目标，构建三级教学体系

利用信息技术平台建立多级课堂教学体系，不断更新教学资源，保证教学质量，从教学实践层面落实教学课堂目标，落实新形势下人才培养目标。由此建立三级课堂教学体系，三级课堂互相联系，实现教育系统化，全面化，达到教学成果。

（1）基于MOOC的第三课堂，课程中所需要的教学资源，战略资源可以通过MOOC教学资源体系。教育基礎发展迅速，传统课堂已经不能满足教学需求。网络发达的形势下，网络会是学生学习的一块阵地。开展MOOC在线课程，对世界开放，跨校不同专业学生通过在线课程参与跨校大规模讨论学习，实现授课分享，作业测试共享。使得第三课堂系统化，标杆化。（2）基于SPOC的第二课堂，基于MOOC基础，同个学校的不同专业不同老师可以通过网络平台创建小型公共化、私有化的课程，对本校学生进行人才开发培养，老师引导学生共同探讨课程，保证自我授课特色，立根于本地化、特色化教学。（3）基于翻转的第一课堂，线下课堂的教学改革翻转课堂并不是解决传统课堂上没有的问题，它结合了MOOC，SPOC，充分利用学生的碎片时间，让学生在使用手机的空隙时间自主自觉地参与学习。但翻转课堂不能过于强化，，它使课堂更生动、灵活、有趣，它的目的在于激发学生兴趣，让学生主动化、自主化地学习。

4 基于新教学体系，革新教学方法

思维不是凭空的，它的成长舞台是人的大脑，它的出处是人的思考。作为通识教育课程，改变老套的教学方法，融合新的思路可以达到立竿见影的效果。学生主角化，教师导演化，知识随思维的讲解而解释，思维随知识贯通而形成，能力随思维应用而体现。学生自主探索寻找问题，自主求解寻找答案，总结提升锻炼思维。

（1）从典型人物的思考展示思维，计算发展历史上，有许多杰出的奠基人，如图灵、冯·诺依曼等。这些人物是如何思考的，在研究计算机时，他们又是如何构思的。展示这些典型人物的思考，可以更好地激发学生的兴趣。（2）从典型案例学习思维，一个典型的案例可以把教学内容通过思维相连接从而不离散。不离散的好处在于学生不靠死记硬背去学习课程，通过案例一步步地领导，使学生总结出算法，形成自己的解题思路，设计出合理的算法，有利于培养新形势下人才的创新创业思维。（3）从艺术欣赏扩展思维，艺术的思想活跃、新颖、深刻。根据老师的特长，可以从艺术欣赏去发现，扩展思维。

5 融合不同专业，支撑新工科建设

脚踏实地从课程出发，从计算机基础出发，改革教学方法、教学理念和一系列的教学项目，融合入不同专业，灌输计算思维，专注计算机物理求解形成新工科建设中实际存在的实物。通过改革创新思路，提高学生的计算思维和解题能力；通过教学改革促进教学体系的完整统一，适应新形势下的人才培养，进一步达成新形势下人才培养的目标。

【参考文献】

[1]王庆洲.从岗位需求出发谈校企联合人才培养模式的内涵与构建[J/OL].现代交际，2018（19）[2018-11-08].

[2]张海鸥.高职软件技术专业人才培养质量模型[J].劳动保障世界，2018（26）：44+46.