基于计算思维的大学计算机基础课程教学改革探析

摘 要：本文首先从对基础课程重视程度不足、学生间能力差异影响教学效果以及教学内容实用不足且方式过于单一三个方面分析了大学计算机基础课程教学存在的问题。其次从创新教学模式、与学生各自专业相结合以及对教学和学习评价模式进行创新三个方面分析了培养学生计算思维的策略。最后分别从转变认识、借助互联网平台，基础课程设计的创新以及实践应用的创新三个角度分析了计算机基础课程教学改革策略。

关键词：计算机；高等教育；计算思维

中图分类号：TP3-4；G642 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0129-03

Abstract：This article first analyzes the existing problems in the teaching of basic computer courses in university from three aspects：the insufficient attention to the basic curriculum，the difference of the students ability to influence the teaching effect，the lack of practical teaching content and the single way. Secondly，it analyzes the strategies of cultivating students thinking from three aspects：the innovative teaching mode，the combination of the students respective specialties and the innovation of the teaching and learning evaluation model. In the end，the teaching reform strategy of computer basic course is analyzed from three aspects，namely，the transformation of knowledge，the help of the internet platform，the innovation of basic curriculum design and the innovation of practical application.

Keywords：computer；higher education；computational thinking

1 計算思维概述

计算思维这一概念于2006年首次被提出。在当时，计算思维被定义为：借助计算机相关的科学理念和基础概念，针对所面对的不同问题进行解决和处理的一系列的思维活动。不同的专家和学者，尤其是来自计算机教育领域的专家和学者，对计算思维均有着各不相同的理念和见解。总体而言，有两个主流理念已经被广泛的认可和接受。一是认为计算思维是指以计算作为主要内容，同时借助计算以对人自身的思想和行为进行模拟。而在计算机教学的过程中，也是将计算思维看作是一种能力和意识。另一种主流理念则认为计算思维主要是指自身的思维能力。但不论从上述何种观点和理念上分析，计算思维都可以被看作是一种非机械式的、更注重灵活的设计和构造活动，是对人类思维、创造力的一种模拟。因此，可以说计算思维更加注重“思维”的重要性，计算只是手段。也正是因为如此，通过计算思维的培养应用于计算机的基础教学课程当中，将有助于学生更加了解计算机，理解计算机自身的运行逻辑，进而提升学生的学习效率和教学效果。

2 大学计算机基础课程教学存在的问题分析

2.1 对基础课程重视程度不足

计算机基础课程在大学教育阶段是各个专业的必修课程。目前，《大学计算机基础》是作为计算机基础课程的主用教材被我国各个高校所采用的。在这一教材当中，主要对学生需要掌握的计算机基础知识、技术以及网络技术等进行了讲解，以保证学生在学习之后能够具备使用计算机的能力。这一教材和课程设计的出发点是值得肯定的，即意图夯实学生的计算机基础理论和机能知识。但需要认识到，随着计算机技术的发展和普及，目前计算机课程已经是一门贯穿小学、初中和高中的基础课程。在大学的班级当中，有相当一部分学生自小学起就已经掌握了基础的操作计算机的能力，这就导致几乎大多数学生难以对这一门课程给予充分的重视。不仅如此，对计算机基础课程教学，乃至计算机教学不重视不仅仅表现在部分学生当中，也表现在部分高校当中。目前，大多数高校出于相应国家培养优秀计算机人才的号召而加强了计算机教学力量的配备，并要求全校学生均能够通过或具备通过全国计算机二级考试的能力，但仍旧有部分高校并没有对计算机教学给予充分的重视，其主要表现在仅要求学生通过计算机一级考试、计算机课程的课时安排不满足实际要求等情况。

2.2 学生间能力差异影响教学效果

虽然近年来计算机已经较为普及，计算机相关课程的教学大部分已经贯穿小学、初中、高中阶段，但由于我国国土面积广阔，区域之间经济发展和教学水平有着巨大的差异，尤其是在我国的西部贫困地区，仍旧有学生在上大学之前没能接受过有效的计算机基础课程的教学。有计算机基础课程教师反映，有的来自经济落后地区的大学生甚至没有接受过任何一种形式的计算机教学。而对于经济较为发达地区的学生，由于其自身已经对计算机具有了相当的了解，甚至有的学生在大学之前就接受过编程的教学，这就导致这一部分学生难以对基础课程产生足够的兴趣，进而希望在课程中从事其他与课程无关的事情或者希望教师能够将计算机知识讲解得更为深入。正是由于学生间所掌握计算机能力的差异，甚至是能力的两极分化，使得教学工作难以有效估计全体学生，进而也就影响了教学的整体效果。

2.3 教学内容实用不足且方式过于单一

现阶段，计算机基础课程主要是从理论和实践两个方面开展教学。理论教学主要讲授计算机发展历史、计算和操作规则等基础知识，实践教学则主要利用高校的机房引导学生独立地操作计算机并完成课程教材中所规定的内容。可以看出，无论是理论教学还是实践教学，均与日后学生使用计算机进行科研计算、编程或处理数据资料存在一定的脱节。这在一定程度上决定着教学在内容上存在实用性不足的问题。尤其是对于理工科学生而言，在教学中并没有能够与其所学专业进行一定的关联，也谈不上对学生进行计算思维以及应用计算机解决问题能力的培养。而即使是教学中引导学生学习包括Word以及PPT制作的学习也仅仅局限于单纯的使用，如果让学生独立地完成PPT的制作则极有可能会面临各类问题，这无疑不是教学内容过于单一且实用性不足所导致的。

3 培养学生计算思维的策略分析

3.1 创新教学模式

培养学生的计算思维，将计算思维有效地融入到实际教学工作中不仅仅是要求学生通过教学能够掌握一定的理论知识和实践技能，而且要求学生在教学过程中能够具有利用计算思维去解决一项特定问题的能力。这就要求教师在教学过程中能够对教学模式进行一定的创新。首先，教师可以通过引导式教学这一教学模式在教学过程中逐渐去引导、启发学生，即教师在教学过程中借助引导的手段而不是单纯的说教式和填鸭式的教学方法引导学生自主地发现问题，进而引导学生自主地通过自身思维的活动以探索并解决问题。教师在这一过程中主要承担着辅导的作用，学生才是教学过程中的主体。以计算机基础课程为例，在讲解计算机自身工作原理这一知识点时，教师可以引导学生自主探索计算机储存数据的方式和方法，进而让学生自主地学习和分析二进制编码等概念。而在网络知识的学习中，教师可以引导学生自主地探索WiFi和4G网络的异同点以及机房中所有计算机能够有效实现数据共享的原理，进而使得学生了解并掌握网络传输和网络协议的概念。其次，教师还可以借助任务驱动式的教学方法组织学生开展学习，提高学生学习的积极性，并在这一过程中逐渐建立并培养学生的计算思维。

3.2 与学生各自专业相结合

培养学生的计算思维还可以与学生各自所学专业相结合。每一名学生均具有其所学习的专业，这就决定着学生的培养目标以及专业对计算机能力的要求也是各不相同的。因此，培养学生的计算思维也需要针对学生各自的专业而有针对性地开展相应的教学。通过针对学生所学专业不同，由教师以基础教材为依托而引导学生学习与其专业相关的计算机知识，进而起到培养学生计算思维的作用。例如，针对会计专业的学生，教师可以着重对Excel表格这一软件的数据处理功能面向学生进行讲解，进而使得学生了解并掌握这一软件的计算逻辑并在这一过程中逐渐培养自身的计算思维。

3.3 对教学和学习评价模式进行创新

培训学生计算思维还可以从教学和学习评价模式这一角度入手。在传统的评价模式中主要通过知识点考查的形式进行。这无疑会使得教师在教学过程以及学生在学习过程中倾向于知识点的学习和记忆，而这不会对学生自身的计算思维能力的提高起到任何作用。因此，可以尝试从评价模式的创新入手，通过丰富评价模式，引入学生计算思维能力的考评机制以引导教师和学生重视计算思维的培养。例如，针对学生的评价中，可以包括学生参与任務驱动教学的积极性以及与计算思维相关作业的完成情况等。通过引入包括计算思维评价的评价模式将有助于在学习中起到一定的引导作用，进而鼓励教师和学生注重自身计算思维的培养。

4 基于计算思维的计算机基础课程教学改革讨论

4.1 转变认识、借助互联网平台

开展计算机基础课程教学改革首先需要转变认识，即将传统的计算机基础课程以理论知识学习和技能实践学习逐渐向计算思维能力培养过渡。这就要求教师在开展教学工作中要注重计算思维的引导，即在教学过程中逐步挖掘各个知识点的客观规律，进而通过规律的讲授以帮助学生掌握相应的知识。以计算机基础课程中windows操作系统的教学为例。教师在面向学生讲授相应的操作系统时，首先可以为学生描述讲解各个不同操作系统版本的变化，进而对比DOS和windows两个操作系统之间的异同，并使得学生逐渐理解视窗操作系统的特点。不仅如此，转变认识还要求教师不再单纯地以课堂为教学的主体，还需要借助互联网这一平台。首先，借助互联网这一更为开放的模式能够有效地保证各高校间的各类教育资源实现在线共享，进而能够面对学生进行更具针对性的个性化教学。

4.2 基础课程设计的创新

基于计算思维针对大学计算机基础课程开展教学改革，还需要系统地针对基础课程设计进行相应的创新。这就要求一是对固有的理论课部分知识予以一定的保留。虽然经过上述讨论已经看出传统的计算机基础课程教材已经难以有效满足大学生的需求，但这一理论基础教材中有关计算机组成、程序控制以及存储的相关部分却需要进行相应的保留。不仅如此，上述部分所涉及的事实上就是计算思维的重要组成部分，因此，在对基础课程进行再设计的过程中需要对上述部分进行保留。二是要求将发展变化较为快速、更新换代频率较高的计算机应用类技术转移至上机操作的学习中。类似于网络应用技术、多媒体技术以及数据库技术等发展较为迅速、更新频率较高的技术，如果放置于教材中进行学习无疑难以有效紧跟时代的发展。因此，针对上述部分内容，在基础教材中应当予以转移至上机操作中，进而引导学生能够在实际的操作中学习、领会相应的应用技术。三是要求对教材进行紧扣计算思维的精简。通过将计算思维贯彻于整本教材中，进而实现对教材的精简。

4.3 实践应用的创新

基于计算思维针对大学计算机基础课程开展教学改革，还需要针对实践应用进行相应的创新。首先，需要完成实际教学工作与计算思维的有效融合。这在之前有关计算思维的培养中已经有所谈及，及通过对教学模式和方法进行创新以实现引导学生自主学习和思考的目的。其次，还需要切实培养学生使用计算思维的意识和能力。通过各种教学方法的引入能够对学生计算思维进行有效的培养，但将其应用到计算机基础课程中还需要学生具备运用计算思维的意识和能力。这就要求教师在有关的计算机教学过程中引入部分趣味性的内容，进而使得学生能够潜移默化地接受计算思维、运用计算思维。三是注重实践与教学的融合。在部分高校中，或多或少地存在教学与实践之间脱节较为严重的问题，即部分教师缺少了计算思维的应用意识。针对这一问题，教师应当在教学过程中引导并鼓励学生利用所掌握的计算思维和相应的计算机知识以解决其所学专业中面临的问题。同时，在遇到各类较为复杂、困难的问题时借助计算思维和计算机知识将这一类复杂问题逐步转化为简单问题并最终加以解决。

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作者简介：陈芳（1977-），女，汉族，湖南衡阳人，讲师，硕士研究生。研究方向：计算机数据库。