基于计算机思维能力培养的计算机基础教学模式浅谈
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作者:曾莉
摘要：随着社会信息化程度不断升级，对于如何培养当代大学生具备“计算思维”让他们获得信息技术和创新的能力的问题已经成为高校计算机教育的一大重点和难点。该文对计算机基础课程教学计算思维培养提出了改革的思路。
关键词：计算思维;计算机;计算机基础
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）32-0109-02
Abstract：As social informatization improves， how to train contemporary college students to have "computational thinking" and enable them to acquire the ability of information technology and innovation has become a major focus and difficulty in computer education in colleges and universities. This paper puts forward some reform ideas for the training of computational thinking in Basic Computer Course.
Key words： computational thinking; computer; basic computer course
1 大学计算机基础教育现状
现代信息技术渗透在社会的各行各业，人们通过信息科技获得便利和高效率，在这种信息化的社会背景下，大学生的计算机能力培养的地位越来越重要。但是，分析我国高校现状，计算机基础教育远远滞后于信息技术的发展与应用，普遍存在着一些问题，计算机技术注重能力培养而忽视了思维的锻炼;新技术出现而教学内容没有及时更新;教学目标滞后于社会的人才需求;学生的学习方式与教学模式不匹配。这些问题让学生无法利用学习到的计算机知识来解决研究领域中的问题。而非计算机专业学生学好大学计算机基础课程更是以后学习其他信息类课程重要的基石。让学生掌握计算机的“思想”和“能力”，最终目的是使学生能利用计算机作为工具来解决其专业领域一些实际问题。但经过了作者多年的计算机基础教学的实践经历发现：当学生刚接触计算机这门课程的时候，对其充满了期许，希望能学习掌握这门技术拥有这项技能，一开始学习时会花很多时间和精力研究，但随着学习难度增加，学生对计算机知识世界的理解感觉吃力，而老师在教学过程中也忽略了传授计算机思维和实际的应用，学生渐渐就失去了学习热情，并且在脑海里日渐形成课程枯燥、沉闷、用处不大的不好印象，最后无法达到计算机基础课程学习目的。这就必须从教学内容和教学方法进行改革，探索在计算机基础课程中如何真正让学生领会计算机的“思想”和“方法”，從而使学生学以致用，在现实生活里去使用计算机技术来解决生活工作中的事情，让计算思维成为大学生具备的能力。
2 计算思维
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的一系列相关的思维活动。计算思维是现代科技人才是否能实现跨学科创新而应该拥有的能力。作为大学生刚步入大学校门的第一门课程《计算机基础》将成为培养大学生计算思维的一门重要的启蒙课程。以培养学生计算思维能力为核心，将计算思维如同逻辑思维一样植入到计算机课程中，学生不仅需要学习单纯的计算机理论知识，而是需要把计算思维成为一种进入社会前拥有的一种能力。
3 以培养计算机思维为目标的计算机基础课程改革思路
1） 不同学科专业对于计算思维能力和计算机技术的要求是不一样的，因此广州医科大学采用以培养学生计算思维目标为导向，与专业相融合的分类教学模式。将学生按照工学、医学、管理学、法学等学科采取分类教学，教学过程中教学授课内容上做了区别，并根据学科需要培养学生的计算机能力，为学生利用计算机知识和技能解决专业领域的问题打好基础。以广州医科大学为例考虑到专业后续计算机课程要求将计算机基础课程分为三类，包括有医学、检验学、影像学等专业为《EXCEL数据处理》与《Photoshop图像处理》;管理学、法学、护理学专业为《OFFICE办公自动化》与《Dreamweaver网页设计与Fireworks图像处理》;而生物医学工程为《C语言程序设计》（如图1所示）。教学内容安排、教学方法以及教学过程设计都会针对专业进行不同的设置。虽然教学内容不同，但是所有学生均可通过学习计算机基础课程后参加全国计算机等级考试考取计算机一、二级证书。生物医学工程专业学生学完一、二学期的内容后可以参加计算机二级统考的《C语言程序设计》模块。教研室老师还会组织学生参加计算机有关竞赛。
2）采取问题导向式、任务驱动式、案例教学等综合的教学模式，教学目标是尽最大的可能调动学生学习的积极性，促进学生自觉投入到学习中去。以广州医科大学信息技术教研室为例，教研室老师会根据分类教学分成几个小组，小组都由高级职称具有丰富经验的教师负责管理，设计教学内容、选择使用的案例和设计教学过程，并要求进行市场调研，确保案例、项目具有满足各专业领域的教学性、通用性与实用性，并且课程所用的案例和教学能帮助不同专业的学生利用计算机来解决他们各自领域上的一些实际问题。根据专业设计一些相关的案例，例如在《EXCEL数据处理》教学中，临床医学专业中设计了关于医学数据统计分析案例，学生分析案例的背景，进行小组讨论，并分工使用EXCEL的统计功能完成任务。
3）充分利用在线教学资源。广州医科大学发挥E学中心平台的云课堂的作用，建设了计算机基础网络课程，老师课前给学生布置自学任务，学生网上观看视频、PPT进行自主学习，碰到难点可以与线上的同学和老师进行讨论，及时寻求到帮助和解答。同时，为了加深学生对知识的理解，将各章节的操作重点和难点制作成辅助视频，并配以原始说明文档，讲解整个任务的完成过程，同时学生能一边观看视频，一边实践操作，从而更好地掌握问题解决的方法。在课中还有章节小测与实验评分环节，同学们紧密的黏合在云课堂中，老师进行调控以及布置任务。 4）在课堂教学之余，选择部分知识点，提供案例素材，让学生完成一些开放性的作业，学生结合课中学习的技术通过自主查询资料确定研究的主题，分析问题，选择合适的技术、方法解决问题，然后老师再做适当的指导，培养主动学习能力的目标。
5）在实践教学内容的设计上，我们将每一章的实验内容采用“从简单到复杂”的方式，即从一道浅显有趣实验题开始，再布置一道需要发挥计算思维能力综合的题目。题目分为按结构化、半结构化题目和非结构化3个层次，逐步提升学生的问题求解能力。
6）学生评定方法改革
改革后的教学，学生的课堂参与度很高，师生互动良好，课后在线上也保持紧密的联系，学生对课程的評价分数也比往年高出5%左右。课程注重学生课前的自学、课中活跃的表现以及完成实验的情况，学生成绩的评定方法（如图2所示）。重点放在平时的实验、课前准备以及课堂表现是否积极主动。考查内容可以反映学生学习态度，是否善于搜集和处理信息的能力。学生课前自学+课堂任务+实验+小组讨论共占50%，这对推动学生积极参与课堂完成实验有一定的作用。要完成课堂任务、实验、参与小组讨论的前提是要有很好的课前准备，必须环环相扣。每次上课学生都是有备而来，全力以赴。也会存在学生之间的差异，但是小组讨论也是互相学习、互帮互助的过程，因人而异由小组长分配任务，最后共享小组课程设计的成绩。
4 小结
广州医科大学计算机基础课程教学改革，主要是提高学生如何去获取信息、分析信息、处理信息的能力，从而达到培养大学生“计算思维”能力的教学目标。教师在教学的每个环节中都融入计算思维，使教学活动上升一个新的高度。学生最终在课后学会利用计算思维去分析与解决工作与生活中所面对的现实问题。
参考文献：
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[3] 聂兰顺，战德臣，宋巧红.计算思维的教学内容与方法研究——以“算法”和“系统”两种问题求解的计算思维为例[J].工业和信息化教育，2013（6）：21-27.
[4] 张松敏，王国强.案例—任务驱动模式的计算机程序语言教学探究[J].计算机教育，2010（2）：132-134.
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