基于计算思维导向的大学计算机基础教学改革研究

    孙琰，张丽伟

    [摘 要] 从计算思维贯穿整个大学计算机基础课程入手，分析课程教学的内、外在原因，阐述大学计算机基础课程教学中遇到的困惑和亟待解决的问题，强调大学计算机基础课程改革的重要性和必要性，探讨基于计算思维的大学计算机基础理论和实践相结合、学生参与度更高的教学改革新方向。

    [关 键 词] 计算思维；大学计算机基础；教学改革

    [中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）04-0164-01

    一、研究背景

    计算思维是一种思维方式，是周以珍教授于2006年提出的，她认为任何人都应具有像计算机科学家一样的思维过程，当遇到一个问题的时候首先考虑可不可以用计算机来解决，如果可行又该如何去解决这个问题。对新生一代如果没有这种计算思维能力，则很难融入这个信息技术飞速发展的社会。将学生计算思维的培养融入计算机课程中是近些年国内外计算机教育者的一个普遍共识，得到了一定的认可。可以说计算思维的引入在计算机教学的新一轮教学改革中发挥了重要作用。结合我校学生的实际状况，就如何培养具有计算思维的较高信息素质的综合型人才进行研究，希望对大学计算机基础教学改革有一定的助推作用。

    二、大学计算机基础课程内容体系及教学目标

    大学计算机基础是非计算机专业学生进入大学的第一门计算机课程，旨在帮助学生提高其科学素养、信息素养和运用信息及信息工具的能力、举一反三的能力以及创新能力，该课程对学生的理论水平和实践应用能力都有较高的要求。课程内容主要包括导论、信息编码与表示、计算机系统组成与结构、操作系统、网络及应用数据库技术基础等必备的计算机知识，此外加入Python模块。课程以计算思维为主线，Python作为实践语言，完成各模块的学习，最终目的是解决计算机各领域中的问题。

    三、大学计算机基础教学中亟待解决的问题

    （一）现有教材难以支撑本校需要

    计算机是发展快速、知识更新快的一门学科，选用的教材往往与快速发展的计算机教学不匹配，同时选择已有教材无法突出本校特色和学生专业特色，不足以支撑学生日后的计算机相关应用。

    （二）分配学时有限（实践学时比重较小）

    按照人才培养方案计算机课时数有限，学时不足是阻碍计算机教学发展的一个原因。大学计算机基础是理论和实践并重的课程，理论、实践学时分配不均，容易忽视学生的动手实践能力，导致学以不能致用。

    （三）课堂学生参与度不高

    以往的课堂以教师讲为主，内容多为“满堂灌”，学生的参与度不高，教学手段相对单一，教学效果不能令人满意。

    （四）考核方式单一，激励不足

    以期末考试成绩作为最终课程成绩，不注重学生的综合素质和能力的培养，学生平时学习过程的投入度不够高，长此以往就会失去学习的主动性。

    四、基于计算思维的改革

    （一）加强自编教材的建设

    教材质量对教学质量有着举足轻重的影响，保证教材质量就是保证教学质量的源头，教材是为学生服务的，能够使教学内容合理化的同时内容体系也与时俱进，自编教材的优势显而易见，它具有更强的针对性和实用性。教材编写时应引入计算机领域中的新成果、新技术，按照教与学规律，吸纳本校教师的智慧和经验，引导学生在计算机知识浩瀚的海洋中游荡，勇敢地迈向科学的高峰。自编教材的文字内容应该新颖，逻辑性强，以计算思维的培养为主线，突出我校特色及学生的专业特色，为学生今后的职业生涯打下坚实的基础。

    （二）有效增加自主实验时间

    大学计算机基础涵盖了计算机科学里的多数分支，知识点多且繁杂，往往理论需要更多的时间，而实验是学生通过主动学习获得认知的过程，没有实验的配合，计算机教学就不会达到好的效果。理论和实验学时分配时应灵活掌握，针对我校的特殊性，理论应精讲，收放有度，实验要精心设计，有效支撑、配合学生的理论学习。可为学生提供自主上机时间，与理论学习时间达到1∶1，安排各章相应大作业，学生从中感受发现问题、分析问题、解决问题的整个过程，有效锻炼学生自主学习的能力并鼓励学生进行创新性设计。

    （三）采用新颖多样的教学手段

    有效开展課堂教学是教师教学过程中的重点关注问题，微课、MOOC等的出现为学生学的过程注入了更多活力和更广阔的学习空间，有效利用多元化元素整合课程内容是计算机教师应具备的基本能力。针对不同章节采取翻转课堂、边讲边练、教师精讲、线上线下同步学习、基于项目等灵活多样的教学模式，课课不同，形式新颖，激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，给学生留有更多的自主学习空间。结合计算思维关注学生未来的职业发展作为课堂教学的着眼点之一，与学生紧密相关的案例更容易被接受和理解，也更有其应用价值。

    （四）阶段性考核方式更加灵活

    终结性考核缺乏对教学各环节的有效监督，而阶段性考核会更好地助推学生对计算机的学习投入时间，调动了学生学习计算机的积极性，增加了考试压力，学生学习主动性会有一定的提高。不仅加大了师生间的互动，还有助于教师及时获得反馈，调整自己的教学方法。通过大型作业直接认定成绩，通过难度大，考查学生学以致用和创新能力；通过章节测试、期中、期末考试几部分成绩核算最终成绩（包括理论和上机），以此全面考查学生的综合计算机素质。

    计算思维的引入能够帮助学生学习大学计算机基础这门课程，选择合适的教材、理论实践并重、教学手段灵活、增加考试压力都可以有效激发学生的学习兴趣。在教和学的过程中可能会不断出现新的问题，希望本文能与一线教师共同探讨基于计算思维的大学计算机基础教学改革。

    参考文献：

    [1]邓红卫，魏书提，王樱，等.基于计算机思维能力培养的程序设计课程教学改革[J].衡阳师范学院学报，2013（12）：145-147.

    [2]何钦铭，陆汉权，冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学，2010（9）：5-9.

    [3]赵立双，刘艳春.基于学生“计算思维”能力培养的高校计算机基础教学改革与实践[J].自动化技术与应用，2015，34（6）：95-99.