计算思维计算机基础论文

2022-04-20

摘要:计算思维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念,如何在非计算机专业的计算机基础类课程中培养学生的计算思维,成为了计算机基础课教学的一个重要课题。该文首先讨论计算思维的基本特征,然后分析和研究了怎样进行相应的计算机课程教学改革,怎样在教学的各个流程中充分运用计算思维能力,提升学生的综合素质和整体能力。以下是小编精心整理的《计算思维计算机基础论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

计算思维计算机基础论文 篇1:

试论计算机基础教育中计算机应用及思维能力培养对策

[摘           要]  现阶段,计算机应用能力及思维能力的培养已经成为计算机基础教育中的重点。主要对计算机应用及思维能力培养的必要性开展分析,明确其不仅是社会发展的需求,也是促进学生良好发展的重要举措。重点对计算机基础教育中计算机应用及思维能力培养的有效对策开展探究,如开设第二课堂、注重科学思维与计算机应用的结合、创新教学方式等,以期凸显出计算机基础教学特色,提升教学效率与质量,培养优秀的计算机人才,为关注此类话题的人们提供参考。

[关    键   词]  思维能力;计算机基础教育;应用能力

随着时代的进步、社会的良好发展,对计算机人才的需求与日俱增。在此背景下,计算机基础教育显得尤为重要。要想实现良好的教育效果,满足现代教育发展需求,应该优化教育理念,创新教学模式,提高对学生计算机应用能力的重视度,使其科学使用计算机,将其作用发挥至最大,并加强对学生创新思维能力的培养,进而在日后岗位中提高工作质量,在新的市场环境中脱颖而出。因此,对计算机应用和思维能力培养对策开展积极探索具有重要的现实意义。

一、计算机应用及思维能力培养的必要性

在科技时代背景下,社会对计算机高素质应用型人才的需求与日俱增。但在以往教学中,过于注重理论知识的讲解,忽视了学生应用能力和思维能力的培养,不利于实现良好的人才培养目标。因此,为改变这一现状,有必要加强对学生计算机应用及思维能力的培养,提升学生的综合能力,为社会输送高素质、高质量的计算机应用型人才,促使其能够充分发挥自身作用,有效适应岗位,在实现自身价值的同时,为社会发展与进步做贡献[1]。

在社会高速发展的新时期,面临很多新挑战,对计算机应用型人才能力要求越来越高,不仅要具备丰富的专业知识、较高的计算机应用水平,还需要具备创新性思维。在过去的计算机人才培养中,通常只是对计算机进行简单的操作。此种技术水平逐渐呈现了与社会发展不适应的现象,很难适应新时期的工作岗位,而且在日益激烈的市场中是不占优势的。强化计算机应用能力的培养是社会发展的要求,是时代发展的必然趋势。因此,为了满足这一需要,促进计算机基础教育成效加强,需要积极更新过去的计算机人才培养理念,有效将科学思维渗透在计算机基础教育中,并强化计算机应用能力的培养,优化教学模式,使教学设计具有创新性、新颖性,促进学生计算机思维能力增强。与此同时,还需要将学生的应用能力作为教育中的立足点,提升其实践技能,为社会发展培养高质量计算机人才,推动计算机领域进步,使其上升到一个新高度。

二、计算机基础教育中计算机应用及思维能力培养对策

(一)改善教学方法

在以往计算机基础教育中,由于教育方法落后、教学模式单一,难以引起学生兴趣,不利于良好氛围的营造,导致学生学习积极性差,思维能力未得到有效锻炼,计算机应用水平偏低。为解决该问题,教师应该树立新的教学理念,积极创新教学方式[2]。在此方面,应以提高学生计算机应用能力为基础,优化教学模式,提升学生的计算机应用水平。这就需要教师改变以往自身在课堂中高高在上的地位,将学习的主动权还给学生,充分突出学生的主体地位,以便促使其积极参与到计算机教学实践活动中,发散其思维,激发其学习欲望,对学生的学习潜能进行深入的挖掘。在新时期,多媒体技术日益成熟,逐渐应用在教学领域,并取得了较为理想的应用效果。因此,在计算机基础教育中,为增强教学效果,有效进行计算机应用能力的培养,促使学生思维发散,可采用多媒体教学方式。主要因为该教学模式具有先进性,呈现了独特的优势,集声音、文字、视频等多种功能于一体,不仅可对学生的各个感官进行刺激,集中其注意力,还可以创设相应的情景,为学生呈现直观的画面,对学生学习效率与质量的提高具有重要意义。

例如,在实际计算机基础教育中,教师可借助多媒体设备创设问题情景,引发学生思考,促使其主动对问题答案进行探索。如,某企业针对某工程项目,要求学生通过Excel对相关材料信息进行统计,并借助PPT进行讲解。以此情景为基础,让学生进行相关的操作[3]。通过情景的创设,不仅可让学生认识到计算机软件与现实生活是息息相关的,加强其对计算机知识学习的重视度,还可调动学生的积极性,在相应的情景中按照要求进行操作,进而逐渐提升其计算机应用能力。与此同时,与日常生活结合,还可避免学生产生抵触心理,其对自己所熟悉的事物会更加感兴趣,对学生思维的扩散是有帮助的。在学生自己动手操作中,可能会遇到各种各样的问题,此时教师最好不要将答案直接告诉学生,而是扮演好指导者角色,结合实际问题,有针对性地对其进行指导,并给予一定的鼓励,使其从中能够受到启发,并积极处理,对学生自我思考与解决问题的能力进行锻炼,既可让其获得成就感,又有助于实现预期的教学效果。

除此之外,在计算机基础教育过程中,为真正提升学生的计算机应用能力,教师还需要尽可能多地为其提供实践机会,注重实践活动的开展,确保学生能够将课堂上所学到的理论知识合理地应用在实践中,达到学以致用的目的[4]。例如,可采取项目教学法,为学生布置相关的教学任务,如某项目版面的设计,让学生以小组为单位进行探索,并开展评比,以调动学生的积极性,通过任务驱动,锻炼学生的计算机应用能力。

(二)积极开设第二课堂

在新时期,对计算机基础教育提出了新要求,不仅要教授学生相关专业知识,还需要注重学生思维能力的培养,与现代素质教育相适应。因此,在实际教育中,应该勇于突破以往教育思维的局限性,积极开设第二课堂,为计算机教学注入新鲜血液,使其更具特色,为学生个性化特征的展示提供机会,激发学生学习计算机的热情,进而从根本上提高学生的计算机应用能力,达到培养学生思维能力的目的[5]。第二课堂的设置,有效延长了学生学习计算机的时间,为其计算机应用能力增强提供了有利条件。在计算机基础教育中,教师需要对第二课堂進行合理利用,将培养学生的创新思维作为重点,注重学生创新精神的培养,促使学生全面发展,提高学生的综合素质,从而培养社会所需要的高质量创新型人才。

例如,针对第二课堂,在设计计算机基础教育时,为了拓展学生思维,教师可以根据学生的特点与认知水平进行软件编写活动的设计,促使学生在实际活动中积极进行软件编写,对其实践能力、应用能力进行锻炼。在此过程中,教师应该以学生为中心开展活动,可设置一个主题或者一个方向,让学生以此为基础进行自主选择,增强学生的主人翁意识,将以往的被动学习变为主动学习,激发其学习兴趣。在此基础上,为促使学生各方面能力提升,教师还需要引导学生采用相互协作的方式进行编写,提升编写效率,在互相协作中,互相学习,共同进步,开展相关问题的讨论,使其发散思维,帮助学生从不同角度看问题,进而形成正确的解题思路,促使其解决问题的能力不断强化,同时培养其合作精神与创新能力。软件编写第二课堂的开设,一方面能够增加学生的计算机知识,拓展其知识面,开阔其眼界,促使其计算机应用水平提升;另一方面为学生自主学习能力和解决问题能力锻炼创造了机会,可促进学生全面发展,为其以后更好地胜任工作岗位奠定基础。[6]

(三)强化计算机应用及科学思维能力的融入

为了实现理想的计算机基础教育效果,教师应该注重将科学思维与计算机能力进行结合,并将其渗透在教学中,为学生计算机应用及思维能力的培养提供保障。这就需要教师对学生的计算机应用能力进行充分的了解,并有意识地将计算机应用贯穿于整个教学活动中,逐步提升学生的应用能力[7]。要想将科学思维有效融入计算机基础教育中,教师作为教育的主体需要明确科学思维所涵盖的范围,不仅包括计算机思维,还有逻辑思维、创造思维等,并在实践中得到充分的体现,以便在加强对学生计算机应用能力培养的同时实现对教学效果的优化,促使学生对计算机知识与应用能够进行创新性的理解,早日实现预期教育目标,培养复合型人才,满足当前社会发展需求,与时代发展相适应。

总而言之,为增强计算机基础教育效果,需要对传统的教学方式进行创新,对现代信息技术等合理运用,将其充分融入计算机教学中,优化教学成果,还应该重视科学思维和计算机应用的结合,不断提升学生的计算机水平与能力,通过积极开设第二课堂,培养学生的创新思维,激发其创造性,进而可培养优质的计算机人才,使其不仅具备较强的专业能力、超高的应用水平,还具有一定的思维能力,从而在计算机领域、行业做出卓越的成绩,满足时代与社会发展要求。

参考文献:

[1]胡瑞杰.试论计算机基础教育中计算机应用及思维能力培养[J].中国新通信,2020,22(8):150.

[2]张焕俊,王自力.计算机基础教育中计算机应用及思维能力培养研究[J].湖北开放职业学院学报,2019,32(20):136-137.

[3]田甜.“翻转课堂”教学模式下的高职计算机应用基础课程研究[D].石家庄:河北师范大学,2018.

[4]徐锋.高职《计算机应用基础》课程项目教学法研究[D].西安:西安电子科技大学,2018.

[5]胡忠海,王莹.计算机基础教育思维能力的培养路径分析[J].电脑知识与技术,2018,14(15):126-127.

[6]孙朝阳.计算机应用基础课程的建设实施方案[J].时代农机,2018,45(4):86,88.

[7]闫丽.关于计算机应用与计算思维能力培养的思考:评《大学计算机基础》[J].中国教育学刊,2017(3):128.

编辑 马燕萍

作者:熊皓

计算思维计算机基础论文 篇2:

基于计算思维的计算机基础课程的教学方法探讨

摘要:计算思维是当前国际计算机界广为关注的一个重要概念,如何在非计算机专业的计算机基础类课程中培养学生的计算思维,成为了计算机基础课教学的一个重要课题。该文首先讨论计算思维的基本特征,然后分析和研究了怎样进行相应的计算机课程教学改革,怎样在教学的各个流程中充分运用计算思维能力,提升学生的综合素质和整体能力。

关键词:计算思维;教学改革;计算机基础

随着科学技术的快速发展,计算机技术也发展迅速,社会的信息化程度越来越高,计算机应用能力也成为衡量大学生能力的标准之一,因此计算机基础教学在高校教学中的重要性日益突出。但由于受到一些客观因素的影响,许多高校学生的计算机掌握水平参差不齐,主要表现为以下几个方面:首先地区发展不平衡,由于教育部要求在中学阶段普及计算机教育,一些大中城市已经开设传统的计算机应用技术课程,但在偏远地区的学生只会上网,甚至有的学生从未接触过计算机;其次由于计算机基础课程的知识点相对比较松散,很难梳理出一条清晰的脉络,导致知识点相对来说不容易记忆;最后由于一些高校重视专业课教学,而忽略计算机基础等课程,使得部分学生对计算机学习的期望值大不相同,往往只是为了应付期末考试,导致学生的计算机应用能力低下。

2006年周以真教授在论文《Computational Thinking》中指出,计算思维同阅读、写作和算术一样,是每个人应该掌握的基本技能。2010年9 所高校联盟发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》(以下简称《联合声明》),认为计算思维能力的培养是大学计算机基础教学的核心任务,国内高校纷纷把计算思维作为计算机基础课程的教学改革方向,进行广泛的研究和探讨。因此针对教学过程中存在的以上问题以及社会对计算机应用能力的要求,在进行计算机基础课程教学的同时,培养学生的计算思维能力,成为了计算机基础课教学改革的一个重要课题。

1 计算思维

周以真教授指出计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为,包括约简、嵌入、转化、仿真、结构化程序设计、并行处理、分解、自动化等一系列方法。即计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等上述的方法,把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。因此,计算思维具有如下特性:

计算思维不等同于计算机编程,因此像计算机科学家那样去思考,不单纯是为计算机编写代码,还要能在多个抽象的层次上思维。

计算思维是人的根本技能,是为了在现代社会中更好地体现自身价值必须掌握的技能,而不单纯的是固定的模式,简单的机的重复劳动。

虽然计算思维是人类运用计算机科学的基本概念去求解问题的途径,但并不是要求人类像计算机那样思考。因为人类具有丰富的想象力,所以能够把不同的问题归纳为统一的模式求解,或者同一问题采用不同的模式进行解答,但计算机本身是枯燥沉闷的,根据人类为计算机事先设定好的流程,一成不变的去解决问题。

计算机科学是同时建立在数学思维和工程思维基础上的,因此不能简单的只是进行数学性的思考,而需要同实际世界之间进行互动,从而能够让数学思维和工程思维更好地实现互补和融合。

计算思维不是人类所创造的,同我们日常生活中能够接触到并真实存在软硬件不同,它是我们用来求解问题、设计系统和理解人类的计算概念。

计算思维不单纯只应用于计算机专业,可以应用于任何学科,任何领域。同时计算思维也不单纯是某个人独有的,而是能够融入整个人类生活的思维活动。

可以说计算思维是无处不在的,属于每个人应该掌握的基本技能,并能够应用在任何场合。同时在不同的学科领域里应用计算思维解决实际问题也是必然且有效的。所以需要把如何培养计算思维能力融入到计算机基础教学中去。

2 基于计算思维的计算机基础课程的教学方法

如何将计算思维融入计算机基础课程教学过程中,以提高学生解决实际问题的能力,是一个挑战。因此应该首先提高教师对计算思维的认识,从第一堂课程开始,教师应该有目的,有意识的向学生传递有关计算思维的概念和方法,使得学生能够通关相关方法解决实际问题,然后再逐步过渡到全面基于计算思维的教学。

2.1 调整教学目的

当前计算机基础课程的教学模式是一种知识型/技能型教学,更多关注于知识点的传授以及软件的使用操作,如二进制、Word和Excel等。而非计算机专业学习,特别是文科学生未来需要应用计算机来进行各学科的专业研究和创新突破。但现在的教学模式往往只能让学生学习相关的知识点和软件的操作技能,却不能很好的把计算手段应用到自己的专业领域。因此在设定计算机基础课程的教学目标时,保证向学生传授计算机基础知识及相关技能的同时,需要能够把计算思维融入到计算机基础课程的教学中去,注重学生计算机课程的思维方式的培养,提高学生抽象和解决各种问题能力,进而提高学生的综合素质。通过教学目的调整,有助于培养非计算机专业学生的创新能力,为未来采用计算机进行各学科的专业领域研究与创新突破奠定坚实的基础。

2.2 调整教学内容和教学方法

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,例如讲解计算机网络时,可采用分解策略,即自顶向下的方法来讲解计算机网络的原理及协议,即从应用层协议开始其它层讲解,从而让学生能够更深刻地理解计算机网络的基本原理,而不是只停留在上网的层面上;讲解Excel的合并计算时,可以采用并行处理的方法,即把大数据或大任务分解成小数据或小任务,然后将子结果合并成最后的结果;Excel的IF函数嵌套,则可以引入结构化程序设计中的分支结构,根据逻辑条件判断,选择适当的分支语句,执行相应的策略;Office中宏的概念,可以引入自动化的方法,能够使得软件或者机器设备在没有人直接的情况下,按照事先约定自动执行预定目标的过程;讲解冯诺依曼模型时,可以采用约简、嵌入、转化和仿真方法,将模型同人脑进行对比进行讲解,从而把一个困难的问题重新阐述成一个人们知道怎样解的问题等等。通过在日常的教学过程中,不断的采用相关的基本方法,能够让学生在潜移默化中采用计算思维来解决遇到的实际问题。

因此在讲解知识点的过程中,要改变传统的教学方法,根据知识点引出不同思考点,将理论内容同计算思维中具体方法结合起来,提高学生计算思维能力。因此每次上课前,教师需要事先设计相应的教学内容,可以在授课过程中,结合知识点讲解计算思维的相关方法,并且能够在实践教学中举一反三,从而达到利用计算思维解决实际问题的目的。可以每次课都有两到三个相关的知识点能够同计算思维相结合。但是在计算机基础教学过程中,不可能马上涉及到计算思维的方方面面,应该能够根据各专业的需求,从中选择合适的方法进行着重培养,提高学生计算思维能力。

另外教师在设计教学内容和教学方法时要考虑计算机基础课程的趣味性和实用性,可以通过兴趣的培养以及同日常生活起来,进而激发学生主动学习,达到提高学生计算思维能力的目标。在当前的教学模式下,设计教学内容和教学方法时候,大多注重的是知识点的讲解、软件操作技能以及学生的上机操作能力,忽视了计算思维能力的培养,让学生感觉课堂枯燥无味,失去了学习的主动性。因此,在设计教学内容时,兼顾趣味性和实用性,能够更加具有吸引力,更贴近生活,给学生留出创新突破的空间。

2.3 加强教学实践

针对当前计算机基础教学改革,在把计算思维融入到计算机基础课程的教学中的同时,需要兼顾知识点及软件操作技能的掌握,因此需要强调实践环节,培养学生的动手操作能力,提高学生的计算思维能力和实践能力,进而提高学生解决实际问题的能力。

加强实践性教学,是提高学生计算思维能力的重要手段。计算机基础教育在课堂上结合计算思维的相关方法,着重讲解计算机技术的知识点,而软件的操作技能再放在上机教学环节,能够将课上所讲授的知识点及相关的计算思维方法进一步巩固,有利于培养学生的学习兴趣和思维能力。实验内容可以分为基础实验、进阶实验和小组作业三部分。其中基础实验为必做,是掌握计算机技术知识点的基本保证;由于学生之间的水平参差不齐,根据其自身的情况,进阶实验则选择其中一部分来完成,用于巩固课堂上涉及到的计算思维的相关方法,能够达到举一反三的目的;小组作业为必做,一个学期从开学初进行,到学期结束,利用在课堂上所学到的知识点及计算思维的方法,来完成和自身专业相关课题的解决方案,在学期结束时进行相应的答辩,主要让学生能够通关计算思维的方法来解决生活中遇到的实际问题,提高自身在各学科的创新能力,全面提高学生的计算机文化素养。

2.4 师资队伍建设

由于计算机技术发展迅速,知识更新周期较短,对讲授计算机基础课的教师要求较高。部分教师的知识储备过于陈旧,自身根本不具备计算思维能力,甚至不了解计算思维。因此在计算机基础教学中就不能有目的有意识的结合计算思维来讲解知识点,更不会去培养学生的计算思维能力,更谈不上进行课程体系设计、教材的编写等等。为了计算机基础课程的教学改革更好的完成,需要全面加强师资队伍的建设,通过培训工作或学术交流来提高教师的业务水平。同时作为一名教师,自身应该不断加强计算思维的研究和探讨,在教学过程中,规范计算思维术语等,能够在潜移默化中培养学生的计算思维能力。

3 结束语

由于受到各种客观因素的影响,当前的教学模式全面过渡到基于计算思维的计算机基础教学,还需要较长的时间。在这个期间,需要我们不断的进行实践。在以后的工作中,需要认真考虑以下几个方面:首先计算机基础课程的课时有限,知识点相对繁杂,因此需要不断的对教学内容进行优化,这样才能在兼顾知识点的讲解的同时,更好地培养学生的计算思维能力;其次学生的计算机应用水平参差不齐,如果采用完全相同的教学方法,对基础相对薄弱的同学来说,效果必然会大打折扣,需要在教学的过程中,因材施教;最后需要建立完善的评价体系,通过学生的反馈信息,能够在教学过程中不断改进教学方法,从而更好地实现计算机基础课程的教学改革。

参考文献:

[1] Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of ACM,2006,49(3): 33-35 .

[2] 九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学,2010(9).

[3] 王飞跃.从计算思维到计算文化[J]. 中国计算机学会通讯.2007,3(11):78-82.

[4] 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).

[5] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会. 高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

[6] 牟琴,谭良.计算思维的研究及其进展[J].计算机科学,2011(3):10-15.

[7] Downey A.探秘Java:如何像计算机科学家一样思考[M].张平译. 浙江大学出版社,2004.

作者:翟剑锋

计算思维计算机基础论文 篇3:

基于计算思维的计算机基础教学改革研究

摘要:社会高度信息化,高职院校计算机基础课程的培养目标发生重大转变,以“计算思维培养”为导向的计算机基础教学是新时代培养学生信息素养的核心任务。通过分析计算机课程教学现状,阐述了在研究计算机基础教学改革过程中培养学生基于计算思维解决实际问题能力的思路和方法。

关键词:计算思维;计算机基础;教学改革

中国分类号:TP3-4 文献标识码:A

1 引言

在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中明确将教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,充分表明国家对培养人才的信息素养和计算机应用能力提出了更高的要求。提高学生思考和解决问题的能力,使计算思维成为当代大学生的基本技能[1],是大学生能力培养最重要的一个方面。

当前,教育部高等教育司确立了以“计算思维培养”为导向的大学计算机课程改革项目,把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务[2],在教学过程中培养学生通过“计算思维”解决专业领域问题的能力是计算机基础教学改革的重点。

2 计算机基础教学现状

目前,计算机基础课程教学过分偏重“以考促学”的应试机制,忽略对理论知识的串联讲解。首先,教学内容集中在操作系统和办公软件的菜单功能的使用,过分强调上机操作。其次,课程内容单一,前沿知识更新滞后,专业交叉延伸不足。陈旧的理论知识和程式化操作,对学生构建计算机知识体系的完整性存在严重偏差,缺乏全面深刻的认识导致学生失去对计算机基础的学习兴趣。最后,教师习惯把计算机教学等同软件学习,教学中缺乏引导学生掌握使用计算机工具或技术解决问题的基本方法和思路,不重视梳理和归纳同类软件的共通特点,忽视了计算机基础教学本源的技能[3] ,忽视了对学生计算思维能力的培养,导致学生不能做到“一通百通”[4],只会单一模仿教师演示的套路式操作,缺乏创新性,知识迁移能力严重缺失。因此,在教学中培养学生的计算思维能力显得尤为重要。

3 计算思维概述

计算思维是由现任哥倫比亚大学数据科学研究院主任及计算机科学教授周以真教授提出,即计算思维是人类在思维过程中参与制订问题及其解决办法的一种思维模式,通过这种方式能快速、有效地进行信息处理,提出问题的解决方案[5]。简单地说,计算思维是对现实世界进行信息抽象并利用工具实现信息转换的一种思维方式[6],抽象和自动化是它的本质,被认为是继“读、写、算”三大普适技能以外,人们适应信息化时代应该具备的技能。

“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响着我们的思维能力”是图灵奖科学家艾兹格.迪杰斯特拉的名言,笔者认为《计算机基础》的课程教学就是教师的工具,以“技能掌握为基础”精心组织和设计教学内容,以“培养计算思维能力”为核心目标是教学课程改革研究的方向,下面基于计算思维对计算机课程教学改革进行研究探讨。

4 基于计算思维的计算机基础教学改革

4.1转变认识,由知识技能传授转向计算思维能力培养

完整的课程知识理论体系和熟练的计算机应用能力是建立计算思维的基础,在解决问题的过程中逐步掌握计算思维的思路和方法,达到提高学生综合分析和解决问题能力的目标。首先,教师要以计算思维为引导,善于挖掘教学规律,指导学生掌握软件学习的方法。比如说计算思维的抽象,在讲授windows操作系统时,首先简单描述系统版本的变化,然后通过对比MS-DOS界面下的命令操作让学生感受到“视窗”系统的图像化以及操作简单的特点,最后抽象出Windows系统的常用操作方法为S-S-C(Select,Set,Confirm),以计算思维的方式挖掘计算机系统工作的规律完成知识迁移,引导学生完成相关操作。其次,在原有课程内容的基础上增设互联网+、云计算等科技前沿知识,丰富教学案例,结合学生专业设计实验案例,帮助学生构建完整的计算机课程知识体系,提高学生学习兴趣。

4.2基于计算思维,开展项目实验教学

采用“理论适度拓展-实验逐渐渗透”的项目驱动教学法,认真梳理和精心设计课程内容,结合学生专业需求设置不同的主题案例,综合性强、拓展性广的案例有助于学生全面深刻认识和理解所学知识,引导学生运用计算思维思考问题和解决问题。

举个例子,可以针对药学专业的学生设置下面的综合任务:采集某药房秋冬两季药品销售数据,要求对两个季度药物的销售情况进行统计分析,结果以PPT报告的形式汇报药房主管。案例中融入了ISTE和CSTA提出的计算思维的操作过程 ,展示了“确认问题、分析数据、抽象、设计算法、选择最优方案、推广[7]”这一计算思维的求解过程。该案例涉及多个知识点,包含了Excel数据排序、筛选、分类汇总、合并计算、图表、函数公式的自动化计算,以及Power Point排版技巧等。没有设定操作步骤,开放式的求解过程,学生对问题的理解抽象和完成任务所采取的操作方法就是计算思维的体现。通过改变学生以往机械式的“验证性”操作,引导学生从能力层面建立起计算思维解决实际问题的能力。

4.3建立网络学习平台,革新教学模式

利用开源Moodle软件建立网络学习平台,整合现有教学资源,开启基于网络平台的混合教学模式。一方面,教师通过提炼课程的关键知识点,用Camtasia录制微视频的方式在平台建立丰富多样的学习资源,既能实现网络学习与传统课堂的有效融合,又能拓展课程深度。课堂学习效果良好的学生得到强化,基础薄弱的学生得到二次学习的机会,更好地为学生提供个性化、碎片化学习的条件。另一方面,教师可以利用网络平台的学习跟踪功能分析学生学习行为,有针对性地布置综合性与创造性的课后作业,既能作为课堂教学的延伸和补充,又能培养学生的自主学习能力,将计算思维能力培养的时间和空间得到最大维度地扩充。

4.4改进课程评价体系,提高评价的综合性

学校必须改进考核评价标准以提高课程评价的综合性和科学性,计算机等级考试不能作为检验学习成果的唯一标准。首先是调整课程评价体系各组成部分的比重,考试仍然是主体部分,占六成;其余四成则由章节测验和综合性作业构成,把体现计算思维内涵和外延的知识点作为考核重点,以保证培养学生所学的技能不再是刻板的验证性操作。其次,通过举办校内技能竞赛或者组织学生参加校外信息化大赛,让学生在竞争中获得荣誉感,进而产生对对计算机基础课程的热爱。多元的课程评价体系将有助于学生构建完整的课程知识体系和提高学习主动性,達到培养学生计算思维的目的。

4.5提升师资力量,保障计算思维的教学实施

教师作为课程学习的引领者,必须具备提炼知识要点和展示核心技能的基于计算思维的解决问题的思路和方法,结合学生专业精心设计教学案例,利用网络学习平台作为辅助手段,不断调整教学方法以提高教学效果。师资力量提升的立足点在于:思想上,转变教学理念创新教学手段;行动上,参加培训学习开拓视野;制度上,健全听课备课方案完善教学管理;活动上,组织优质课评比提高教师技能水平;科研上,编写校本教材符合学生专业应用需求。教师能力的提升是培养学生计算思维能力的有力保障。

5 总结

以“计算思维能力”为导向的教学改革为计算机基础课程明确了课程的核心任务和培养目标。在今后的教学过程中,针对存在的问题,教师需要转变认识,一方面,结合学生专业领域把计算思维融入课程内容和实验案例,构建完整的知识体系,以提升学生计算机应用能力的综合性和创新性;另一方面,改进考核评价方式,利用网络平台优势开启混合教学模式,方便学生进行碎片化学习。总之,计算思维是人从计算机学习中获得的思维方式,没有固定的程序公式,需要教师不断调整措施和探索实践,达到计算基础教学培养学生使用计算思维解决问题的能力目标。

参考文献:

[1]费茵.计算思维在《大学计算机基础》教学中的应用[J].北京教育学院学报:自然科学版,2015(3):23-27.

[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——《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学,2010(9):5-9.

[3]范银平.计算机基础教学中学生计算思维的培养与提高[J].统计与管理,2015(5):188.

[4]张兰芳,基于“项目教学法”的计算机基础教学及其评价[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012(6):245-248.

[5] J M Wing.Research Notebook:Computational Thinking-What and Why?The Link Magazine.Carnegie MellonUniversity,Pittsburgh[DB/OL].http://www.cs.cmu.edu/link/research-notebook-computational-thinking-what-and-why.2015-02-12.

[6]罗芳,沙莎.计算思维概念内涵探析——以计算为中心视角[J].电脑知识与技术,2014(27):6307-6309.

[7]Anon.Operational Definition of Computational Thinking for k-12 Education[DB/OL].http://www.iste.org/Libraries/PDFs/Operational_Definition_of_Computational_Thinking.sflb.ashx,2012-04-15.

作者:陈嘉发

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