以计算思维为导向的大学计算机基础课程教学改革研究

王颖娜

摘  要：随着对计算思维的深入研究，使计算机教育领域发生了新的变化。该文对大学计算机基础课程的现状进行了分析，提出了计算思维在计算机基础教学中的重要性，从教学目标、教学内容模块化、按专业类别分类教学、教学方法的多样化和综合评价上来阐述基于计算思维的计算机基础课程教学体系改革，为提高本科学生计算机基础教学质量奠定基础。

关键词：计算思维  计算机基础  教学体系  改革

Abstract： With the in-depth study of computational thinking， new changes have taken place in the field of computer education. This paper analyzes the current situation of computer basic course in universities and puts forward the importance of computational thinking in basic computer teaching. It expounds the reform of teaching system based on computational thinking from teaching objectives， modularization of teaching content， classification of teaching according to professional categories， diversification of teaching methods and comprehensive evaluation so as to improve the computer foundation of undergraduate students teaching quality.

Key Words： Computational thinking; Computer basics; Teaching system; Reform

目前，各大高校开设的大学计算机基础课程都是面向非计算机专业学生的一门计算机基础课程。但随着学生计算机技能水平的提高，很多学生在中小学就开始学习信息技术课程，对计算机的认识和相关软件的操作已经有了一定的基础。从而导致该门课程在高校的教学过程中一直不被重视，很多学生和老师认为该门课程可有可无，学生缺乏学习主动性，教师教学效果欠佳，致使部分师生质疑该课程是否还有存在必要性。而随着计算机基础研究的不断深入，计算思维体系的提出也不断促使计算机基础的教学与研究有了新的发展方向。为此，针对目前大学计算机基础教学存在的瓶颈，特引入以计算思维体系，通过对笔者学校大一学生的调查问卷分析，并结合多年的教学经验，在进一步明确开设大学计算机基础课程的必要性的同时，深入探讨构建基于计算思维的计算机基础课程教学体系。

1  大学计算机基础课程现状分析

随着计算机技术和互联网技术的广泛普及，以及中小学信息技术课程的开设，如今大学生入学时的计算机技能水平显著提高。通过对该校大一部分学生进行问卷调查，从2 063位学生反馈的信息中，了解到对于大学计算机基础课程讲授的知识，特别是Office章节内容，50.75%的学生表示接触过Word，73.24%的学生表示接触过Excel，65.2%的学生表示接触过PowerPoint。大部分学生在办公软件操作上有一定基础，自认为已经掌握了Office相关内容，对该章节的学习比较松懈。但是通过后续实践操作我们又发现学生们在实际操作中仍然有许多问题：操作不熟练，遇到具体制作某种效果时，不知道该从何处下手;对于一些复杂问题不会分析;不会对数据进行处理得到有效信息，等等。另外，由于该门课程涉及的知识内容较多，是计算机学科知识的一个压缩版，在学习过程中，学生表示知识内容散、难记，学完就忘，并没有真正掌握相关内容。

通过追踪调查了解，经过一个学期的学习后，学生对于该门课程的态度有了较大改观，44.64%的学生认为该门课程很重要，41.54%的学生认为该门课程重要，只有0.92%的学生认为没有必要学习。并且75.42%的学生认为该门课程对自己的专业有所帮助，81.34%的学生后续还想继续学习计算机类的相关课程。

因此，對于高校学生来说，通过计算机技术和方法来解决专业问题是一项必备的能力，提高大学生的计算机应用能力也是大学基础教育的重要组成部分，该门课程是不可或缺的、不可替代的。

2  计算思维能力的培养

在这样一个信息化时代，我们不能只教会学生一些计算机基础的固有知识，还需要培养学生的一种思维方式、一种问题求解的思路和方法，能够运用计算机来解决一些实际问题，今后能够自觉地学习计算机的相关知识和技能，这也就是对学生计算思维能力的培养。

什么是计算思维呢？首次提出此概念的是美国卡内基·梅隆大学周以真教授，她在2006年3月于计算机权威杂志《Communication of the ACM》上发表了名为《计算思维》（Computational Thinking）[1]的文章，给出了计算思维的定义和说明。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等的一系列思维活动。这一概念的提出随即在计算机界及相关领域引起了广泛的关注与讨论，并开展研究。与此同时，在我国对于计算机思维的研究也在逐步进行，并推动了大学计算机课程的改革。2010年《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》的核心要点也强调“需要把培养学生的‘计算思维能力作为计算机基础教育的核心任务”[2]。由此可见，培养学生的计算思维势在必行。

3  构建基于计算思维的计算机基础课程教学体系改革

对于学生计算思维的培养，是一个长期的过程。在此过程中，需要根据一定的计算机相关课程来构建一套完备的教学体系和教学方法。为此，就大学计算机基础课程而言，为培养学生的计算思维能力，在以下几个方面进行改革。

3.1 教学目标

大学计算机基础课程是对学校非计算机专业的大一学生所开设的一门公共基础必修课。内容涉及计算机各领域概念和知识层面的内容和大学生必不可少的应用技能。随着计算机技术的发展，软件技术的迭代更新，该课程对较新的操作系统和Office办公软件进行了介绍，并加强了网络技术基础、网络信息安全基础的内容，同时对计算机等级考试二级公共基础知识的内容进行讲解，对学生的实际操作能力进行了加强。通过该课程的教学，不仅让学生掌握了计算机的基础知识，而且引入计算思维理念，通过“理论+实操”的教学模式，使学生具有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高级应用打下一定的基础。

3.2 教学内容

计算机基础课程的教学内容分为计算机基础知识篇、办公软件操作篇、公共基础知识篇3个模块，具体内容如下。

（1）在计算机基础知识篇中，主要拓宽学生的计算机基础知识面，介绍计算机的基本原理、引入计算思维的概念和网络技术的相关知识。

（2）在办公软件操作篇中，主要提高学生的实践动手能力，通过一些与专业相关的案例练习，锻炼学生运用计算思维思考和解决问题的综合能力。

（3）在公共基础知识篇中，主要培养学生的计算思维能力，涉及到数据结构与算法、程序设计基础、软件工程基础和数据库设计基础的基本内容。其中，算法是关于解决问题的方法，是计算思维能力培养的重要内容。通过计算思维实现计算方法解决专业学科中的一些问题。

3.3 分类教学

笔者学校是一所拥有11个分院、55个本科专业的综合性大学，包括了经济、法学、人文、外国语、管理和会计等文科类专业，理工、建筑等理工类专业，体育、艺术等艺术类专业，由于专业设置的多样化，统一的公共计算机基础课程教学内容已经不能满足学生的需求，因此采用根据不同专业的特点，对教学内容的侧重点不同，进行课程分类教学。另外，学生在大一修完计算机基础课程后，还可根据自己的专业需求及兴趣爱好选修计算机类的其他课程。现该校开设的计算机类选修课程有Python语言程序设计基础、C语言程序设计基础、VB语言程序设计基础、PhotoShop图形图像处理、Access数据库程序设计基础、办公自动化高级应用等。

该校计算机基础课程的教学时数为64学时，包括了理论课时和实验课时，根据不同专业类别，其中理论课时和实验课时占比会有所调整。各专业的计算机基础课程知识结构及课时安排见表1。

3.4 教学方法

（1）在理论课程中，教师需要对教材内容进行梳理，采用相应的知识模块或主题模式，循序渐进地开展教学难度，选用与专业相关的教学案例，利用问题求解驱动的教学方法，引导学生算法求解的思路，培养学生对复杂问题分解、抽象、求解的能力，并结合多媒体教学实现理论知识的讲解。让学生初步掌握计算机理论与计算思维之间的关系。

（2）在实验课程中，通过设计与专业相关的实验内容，以小组为单位，讨论和分析了专业问题点，这种带着任务的学习方式，不仅明确了目标，还可以调动学生学习的主动性，锻炼和提高学生运用计算思维思考和解决问题的综合能力。由于公共课学生人数较多，可在实验教学中可使用控屏软件或Windows系统中的“放大镜”功能进行操作演示。

（3）在日常教学中，构建多元化的教学平台，利用雨课堂、微助教、腾讯课堂等教学软件平台，提供丰富的教学资源，增加师生“教”与“学”的互动交流。

3.5 课程考核

该门课程考核由3个部分构成：平时成绩（包括上课、上机出勤表现、作业等）、期中成绩和期末成绩，综合评价和考核学生对计算相关知识的掌握和应用学习情况。期中、期末考核采用考试系统上机考试，该考试系统不仅能对客观题进行评分，还可以对主观操作题进行在线评分，达到了随机抽题、千人千卷的考试要求。每次考试前都会由教研室老师统一确定题型、分值、范围等。这种考核方式不仅提高了考试效率，而且还能突显出学生的学习效果，进一步避免了学生考前突击背诵重点的情形，更加客观、公正地反映学生学习的真实水平。

总之，通过将计算思维理念引入到计算机基础教学中，不仅可以增强学生的学习兴趣，还可以提高学生分析问题和解决问题的能力，同时为后续计算机类课程的学习奠定了基础。实践证明，引入计算思维的大学计算机基础课程的教学改革，提高了一定教学质量和教学效果。当然，这项改革是一项长期的过程，我们还需在教学实践中不断探索。

参考文献

[1] 任颖，王丽娜，方霞.计算思维为导向的大学计算机基础教学研究[J].软件工程，2020，23（2）：56-58.

[2] 张立铭，富春岩.计算思维下的大学计算机基础课程教学模式研究[J].信息与电脑：理论版，2018（24）：251-252.

[3] 牟亚.以计算思维培养为导向的高中信息技术课程教学实践研究[D].四川师范大学，2020.

[4] 吕洁，李瑛，杜晶.以計算思维为导向的大学计算机基础课程改革的实践与探索[J].计算机工程与科学，2019，41（S1）：1-5.

[5] 王梅娟，李辉，韩敬利，等.基于计算思维的大学计算机基础课程改革研究与实践[J].计算机教育，2020（3）：59-63.

[6] 晏莉娟.面向创新创业的民办高校计算机基础课程教学改革研究[D].华中师范大学，2015.