基于计算思维的计算机基础课程教学实施过程研究与实践

曹建英　门瑞

摘 要：贯穿计算思维导向，培养学生计算思维能力，是大学计算机课程教学的改革的途径之一。文章提供了一种可复制的课堂教学过程，该过程综合体现了探究式、任务驱动式及网络自主学习的教学模式的优点，能够极大地提高学生自主学习的积极性，将计算思维贯穿于教学过程中。以探索问题来引导和增加学生的学习兴趣，进行任务分析、探索讨论，最后再归纳出结果，从而得到清晰的思路、方法和系统的知识，在完成教学任务的过程中，培养分析问题、解决问题以及用计算机处理信息的能力。

关键词：计算思维；教学模式；MOOC

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，以及人类行为理解的涵盖计算机科学广度的一系列思维活动[1]。当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个解决问题的有效工具，人人都应掌握，处处都会被使用[2]。当然，它也应当有效地融入我们每一堂课之中[3]。大学计算机基础课程是大学生进校之后学习的第一门计算机类课程，为了培养学生计算思维，在其教学中，必须真正地从学科价值、思维方式的角度去规划设计课程，从而达到即使不是程序设计课程也同样能让学生养成学科的思维方式，培养计算思维的目的[4]。

把网络教学手段融入计算机基础教学体系中来，形成一个计算思维思想指导下的模式化的教学形式，一方面达到思维培养的目的，另一方面，可以提高教学效率。其中，实施MOOC教学方式，优点更为突出，MOOC大规模涌现，人人都可以很方便地获取各类课程资源，为了更好地培养学生的计算思维能力，作为大学计算机基础这门课程的教师，应当将教学的重点放在为学生寻找更好的MOOC资源，布置任务，引导学生积极主动的学习，检查学习效果，及时督促不按时学习的学生等方面，而如何组织课堂教学，有没有固定的模式可以借鉴，是相关教师最为关心的问题[5]。文章以大学计算机基础中程序设计这节课为例，对课堂教学的过程展开详细的描述，供相关教师借鉴。

1 教学过程研究

课堂教学过程可组织为“7步循环大课堂”模式。“7步循环大课堂”就是每节课均以前一节课后10 min的预习为起点，与本节课的学习相对接，形成一个“环状大课堂链”。教学过程主要包括：教学准备、线上学习、督查、串讲精讲点拨、提问解答、成果展示、分组讨论、评价反馈7大环节。

1.1 教学准备

在教学准备阶段，本着先学后教的理念，进行学习问题设计、学习方法点拨，预留给学生质疑问题的空间。在每节课最后的10 min，教师要让学生做好下节课程内容的预习工作（每节的起点就是上一节课的后10 min）。

1.1.1 学生分组

以自愿组合、发挥个人特长为原则，组成互动学习小组，全班30人，每5人一组。

学习小组命名，确定1名小组长，小组成员进行分工合作。建议分工：全体成员共同负责探讨问题的实现；一个负责汇报；一个负责制作PPT；一个负责整理测试题中存在问题，汇总在自主观看视频中遇到的疑难问题，准备好在上课时解决；一个负责互评；一个负责自评。

1.1.2 安排学生课下学习的任务

（1）观看在线视频，认真做好笔记。

（2）完成在线测试题。

（3）布置实验项目。

（4）布置课前预习思考题。

1.2 教师串讲精讲点拨

这一环节主要是教师针对学生进行点拨，剖析、分析解决问题的思维方法和思维过程，重点是易混点、易漏点之处的讲解和答疑，同时也应规范学生的一些概念、方法、习惯与步骤，指导学生学会系统梳理，总结归纳，形成完善的认知结构和认知能力，注重学生学习能力与思维习惯的培养。

1.3 问题解答

对于线上测试题错误率高的题目的进行讲解。

教师课前对在线测试题作答情况进行统计分析，对出错误率较高的题目进行筛选，在课堂上展示，并随机选择同学进行回答，教师作最后的分析补充。现场互相提问讨论并作答。

1.4 秀成果

秀成果阶段是各小组同学根据本组对课前所布置的实验项目的完成情况，选出完成较好的作品进行展示交流，共享学习成果，并进行知识的迁移运用与提升的过程。每个小组以选派代表的方式，将成果进行展示讲解，交流小组成员解决问题的思维过程和解题方法。交流展示的同学要声音洪亮，口齿清晰，PPT设计要合理规范，图文清楚，符号准确，尽可能精炼表达。

1.5 分组讨论

（1）根据前一阶段的成果，提出自己的意见。

（2）列举现实生活中和本节课知识点相关的例子。

1.6 评价反馈

在课堂教学过程中，评价反馈是提高教学效益的一个重要手段和途径，教师本着“适时评价，及时反馈；真实反馈，准确矫正”的基本要求进行自评、互评与教师评价相结合的多元评价方式对学习效果进行全方位评价。

评价理念强调评价内容的全面性和综合性，强调对学生活动和掌握知识程度的关注，着重考察学生的信息素养，加强对计算思维能力的培养，在评价过程中教师不仅要重视学生的书面成绩，更要加大對学生各种新型思维能力和实践动手能力培养的重视力度，提倡教师在授课过程中注意观察学生的实际操作过程，并能及时有效地给予指导，能够综合分析学生的作品，指导他们将理论知识运用到解决遇到的实际问题当中去，进而考察他们的计算思维能力和动手能力。

2 结语

“7步循环大课堂”教学模式，有效解决了“课上线下”和“课下线上”的矛盾。在我校连续两年的实施过程中，其显著特点是学生的课下线上学习任务具体明确，课上线下讨论展示开放自主。开放自主展示激发起每个学生心底成功的愿望，成为学生坚持自主学习的长效动力来源。学生代表的讲解与质疑、小组的讨论与答疑成为课堂的主要形式，从学生精彩的展示与有质量的质疑中，教师充分感受到了学生的思维的深度与效度、课堂的优质与高效。在学生展示环节，既有小组代表的精彩发言，又有其他成员的补充与质疑，充分体现了学生之间的小组合作，充分实现了学习过程与结果的共享。学生在课堂上带着预习过程中的收获与感悟、困惑与思考来到课堂进行展示，寻求交流与合作，印证思维过程与解题方法的正确与否，让教师看到了课堂上的知识生成与学生的情感升华，感受到了思维的碰撞与良好学习习惯的日渐形成。在这样一种课堂模式下，实施“设计、抽象、实现” 三位一体[6]的计算思维能力培养，更具体、更易于实现，该教学模式具有可复制性的特点。

[参考文献]

[1]WING J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM，2006（3）：33-35.

[2]陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011（1）：7-11，32.

[3]佚名.全国“计算思维与计算机导论”专题学术研讨会记要[C].桂林：全国“计算机思维与计算机导论”专题学术研讨会，2008.

[4]牟琴.基于计算思维的计算机基础课程教学与学习的模式研究与实践[D].成都：四川师范大学，2012.

[5]龚沛曾，杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学，2012（4）：106-110.

[6]刘贵松，陈文宇，王晓斌，等.计算机学科本科生计算思维能力培养模式的探索与实践[J].中国大学教学，2013（10）：25-28.