基于计算思维的大学计算机基础课程模块化、进阶式教学改革的研究

王颖娜

【摘要】近年来，计算思维的出现和发展为大学计算机基础教学研究提出了新的思路和方向。通过对我校计算机基础课程现状地调研和分析，阐述了我校计算机基础课程改革的指导思路，就如何提高学生计算思维能力，学生结合专业利用计算机解决实际问题的能力，提出一些教学改革的对策。

【关键词】计算机基础课程;计算思维;教学改革

在全球信息化浪潮下，社会各行各业对大学生的计算机应用能力提出了更高的要求和标准，强化计算机知识及应用能力的培养已成为各高校计算机基础教学发展的新趋势。这不仅要让学生了解计算机是什么、能够做什么、如何做，更重要的是要了解这个学科领域解决问题的基本方法与特点，并能够将计算机解决问题的思想和方法应用到自己的专业领域中。因此，在计算机基础教学中，培养和拓展计算思维能力非常关键，它将直接影响着教学质量的提升。

一、计算思维概念及国内外研究现状

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学周以真教授首次明确计算思维这一概念，运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学的思维活动得到了广泛的认可，同时对计算机相关教育也带来革命性转变。

2007年，美国国家科学基金会启动了“大学计算教育振兴的途径”计划，即CPATH。CPATH在于通过“计算思维”从根本上改变本科计算教育的内容。该基金会认为这种思维范式的改变将会为美国产生更多的新的财富，并最终提高美国人民的生活质量。随后，英国2013年“新课程计划”、澳大利亚2015年“新课程方案”也都将计算思维作为新信息技术课程的重要内容。

与此同时，国内几乎与国外同步地关注到计算思维的研究进展以及对于大学计算机教育带来的潜在影响。2012年，教育部教高司函﹝2012﹞188号文件正式公布，批准“以计算思维为导向的大学计算机基础课程研究”等22个大学计算机课程改革项目，以培养计算思维为重点，推动大学计算机课程改革。2013年，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会发表了《计算机教学改革宣言》，指出以计算思维为切入点的大学计算机课程改革，将是大学计算机课程的第三次重大改革，旨在通过培养学生计算思维的意识和方法，提高计算机应用水平。在2017新版《普通高中信息技术课程标准》中，则进一步明确指出：信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。可见，培养学生的计算思维势在必行。

二、目前我校计算机基础课程现状调研与分析

计算机基础课程是对我校非计算机专业学生开设的公共基础必修课程。内容涉及计算机各领域概念、知识层面的内容和大学生必不可少的应用技能，包括操作系统Windows 10、Office 2010办公软件的介绍，并加强了网络技术基础、网络信息安全基础的内容，同时对全国计算机等级考试二级公共基础知识的内容进行讲解，加强学生的实际操作能力。通过本课程的教学，不仅让学生掌握了计算机的基础知识，初步掌握利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力，提高了学生的计算机素质，为将来应用计算机知识和技能解决自己专业实际问题打下基础，也为学生参加全国计算机等级考试二级MS Office高级应用打下基础。

为有效改进课程的教学质量，达到更好的教学效果，我们课题组对我校2019级部分专业学生进行了计算机基础知识的摸底调查，有1069位同学参与了问卷调查。从问卷中主要了解到：

（1）学生接触计算机的时间，有56.88%的学生从小学开始接触计算机，并学习过信息技术课程，只有1.03%的学生在升入大学前没有接触过电脑。

（2）学生在学习这门课程之前接触过哪些计算机知识，具体占比如图1所示。

由此图可以看出，大多数学生在大学入学前基本接触过电脑，并有一定的操作基础，只有少部分学生没有接触过。

（3）我们重点统计和分析了学生对该门课程不同知识模块的关注度。我们把计算机基础课程所涉及的知识点分为了10个模块，学生对各模块的关注度如图2所示。

（4）各专业学生对所学内容的感兴趣的章節也略有不同，如图3所示。

（5）有78.95%的学生认为学习该课程后对自己的专业学习有帮助，并且后续还想继续学习计算机类的课程，主要感兴趣前三名的课程有图像设计、动画设计和程序设计。

从统计结果中分析发现：

在入学前大部分学生接触过电脑，并有一定的操作基础，由于地域差异的影响，学生计算机基础差异大;

在学习过程中，学生对应用性知识模块的兴趣比例远大于理论知识模块，Office章节模块还是学生最感兴趣的部分，且无太大专业相关性，各个专业对Office章节的关注度较高;

大部分学生认为学习计算机基础课程对自己的专业学习有所帮助，他们更加希望学习内容可以与专业背景相结合，将所学计算机技术运用到自身专业领域中。并且，他们对获取信息技能的欲望越来越强烈，后续还想继续学习计算机类的课程。

三、我校计算机基础课程改革研究

1.我校计算机基础课程改革的指导思路

针对当前新形势教育背景下的大学计算机基础课程进行改革研究，以计算思维能力培养为核心，通过教学及实践研究，打破传统的教学内容模式，根据各专业应用需求，开展模块化、进阶式的计算机教学内容体系。这样，学生能够在原有计算机应用能力的基础上，系统、规范地且循序渐进掌握与自身专业有关联的计算机基础应用技能，使计算机基础课程真正做到以学生需求所授，为专业应用服务的教学目的。

2.具体措施

（1）课程理论教学内容改革

课程理论教学内容改革主要是对现有大学计算机基础课程中所涉及的计算机原理性的知识内容进行有效梳理，并针对不同专业背景及应用需求对所授理论课程知识内容进行分类整理，将教学内容划分成若干模块，每个模块的知识点是一个完整的体系，且模块之间是相互联系的，这样更能够有效应对当前学生的认知需求。在课堂讲授方面，以教师对教材内容的讲授为主，采用主题或课题贯穿、循序渐进、多视角教学等方式，结合多媒体教学课件实现知识传播与思维方式的初步建立，让学生初步掌握计算机理论与计算思维之间的关系。