高职院校中关于计算思维的通识课程建设的几点改革

黄月妹

【摘要】计算机已经发展到无处不在、无事不用的今天，网络也已（包括物联网等）延伸到各个角落，加上数据积累的简单化、普及化，使计算思维成为人们认识和解决问题的重要思维方式之一，也是个人竞争能力的体现。在高职院校的通识教育中，培养学生的计算思维能力其重要性不言而喻，同时又受限于基础与学时、学生原有知识水平等的矛盾，本文作者结合计算思维课程教学实践，对如何开展高职院校计算思维通识课程的教学，提出该课程建设的一些思路和方案，以探索该课程的教学改革。

【关键词】计算思维；课程；通识教育；教学内容；网络教学

一、计算思维的重要性

当前计算手段已发展成与理论手段和实验手段并存的科学研究的第三种手段。理论手段是以数学学科为代表，以推理和演绎为特征的“逻辑思维”，用假设、预言、推理和证明等手段研究社会、自然现象及规律。实验手段以化学学科为代表，以观察、总结为特征的“实证思维”，用实验、观察、归纳等手段研究社会、自然现象和规律。计算手段则是以计算机学科为代表，以设计和构造为特征的“计算思维”，用构造计算算法、构造计算系统进行大规模数据的自动计算来研究社会、自然现象及规律。计算思维关注的是人类思维中有可行性、可构造性和可评价性的部分。我们不仅需要能够运用计算机及软件解决实际工作中的问题，还能够运用计算机科学的思想和方法去理解和解决现实中的问题。计算思维不仅是计算机科学家的思维，是每个人的基本技能，就像听、说、读、写一样。

二、大学计算机的课程的现状

大学计算机公共课应该讲授计算思维已成共识，同时又受限于基础、学时的矛盾，其具有类似于语文、数学等课程的基础性的特点，而对学生这个受训群体而言，其又不同于语文、数学等基础课程，学生在此前一般认知基础较弱，正是由于其基础性，因此课程的内容散且多，而在高职教学中，特别是对非计算机专业的学习，其课堂学时非常用限，这种矛盾对课程的教学是一个很大的压力。

三、计算思维课程教学在解决在教学矛盾中的几点措施

如何解决基础、学时的矛盾，本人结合实践教学经验，认为目前较为有效的方法是从三个方面着手：一是结合学生的特点，在兼顾课程内容体系完整性的基础上，精简教学内容，寻求计算思维教学的最小内容集合。二是结合自身专业领域，使课程内容中计算思维与实际应用相合，使内容具体化。三是利用学校提供的网络教学平台，发挥课外教学手段和资源的应用。

（一）构建最小化的计算思维教学内容

结合课程特点和高职院校学生的特点，构建计算思维教学内容。哈尔滨工业大学的战德臣教授提出过大学计算思维教育空间，总结出课程教学内容的最小集合为计算与程序、计算系统、算法思维、信息素养，在此基础之上增加扩展的集合，包括系统思维、数据抽象与计算思维、网络计算思维。

（二）计算思维问题简单化、具体化

思维蕴含在案例中，案例蕴含着思维。针对高职学生而言，更需要把复杂的问题简单化、具体化，因些在教学内容的选择上会多选一些具体生活中的例子。

比如，关注点分离思维和系统观是典型的计算思维，关注点分离思维是日常生活和生产中广泛应用的解决复杂问题的一种系统思维方法，大体思维是，先将复杂问题做合理的分解，再分别仔细研究问题的不同侧面点（关注点），最后综合各方面的结果，合成整体的解决方案。概念上是分割整体以使实体个体化的观点。课堂上可以分析一个Web设计方案来加以理解。网页的内容比较庞杂，HTML标记语言既要标记文档的结构又要标记文档的格式，或者是展现。最初的HTML不仅要标记结构也标记网页如何展现。因此，就出现了如

这种结构元素混杂的局面。当人们把HTML进行一番整理后发现，如果把HTML只表示结构，而把网页展现出来的责任完全分离出来，这样更灵活和方便，这就有了CSS。

再如分层设计也是计算思维中的典型思维模式，分层设计的目的是为了把复杂的问题简单化。一般用分层思维求解的问题都有较高的复杂性，我们可以把这类问题的求解工作划分成多个功能模块，这些模块之间不是平等的相互合作的关系，而是提供某种协调，是上下级的协调与支撑关系，这与日常生活中，单位的管理层在设计层级时设计的目标定位和相互关系的设计同理。在这样的思维指导下设计的方案的优点就是便于宏观管理，各司其职，相互支撑，同时又要避免层级过多，机构臃肿，效率低下的问题。

计算思维中生活中的应用非常多，在课程中可以多加一些此类问题的讨论和分析，将复杂问题生活化，可以提升学生的学习兴趣。

（三）充分利用网络教学平台

通识课程因其基础性、内容宽泛性，同时上课课时数少之间的矛盾，我们可以将通过课程的教学方式的改变得以改善。教师可以建立网络课程。通过网络上传课件、教案、案例等学习资源，把课堂教学和网络学习结合起来，弥补课堂教学课时不足而导致内容不全面性。同时，在网络上学生之间还可以进行学习资源和学习成果的共享和交流，实现资源共享。学生之间、师生之间也可以在网上课堂上对学习中出现的具体问题进行討论，形成动态交流。

通过网络在线学习，可以使学生达到自主学习、自主发现、自我展示、自主提升，变被动学习为主动探究。

四、小结

计算思维实际上是人类站在机器角度的“感同身受”，从机器角度思考去制造更有效率的机器，同时更有效指导我们日常决策。