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基于计算思维的大学计算机基础课程改革与实践

范文

覃章荣孟令娟

摘? 要：针对目前在大学计算机基础课程教学中存在的问题，结合我校的实际教学情况，提出以培养学生计算思维能力为导向，从教师教学理念转变、课程内容重组与优化、教学模式和方法、课程网络学习平台构建等方面，对该课程进行改革与实践，以此提高我校计算机基础课程的教学质量，提升学生的综合素质和培养其创新能力。

关键词：大学计算机基础; 计算思维; 教学方法; 网络学习

中图分类号：G642? ? ? ? ? 文献标志码：A? ? ?文章编号：1006-8228（2019）04-66-03

Abstract： Aiming at the existing problems in the teaching of computer fundamentals and the actual situations of our university， the reforms and practices on the course are carried out with computational thinking in the aspects of the change of teacher' teaching ideas， the reorganization and optimization of curriculum content， the teaching mode and method， and the construction of course network learning platform and so on. It is hopeful that the reform and practice can effectively improve the teaching quality， enhance students' comprehensive quality and cultivate their innovative ability.

Key words： computer fundamentals; computational thinking; teaching method; network learning

0 引言

大学计算机基础是我国高校普遍开设的一门公共必修课，主要目的是培养大学生的信息素养与计算机应用能力。但是随着社会的快速发展，计算机知识加速更新，计算机网络与移动通信技术的突飞猛进等，该课程教学面临着许多新的难题与挑战[1-2]。自从2006年美国卡内基·梅隆大学周以真教授在美国计算机权威杂志ACM上明确提出计算思维的概念后，计算思维得到了计算机教育界的高度重视和广泛支持，从而引起了一轮新的教学改革热潮[3-4]。因此，如何将计算思维引入大学计算机基础课程中进行有效改革，培养学生的计算思维能力，使其学会运用所学的计算知识去思考和解决实际问题，对提升学生的学习成绩和课程教学质量，特别是提高学生的综合素质和培养其创新能力具有重要的现实意义。

1 课程教学中存在的主要问题

分析我国高校当前大学计算机基础课程的教育现状，以及结合我校近年来该课程的实际教学情况，我们列出该课程的教学主要存在的几方面的问题[5]。

1.1 课程教学强调实用主义，偏重计算机操作技能

长期以来，大学计算机基础课程教学比较强调“实用主义”以及偏重于教授计算机操作技能，形成了“教計算机应用基础就是教如何使用计算机软件工具”等片面观点，以至于计算机技术更新快，教师不得不疲于跟踪和更新教学内容，而教学内容的更新往往又跟不上计算机技术的发展速度，从而导致学生学完这些教学内容后随着计算机技术的更新，很快可能发现所学的内容又已经过时了，在今后的学习和工作中遇到新的问题，也不知如何使用所学的计算机知识去解决。

1.2 教学内容繁多，包罗万象

大学计算机基础课程教材内容包罗万象，计算机文化基础知识，操作系统，办公软件使用、数据库、多媒体知识、计算机网络与信息安全等等，基本上是计算机各领域知识的“浓缩版”。课程教学内容繁多，逻辑结构比较混乱，很多知识都是只介绍了一些基本概念和专业名词解释，往往只说了“是什么”而难以进一步解释清楚“为什么”。要掌握如此繁多的知识对于非计算机专业的学生来说是一件非常困难的事情，况且并不是所有知识都需要所有专业的学生都要掌握，直接导致的后果就是学生进入大学后，对第一门计算机课程兴趣不大，甚至产生恐惧与厌学心理，逃课率较高。

1.3 忽视学生专业特点，教学方法单一

我国高校一般都涉及到哲学、经济学、教育学、文学、管理学、理学和工学等多个学科门类，由于各学科门类的差别比较大，再加上计算机信息技术早已广泛渗透到各个学科领域，不同专业的学生对大学计算机基础课程的教学内容存在不同层次的需求，如果对于所有不同专业的学生简单地使用同一本教材和同一种教法，势必导致部分学生所掌握的计算机知识和技能无法满足其后续课程学习的需要，可能会直接影响其专业课程的学习效果。

2 计算思维与计算机基础教学

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学周以真教授在美国计算机权威杂志ACM上提出了计算思维的概念，并认为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涵盖计算机科学之广度的一系列思维活。计算思维是人类求解问题的一个途径，是每个人应当掌握的一种基本技能[3]。计算思维的提出得到了国内外计算机教育界的高度重视和广泛支持。2010年7月在西安交通大学举办了第一届“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”，在发表的《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》中明确提出了要正确认识大学计算机基础教学的重要地位，把培养学生的计算机思维能力作为计算机基础教学的核心任务。2013年7月在东北农业大学举办的第二届全国“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”上，发布了“计算思维教学改革白皮书（征求意见稿）”，进一步明确和坚定了大学计算机基础课程以计算思维为核心的教学改革方向。

由此可见，在该课程中引入计算思维已经是大势所趋。目前全国许多高校均已围绕计算思维对该课程的教学改革进行了实践和探索，并且取得了一些成果。我校作为一所普通地方性师范类综合大学也将根据自身的实际情况，提出在大学计算机基础课程中引入计算思维进行教学改革，在教学理念、教学内容、教材建设、教学方法和模式、网络学习平台建设等方面进行初步实践与探索。

3 在计算思维导向下的课程改革与实践

3.1 转变教师教学理念

在传统的大学计算机基础课程教学中，由于受“狭义工具论”以及实用主义等思想的影响，许多教师在多年的教学当中已经形成了一些相对固定的教学模式和方法，许多课程知识教起来“轻车路熟”。而面对计算思维新概念，大家了解甚少，面临许多困难，感到改革很吃力，甚至有人持怀疑态度，不太愿意主动进行改革。因此，在课程中引入计算思维，首先需要教师对计算思维有比较全面的认识和理解，要引导教师多关注计算思维教学方面的改革，举行讨论会或者公开课进行经验交流，鼓励教师外出参加有关培训和研讨等，使教师在教学理念上有所转变，这些是确保课程教学改革取得成功的前提条件。

3.2 重组与优化课程教学内容

基于计算思维的计算机基础课程教学内容重组，并不是要全部颠覆原有的课程内容，而是在原有内容的基础上进行必要的增删改，以及重新组织及优化。为了让学生对计算思维概念有基本了解和体验，在教学中增加了介绍计算思维基本概念的教学内容，增加了程序设计教学内容;为了精简教学内容，删除了网页制作和Flash动画制作等章节。将原课程理论教学内容，如计算机工作原理、处理机模型、信息编码与存储等这些可以明显体现计算思维的教学案例补充细化，按照计算思维的思路与方法进行教学，不但要让学生知道“是什么”，更要让学生知道“为什么”，以此培养学生的计算思维意识。把原课程关于常用工具软件使用等教学内容全部放到实验教学中，用典型实例的形式将要求学生掌握的有关知识融合到实例中，通过让学生多做实例实践活动来提高和培养他们的实际动手能力以及使用计算思维思考和解决问题的能力。另外，根据教学内容的重新组织和调整情况，我们重新编写了《大学计算机基础》和《大学计算机实例操作教程》两本教材。

3.3 根据专业特点分级教学

我校目前拥有多个不同的专业学科门类，不同专业对计算机基础知识和计算思维能力的要求是不同的，如果對所有学生的教学采取同一本教材，同一种教法的传统模式势必会打击学生的学习积极性和影响学习效果。因此，根据学校的实际情况和专业特点，将教学分为三个层次：第一个层次只要求了解基本计算机基础知识和计算思维概念，重点要熟练掌握Word、Excel和PowerPoint办公软件的操作应用，通过操作实践活动初步培养学生简单的计算思维能力，其主要适用于体育和艺术等专业;第二层次要求掌握基本计算机基础知识和计算思维的概念，熟练掌握Word、Excel、PowerPoint和Access等办公软件的操作应用，并要求设计和完成一定数量的综合性作品，该层次适用于经济管理等专业;第三层要求对计算机系统和原理等知识和计算思维要有深入的理解，除了要熟练掌握常见办公软件的操作应用与完成综合作品外，还要求掌握程序设计及会使用编程解决一些实际问题，重点通过程序设计培养学生使用计算思维思考与解决问题的能力，第三层次适用于物理化学等理工科专业。此外，还应在具体的教学中，灵活综合运用任务驱动型、案例型、主题研究型等教学方法，以有效调动学生学习积极性，提升学习效果。

3.4 构建课程网络学习平台

大学计算机课程学习仅靠教师在有限课堂上的教学是远远不够的，还应考虑充分调动学生的主观能动性，让他们在课后进行有效的自主学习，从而提升学习效果。随着计算机与网络技术的飞速发展，建设课程网络学习平台供学生在线自主学习已成为一种新的学习模式。因此，我们设计与构建了该课程的网络学习平台，平台主要由教务、教师以及学习管理三个系统构成，各系统的具体功能模块如图1所示。教务和教师管理系统是基于传统B/S工作模式的网站，运行在PC机上，教务管理系统主要提供对整个平台的维护管理和教学资源等;教师管理系统主要为教师提供作业任务的发布以及对学生课后利用平台自学的监管和学习效果的量化评价等;学习管理系统有运行在PC机上的网站和运行在智能手机上的APP两个版本，两者功能基本相同，学生既可以选择相对固定的PC机，也可以选择使用手机随时随地灵活学习。

4 结束语

计算思维是每个人在现代社会中发挥职能必须掌握的一种基本技能，将其引入大学计算机基础课程中以培养学生的计算思维能力是新一轮教学改革的热点。我们针对该课程教学中存在的问题并结合我校的实际情况，提出以培养学生计算思维能力为导向，从教师教学理念转变、课程内容重组与优化、教学模式和方法、课程网络学习平台构建等方面对课程进行了改革实践与探讨，初步实践证明，通过教学改革提高了我校计算机基础课程的教学质量，提升学生的综合素质和培养其创新能力。

参考文献（References）：

[1] 石云.“计算思维”带给高师院校计算机教育的机遇与挑战[J].中国校外教育，2012.7：167-168.

[2] 唐培和，徐奕奕，李威龙等.关于计算思维教学改革面临的思考[J].工业和信息化教育，2013.6：82-86

[3] 陆汉权，何钦铭，徐镜春.基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容设计[J].中国大学教学，2012.9：55-58

[4] 嵩天，李凤霞，蔡强等.面向计算思维的大学计算机基础课程教学内容改革[J].计算机教育，2014.3.

[5] 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，2012.15（7）：7-11

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