《大学计算机基础》课程中关于“信息表示”的教学探讨
2018-10-21李琳
摘 要：《大学计算机基础》课程教学中应该以培养学生面对信息社会的基本素养为出发点，而不是给学生灌输计算机工具论，“信息表示”是《大学计算机基础》课程中重要的章节，信息处理首先要解决信息的表示问题。本文提出了基于素质教育的教学设计，将抽象的数制变化与现实世界的具体问题相联系，同时采用案例式教学等多种教学方法，启发学生的创造力和计算思维能力。
关键词：大学计算机基础；信息表示；教学改革
中图分类号：TP391.1 文献标识码：A
信息在计算机中的表示是计算机解决问题的前提条件，要想在计算机中实现计算，必须先解决现实世界中的信息如何映射到计算机世界中，开发计算机信息系统中第一步就是将各种各样的信息保存到计算机中，然后才能进行后续的加工处理。因此掌握各类信息的表示方式对大学生日后的计算机学习和应用都具有重要的意义。《大学计算机基础》课程的长期教学中将重点放在如何将计算机作为工具来使用，淡化了对计算机学科的认识，这样无助于计算技术中最重要的核心思想与方法的掌握。本文探讨如何在《大学计算机基础》课程中帮助学生建立信息符号化的计算思维方式。
1 基于素质教育的教学内容设计
以往在本章节的教学中，往往将重点放在各种数制的变换方法，忽略培养学生信息符号化的思维能力。针对这种情况在“信息表示”教学中我们利用相关知识点，有意培养学生对计算机的认知能力，使学生在潜意识中提升计算思维能力。
1.1 抽象的理论和现实世界将结合
计算机采用数字化编码的形式对信息进行存储加工和传送，信息的数字化表示是指采用一定的基本符号、使用一定的组合规則来表示信息，在计算机中采用二进制编码，其基本符号是“0”和“1”。首先让学生了解掌握计算机中信息表示方法的重要性。以往学生不了解自己学了二进制知识有什么用处，不知道在使用计算机中处处都有二进制的影子。由于计算机中采用二进制，数值型数据以及非数值型数据都以二进制的形式存储和处理，非数值数据包括字符、声音、图形和图像等。所有电子计算机中的数据都是以二进制形式来存储和传输的，它们直接影响到计算机工作的各项指标，如：硬盘有多满，下载速度有多快，网上支付有多安全，屏幕可显示的最高分辨率是多少？计算机的最快运算速度是多少？理解了二进制的工作机制，也就意味着理解了计算机怎样处理信息的，许多计算机技术的神秘面纱也会随之被揭开。
1.2 计算机为什么可以计算
计算机是一个复杂的电子器件，不具备智能，但是能够完成各种复杂的运算。那么在计算机中如何通过内部电路实现运算？
（1）二进制中的算术四则运算能够转换为布尔运算。
图1以二进制加法为例演示：
（2）门电路可以实现基本布尔运算。教学中可以开关和灯泡设计一些简单的电路图来模拟布尔运算的实现。开关代表输入的二进制数据，灯泡代表输出值。（3）最后总结数值运算如何在计算机中处理的过程：Step1：首先参与运算的数可以转换为二进制数；Step2：二进制数运算可以运用基本的布尔运算来实现；Step3：基本的布尔运算都可以由计算机硬件电路所处理通过了解计算机如何完成计算的过程，让学生不再感觉计算机是个黑盒子，了解计算机是如何设计出来的，计算机通过硬件电子部件能够完成各种复杂的运算，从而启发学生的主动性、灵活性和创造性。
2 设计灵活多样的教学手段
《大学计算机基础》课程是面对刚入学的大学一年级新生，讲课中应采用灵活多样的教学方法，内容力求通俗易懂。
例如：讲解二进制数制特点时，图2中5张年龄卡片以“猜生日”小游戏作为知识引入。
教师：请这位同学回答：哪张卡片中有你的生日？
学生：第1张有，第2、3，4张没有，第5张有。
教师：你的生日是17号。
学生：呀！老师您怎么知道的。
教师：这就是本节课大家要学习的内容：二进制数和十进制数及二进制数转化为十进制数。
通过上面的方式，激发学生的学习兴趣，创设出具有感染力的信教学情境，有效调动学生的学习积极性和热情；让学生体会科学探索的方式和方法。能把教师的讲授和学生的逻辑思维有机结合起来，加强师生之间的多边活动。教学中增加案例式教学和动画视频演示等，培养了学生分析问题和解决问题的能力。同时为学生选择案例时，教师通常会根据学生的兴趣和理解能力选取一些简单易懂的案例。
3 小结
本文分析了当今《大学计算机基础》课程面临的问题和挑战，重点研究在教学改革中将如何培养学生面对信息社会的基本素养为出发点，同时给出了该教改模式的思路和设计方法。经实践表明，该模式较好地提高了学生的学习兴趣，对课堂教学也起到了积极推动作用。
参考文献：
[1]战德臣，聂兰顺.大学计算机.计算与信息素养（第2版）.北京：高等教育出版社，2013：27.59.
[2]钟晴江.大学计算机.北京：高等教育出版社，2013：37.60.
作者简介：李琳（1971.），女，副教授，主要研究方向：软件工程、人工智能。
