大学生计算机基础教学中的计算思维培养的探讨

时间：2024-05-19

贺琳

（广州商学院计算机系，广东广州510000）

1 “大学计算机基础”课程发展现状

“大学计算机基础” 课程是本科生进入大学后首先学习的计算机课程。近年来，许多高校都把该课程列为必修的公共基础课程之一。课程内容根据不同学校的要求，主要讲授计算机系统平台、信息处理、计算机网络、程序设计基础、数据库基础等领域的基础知识与基本技术。课程的培养目标是要求学生不仅掌握计算机科学与技术的基础知识，而且应初步具备利用计算机分析和解决问题的意识与能力，为学生终身学习以及更好地使用计算机及相关技术来解决本专业领域问题奠定基础。

2 计算机基础教学中的计算思维能力

计算机基础教学是学校教育的重要组成部分，该课程的教学内涵及目标在于将时代的特征和需求充分地展现出来，从而不断地创新，与时俱进。该课程的目标一方面是在于向学生传授计算机基础知识及相关技能性知识、应用能力等，另一方面就是注重提高学生的计算机课程的思维方式，努力培养学生运用计算机解决问题的能力和思维，使其整体素质得到提升、改革创新及实践的能力不断强化，进而使其综合素质得到提高。因此，当前，越来越多的学校将基于计算思维能力培养的研究和探讨作为亟待解决的新课程目标和主要任务，将其加入学生综合素质培养的关键环节。计算思维能力培养在近些年逐渐成为计算机基础教学课程研究的重点课和核心任务。计算思维这一思维方式是每一个人都应具备的最本质的，正如人们要进行阅读、写作等活动一样，是人们在各种活动中必不可少的基础思维方式，在学校的计算机基础教学课程中引进计算思维理念，其最主要的目的就是让学生掌握和应用计算思维能力，能够在未来的学习和工作中熟练运用。因此，作为学生的计算思维能力培养的重要载体，计算机教学基础课程起着举足轻重的作用和影响。

3 基于计算思维能力培养的课程实践

如何明确、恰当地将计算思维融入“大学计算机基础”课程教学过程中，以提高学生运用计算机知识抽象问题、进行问题求解和形式化描述的能力，对新形势下计算机基础教学改革来说，是一个挑战和必须面对的课题。

3.1 教学组织过程具有针对性和系统性

“大学计算机基础”课程是计算机基础教学的第一门课程，也是计算思维培养的关键。但是如何正确理解计算思维的实质、如何在课程中引入计算思维的讲述方法、如何完成课程的目标，要解决这些问题，教学的组织和教师队伍的提高就成为关键。为了保证“大学计算机基础”课程的教学效果，我们在课程实践中，要求任课教师首先进行认真学习和交流，加强自身的认识提高，尝试采用渐变的模式、小班试点的方法，进行教学实践，并收到了一定的效果。

（1）布置专题、组织研讨、定期交流。计算思维能力的培养需要对教学内容重新理解和认识，以不同的讲授方法传授给学生，并在教学过程中自然引入，这对教师是一个挑战。计算机基础教师队伍的特点又很难让大家都能很好地适应这种教学观念的转变。因此，在教学中我们采用布置专题、组织研讨、定期交流的方法，加强学习，深入研讨，提高教师对计算思维能力培养的认识。对课程中的能够体现计算思维的知识点分专题布置，然后组织任课教师讨论，以更好地把握知识点的讲授。教学中定期组织教师或通过网络进行交流，吸取多方经验和做法。通过这些活动使授课教师理清了思路，明确了任务，并达成了共识，从而逐渐改变了讲授的方法，注意在教学中加强计算思维能力培养。

（2）结合专业背景开展计算思维能力的培养。吸收由不同专业背景、从事计算机研究与应用的教师组成教学团队，结合不同院系的专业背景进行计算机教学，教学中结合实例，重点介绍计算机在不同学科的应用和解决问题所涉及的方法和思想。达到既阐释计算学科的普通思维，又给出面向特定学科专业的案例的教学效果，以提高学生对本专业计算机应用的认识和理解。

（3）采取渐变模式，小班试点，逐步提高计算思维在教学中的影响力。在教学过程中，要求个别院系班级首先尝试进行教学实践，然后将体会和经验进行推广。

3.2 教学内容制订具有启发性和探索性

“大学计算机基础” 课程的很多内容都对计算思维提供了很好的诠释和生动的案例。在教学内容的组织上，按照教学大纲，首先归纳出知识单元，然后梳理出知识单元中所涉及的计算思维，要求教师改变传统单程知识讲述的教学方法。在传授知识的过程中，引出思考点，将知识传授转变为基于知识的思维传授，讲授可见的、可以实现的思维，突显计算思维能力的引导。因此，在教学设计过程中，教师要引导学生对问题进行抽象、分析，掌握所涉及的计算原理，通过抽象与自动化，使学生形成问题求解的思路。特别是要设计好师生互动环节，给学生提出问题的机会。然后还要善于引导学生积极有效地思考、讨论，给予学生充足的时间，鼓励学生积极回答，探索问题的求解方法。教师必须事先精心设计每堂课教学内容，重点要放在培养学生的思维能力上。

如讲授计算机系统组成时，介绍图灵机模型思想；讲授操作系统时，介绍进程控制、存储管理等引出的思维；讲授计算机网络时，介绍协议、约定引出的思维；讲授数据模型时，介绍关系引出的思维；讲授信息安全时，介绍验证码的产生和它引出的思维。同时，教师在授课过程中，还向学生介绍思维导图的工具，引导学生在学习中注意知识归纳和总结，从而增强学生的计算思维。

3.3 实验内容设计具有趣味性和综合性

传统教学策略在设计实验内容时，更多的是增加学生的感性认识和上机实验能力，缺少趣味性和综合性，忽视了计算思维能力的培养。由于大学生对新鲜事物好奇，有着丰富的想象力，因此，好的实验内容设计，要尽量趣味化，贴近生活，给学生留出创新思维的空间，并能让学生进行问题抽象化、求解思路化和描述形式化。在实验内容设计时，除要求学生完成一般基本的题目，还适当给出一些综合性的题目，要求学有余力的学生完成，并给予适当的指导。同时，利用网上学习中心平台向学生提供相关计算思维的文章和学习资料，要求学生在学习之余阅读，并提交学习的体会。

3.4 课程考核标准具有基础性和实用性

以计算思维为核心的课程改革正在不断地探讨和深入，实施中还会遇到一些问题需要解决和面对。对于该课程的考核标准，我们认为应该体现“大学计算机基础”课程在高等教育中的基础性地位。对于技能性要求的内容，要求学生必须要达到考核标准，具备在信息化社会中熟练使用和操作计算机的能力，这些技能型知识的学习通过大学计算机基础实验课程来完成。对于思维性训练的教学内容，则应该精心设计考核内容，检验学生通过课程的教学获得了哪些思维方法，检验学生抽象问题、解决问题的思路。