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计算思维能力在计算机基础教学中的培养

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  摘要:随着计算机技术的发展,计算机基础课程在教学过程中也在不断地进行改革。计算思维的概念提出后,以培养学生计算思维为导向成为课程改革的主要方向。本文分析了在教学过程中出现的问题,提出了计算思维的培养方法,以促进教学。
  关键词:计算机基础;计算思维;教学改革
  中图分类号:G642 文献标识码:A
  文章编号:1009-3044(2019)12-0087-02
  随着科技的发展,信息技术在各行各业应用越来越广泛,计算机基础课程在大学教育中也越来越重要,目前很多高校都会在大学一年级开设这门课程。计算机基础主要培养学生对计算机的基础知识的掌握和实践应用的能力。近些年,随着信息技术的普及,计算机基础课程也出现了一些问题。在计算机科学与技术的推动下,各学科领域都呈现了与“计算”相关的需求,普适计算、云计算、网格计算、可穿戴计算等,这就要求在计算机基础教学中引入计算思维能力。
  1 目前大学计算机基础教学现状
  1.1学生的计算机基础水平差异较大
  目前,很多高校在大学一年级都会开设计算机基础课,主要培养学生对计算机基础知识的掌握和实际应用能力的操作。随着计算机的普及,很多大城市的学生在中学阶段都已经学过信息技术课程,对计算机的操作有了一定的基础,而偏远地区的学生则很少接触计算机,因此不同地区的学生计算机水平差异较大。在教学过程中,老师很难做到兼顾所有学生,有一定基础的学生认为这门课程很简单,不能引起学生的兴趣,没有学习的热情,没学过的学生则认为这门课程很难学习。
  1.2教材落后,教学内容陈旧
  随着社会的快速发展,计算机技术也在快速的发展,但是很多高校使用的教材却跟不上时代的变化,学习的内容还是老版本,技术落后,不能与时俱进。机房的设备老旧,不能及时跟上计算机的发展变化,更新比较缓慢。
  在教学内容方面,很多高校计算机基础课程的教学内容和学生的专业之间没有关联,导致学生对课程不够重视。因此,很多高校对计算机基础课程的课时进行压缩,由54个学时压缩到36学时,还有些学校甚至压缩到15个学时,通过几次讲座完成这门课程,基本操作部分由学生课下自己完成。这门课程的存在成了一个形式,对学生的未来发展不能起到任何作用。
  2 计算机基础教学中计算思维的提出
  2006年3月,美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授提出计算思维的概念,他认为“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动[1]。”
  以计算思维为导向的新一轮改革为计算机基础课程教学研究注入的新的生命力。计算思维能力的培养将作为计算机基础教学的核心任务[2]。将计算思维引入计算基础教学,是具有普适性的思维训练,能够很好地解决在教学中出现的问题,能够让学生学会解决和处理问题的能力。计算思维是运用计算机科学的概念进行问题求解,以人类行为能够理解的包含计算机科学广度的思维活动,按照计算机求解问题的方法考虑问题求解,以构建出相应的算法和基本程序。计算思维作为学生必备的基本素质,为其专业学习提供了更多的学习方法。计算思维若与学生专业知识背景结合起来,能够使他们更有能力解决复杂的实际问题,从而激发学习的热情和创新能力。
  3 计算思维能力在计算机基础教学中的培养策略
  3.1完善教学内容
  根据以往在计算机基础课程教学中存在的问题,应对教学内容进行相应的改革,以逐渐培养学生计算思維能力的教学内容为基础,对知识点进行重新整理,同时把计算思维作为核心内容,突出其重点。教学内容方面需要以计算思维能力的培养为指导,计算机的教学不仅要让学生掌握必要的计算机知识和技能,更重要的是培养学生运用这些知识和技能解决实际问题的能力。在教学中对教材和教学内容进行适当删减,主要介绍计算机基础知识、基本原理、硬件组成、程序设计、计算机网络、操作系统的应用、数据库的应用等内容,在进行理论教学的过程中还要注重培养学生解决实际问题的能力。
  3.2转变教学方法
  在实际的教学过程中,教师要重点培养学生的计算思维能力,根据教学内容采取多元化的教学方式,例如采用任务驱动式教学法、自主探索式教学法及案例式教学法等。在教学中结合学生的专业内容,促进学生在学习过程中更好地掌握计算机的知识与技能[3]。例如在应用案例式教学法时,教师选择的案例应该是结合学生的专业内容。首先向学生展示做好的案例,吸引学生的注意力,引起学生的兴趣,激发学生的学习欲望,通过简单的介绍,创设情境,然后布置任务,明确学习目标。通过讲解案例的具体制作过程,组织学生分组完成学习任务。学生在学习过程中可以通过网络教学平台或者互联网等不同的途径进行自主学习,这个过程中如果出现问题可以通过小组互相讨论,协作解决,教师主要随时了解各小组的学习情况,并进行针对性的指导。当任务都完成后,要对自己学习的主要内容进行总结,并展示共享,其他学生可以发表自己的看法,对提出的问题,学生之间可以互相讨论,最后教师再进行总结。采用案例式教学法中,教师应根据学生的情况进行适当的引导,让学生通过协作学习主动思考完成任务即掌握了“问题求解”的方法,从而实现了对学生解决问题能力的培养。
  4 结束语
  随着科技的不断发展和计算机技术的广泛应用,计算机基础课程中以培养学生计算思维能力至关重要。通过计算机基础课程的学习,学生不仅能够掌握计算机的基本知识,利用计算机解决自己专业方面的问题,而且还能够提高分析问题、解决问题的能力。教师在教学过程中也要不断进行探索,改进教学方法,促进学生计算思维能力的培养。
  参考文献:
  [1]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,2011(1):7-11.
  [2]朱勇,杨洪伟,宋晓强.大学计算机基础教学中计算思维的培养途径[J].计算机教育,2013,185(5):35-38.
  [3]谢鹏,张红梅.以培养计算思维为导向的大学计算机基础课程教学改革与实践[J].计算机工程与科学,2016,38(a01):245-247.
  【通联编辑:王力】
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