计算思维微课程设计论文

【摘要】通过对新时期计算思维的理论研究和高职院校教学实践现状的评述，以当前高职院校计算机基础课程教学作为切入点，分析高职院校计算机基础课程教学存在的问题，并提出在计算思维的引领下，从教学理念、内容、方法等方面进行教学改革的一些探讨和实践做法，构建多样化的课程体系，从而提高学生计算思维能力的培养。今天小编给大家找来了《计算思维微课程设计论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

计算思维微课程设计论文 篇1：

计算思维

● 參天大树必有其根——计算思维是否能体现信息技术学科本质？

1.计算思维的价值体现在何处？

卢文来：我记得您在《中国信息技术教育》杂志上参与过两期关于计算思维的专题，一期是2013年6月，另一期是2015年12月。2013年的专题打开了我的视野，我校的计算思维研究就此起步；在2015年的专题中，我校有两篇文章入选。现在，计算思维又来了！

对于像我这样在计算思维方面开展研究和实践的一线教师来说，计算思维的价值是在这个过程中逐步明晰的。非常打动我的是国防科技大学朱宗亚教授的论文《论计算思维：计算思维的科学定位、基本原理及创新路径》，朱教授从科技史和科技哲学视野出发，将计算思维、逻辑思维、实证思维并列为三大科学思维。他提到，在自然科学领域公认有三大科学方法：理论方法、实验方法（以观察和归纳自然规律为特征）和计算方法，每一种科学方法都可分为思想方法和操作方法两个层面，如果说思想方法层面可以认为是思维方法层面的话，则与三大科学方法相对应，便有了三大科学思维：逻辑思维对应理论方法，以推理和演绎为特征；实验思维对应实验方法，以观察和归纳自然规律为特征；还有就是计算思维，对应计算方法，以抽象和自动化为特征。如果站在这个角度来审视计算思维，它的价值非常凸显。

王荣良：关于2013年和2015年“计算思维来了”的专题，我都参与了。这次又在《中国信息技术教育》这个平台上讨论计算思维，应该比前两次更深入，也应该更平和、更客观。

要说计算思维的价值在哪里，首先要清楚计算思维是什么。当一个事物埋在深处，不易被人发现的时候，它的价值是被湮没的。当它被挖掘和发现之时，人们肯定是惊喜的。但是，它的价值是否具有改变世界的作用，则需要时间来验证，计算思维也一样。把计算思维放在现有的学科体系来看，它是一种学科思维，即属于计算科学的学科思维。

数学最基本的方法是演绎、类比和归纳。其中，演绎法是从一些假设的命题出发，运用逻辑的规则，导出另一命题的过程。数学理论是由演绎推理组织起来的。因此，逻辑思维是一种典型的数学学科思维，逻辑推理是其判断结论的重要工具。在逻辑思维中，首先需要有一个称为公理的命题集合，然后有一个推理规则，最后从公理出发严格地运用推理规则，产生相应的结论或定理。在数学理论中，只要有一个系统是自洽的、完备的，推理也是正确的，数学家们则可以认同与现实世界不一样的结果。而实证思维是以物理学为代表的一种典型思维形式，它强调验证性以及与现实世界的一致性，有些验证需要很长的时间，引力波就是一例。在实证思维中，人们通过观察和实验，得出一些揭示客观世界的结论，这些结论中最重要的部分都以定律的形式出现。

回到计算思维上，既然计算思维是计算科学的学科思维，就应该有学科的严肃性，在不理解计算学科的前提下大谈特谈计算思维是不负责的。然而，“计算”一词过于大众化，人们看到“计算思维”，首先想到的是数学中的运算，更深入一点会想到编程序，结合“思维”一词还会联想到人工智能，其实这些联想都是曲解或片面的。因此，我有一个不成熟的想法：在学术性地讨论计算思维时，学科起点应该是理解图灵机，因为图灵机是计算科学的基础与核心，只有这样才能在一个共同的语境下讨论。

周以真教授提出计算思维的本质是抽象和自动化，其中抽象在很多学科中都有，抽象具有数学属性，自动化则具有工程属性，是计算学科的典型特征。我觉得计算思维经历的是这样一个过程：抽象—形式化—构造—自动化。外部客观世界经历了抽象、形式化表达、构造以后，才能形成一个具有自动化属性的计算机世界。

计算思维的价值在于：首先，其对应的计算学科的价值。当计算学科广泛应用于人们的生产、生活中，计算思维的价值是明显的。其次，计算思维的教育价值，这不仅要考虑计算思维对理解与应用现实生活中广泛使用计算装置所产生的正向作用，还要考虑这种思维对学生发展的作用。这是一个隐性的教育价值，是一个非常值得研究的课题。

2.信息技术课程中计算思维教育的价值何在？

卢文来：经王老师这么一解释，计算思维的价值就更加清晰了。计算思维的教育价值，即计算思维对学生发展的作用到底是什么，应是我们讨论的重点。

正如您所说，抽象在很多学科都有，属于数学属性，而自动化则有工程属性。我不知道能不能这样理解：①这种思维教育不仅局限在信息技术课程中，其他课程也需要这种教育。②计算思维给我们带来了一个全新的角度，或者说是视野，来重新审视信息技术学科，从而更加重视学科所蕴含的思想与方法。即将颁布的普通高中信息技术课程标准已把“计算思维”列为课程需要培养的四大核心素养之一。由此产生的联想是，学生不仅要学习信息技术以及适应信息化环境，还要理解信息技术和信息化社会系统；不仅要学会外在操作，还要学会抽象、分解、控制任务的实施；不仅要掌握解决问题的步骤，还要发展交互性思维。

所以对信息技术学科而言，培养计算思维的价值更重要的是关于“计算”的概念，以及由此推演出的“可计算”和“自动计算”的概念，而这些概念将被人们用于问题求解、日常生活的管理、与他人进行交流和互动，以及个人的成长与发展。

王荣良：如你所说，“计算思维”成为普通高中信息技术课程的核心素养之一，说明计算思维教育将在高中生中实施，这对计算思维教育整体利好。作为计算科学的学科思维，培养计算思维的主渠道应渗透于计算学科内容的教学中。至于“信息技术课程中的计算思维教育”这一问题，我认为可以分解成两个问题：一是在基础教育阶段是否需要培养学生的计算思维，这是一个必要性问题；二是是否能够在信息技术课程中培养学生的计算思维，这是一个以什么课程载体实施计算思维教育的问题，是一个可能性问题。

就必要性问题而言，计算思维应放在基础教育整个课程体系框架下来讨论，而不是放在某一个课程下。从基础教育面向社会需求来说，计算科学已渗透到社会生活的方方面面，适量地了解计算科学的知识内容是有必要的，同时培养相对应的学科思维，即计算思维也是很有意义的。从目前我国基础教育传统的理科教育内容来看，主要强调的是演绎、归纳等数学思维，也有实证类思维；相对而言，基于工程性、构造性的思维教育比较弱。如果在基础教育阶段能开展具备工程和构造属性的计算思维的教育活动，那这对学生的思维发展是一个很好的丰富和补充。至于计算学科的哪些知识内容适合于基础教育，计算思维教育更细致、更具体、可落实的价值梳理，仍然需要探索。

可能性问题也反映了计算学科与目前中小学实际开展的信息技术课程的关系问题。是因为现有信息技术课程的教学内容决定了计算思维应是课程的教育目标，还是因为计算思维原本就是信息技术课程的核心目标，从而需要更改现有课程的教学内容，这看上去似乎是一个先有鸡还是先有蛋的问题，其实质是目前的信息技术课程自身定位不明确所造成的。开展计算思维教育的动力应基于学生的发展，研究计算思维也应以计算学科为逻辑起点。我始终不赞成引入计算思维教育的目的是为了信息技术课程自身的生存和发展的需要，并以此为基础研究计算思维，这样很容易使教师对计算思维的理解发生异化，从而不能真正达到计算思维教育的目的。

事实上，现有的信息技术课程与计算科学学科的关系是不明晰的。这既反映在提升信息素养的课程目标与计算思维的逻辑关系不明晰上，也反映在现有信息技术课程的教学内容，特别是义务教育阶段的课程教学内容有很大的不确定性上。但是，也正是教学内容的不确定性，给计算思维的培养提供了发展空间。我隐约感到，每位关注信息技术教育的人的心目中都有一个理想的信息技术课程，而这个课程与现实的信息技术课程并不一致。或许，这正是大家希望信息技术课程改革与发展的缘由。

3.影响信息技术课程发展因素有哪些？

卢文来：太对了，就像每个人心中都有一个哈姆雷特一样，每位教师心中可能也有一种理想的信息技术课程，或希望有非常明确的课程目标、单元目标、课程的内容和载体，以利于课程的有效实施，或希望有一个相对明确的课程纲要，能在理解的基础上发挥自己的创造性，相对自主地选择内容和载体。这可能就是信息技术课程发展中“人”的因素，或者说是“教师”的因素。

而“变化的世界”是影响信息技术课程发展的另一个重要因素。不知不觉中，随时随地上网变成了可能；不知不觉中，每个人或多或少都融入了互联网的学习；不知不觉中，“互联网+”成为了国家战略。这个“变化的世界”对信息技术学科有着极大的冲击和挑战。面对这个变化的世界，什么是信息技术课程不变的东西？无论是信息素养还是计算思维，无论是文化的传承还是新技术的引领，其核心目标应该是不变的。什么是可以变的呢？内容是可变的，载体是可变的。

王荣良：你说得很对，寻求信息技术课程变革的客观动力是信息技术的快速发展，但内在动力是信息技术课程的生存危机感，评价标准是实用价值。因此，大家都在努力追求其核心价值和稳定的教学内容。

以学开车为例，行车规则相对稳定，具体车辆还是有不同的驾驶技术细节，如自动档车、手动档车、电动车等。不变的内容就一定是核心的？行车规则或者交通规则是不是驾校学习的核心？对于车辆来说，无论以油、电为动力，还是以太阳能为动力，都是将能量转为机械能，通过传递装置带动车轮旋转，与地面产生摩擦力而使车辆行进，这是车辆的最基本原理，也是不变的，是不是应成为学习的核心？其实，要回答这个问题很简单，关键是要知道我们进驾校是为了什么。回到信息技术上，工具使用的学习，肯定是变化的；信息礼仪由传统礼仪支撑，基本是不变的；具体的信息技术工具构成的原理，一部分是不变的，一部分是变化的。信息技术课程要找到核心的、不变的，关键是弄明白自己到底要什么。

所以讨论变与不变的前提是弄清楚两个问题：信息技术课程是什么，以及学生要什么。现代学校课程的具体科目是由学科筛选而来的，学科是知识专门化的表现，以学科为类属的知识划分直接影响学校课程的组织。例如，数学学科对应基础教育的数学课程课目，依据数学学科的知识体系层次结构、社会需求以及学生心智来决定数学课程的目标与内容。那信息技术课程有没有对应的学科？是不是需要有对应的学科？事实上，是不是存在信息技术学科，这在学界是有争议的。但是不论如何，对信息技术课程对应的学科进行系统研究是有必要的，因为这是对课程知识体系的研究，是一项基础研究。同样，信息技术课程引入计算思维，需要回答信息技术课程与计算科学或计算机科学的关系，不能本着实用主义，随意改变信息技术的范畴。

目前，教师都是基于对课程名称的解读产生对课程的不同理解，这很正常。我认为，寻求信息技术课程变革，首先需要对课程科目所对应的学科进行系统研究。同时，也应从基础教育课程体系框架下的学生发展需求来研究学生到底需要什么，才来决定课程的内容与名称。

● 而今迈步从头越——计算思维教育的实施

1.在中小学信息技术教学中是否已经渗透计算思维？运用了哪些载体？如何实践？

卢文来：您说得越来越深入了，但要对学科进行系统研究，可不是一线教师的能力范畴了。最近两三年，我们看到、听到了不同领域的专家关于计算思维的讨论，隐约感到有一条崭新的路呈现在眼前，它虽不是那么清晰，但确实令人心动。一线教师可能说不出很多大道理，但却能有机会实践。在实践中，我们就会有发现，有思考，就会有成长。

随着周以真教授对计算思维的定义，计算思维之风已经吹进中国大地，一线的教师们已开始探索如何将计算思维应用于中小学教育。有的在信息技术基础课程中的“信息编码”“计算机系统”等单元中渗透计算思维的思想；有的借助Kodu开展游戏教学，并在其中落实“抽象”“纠错”计算思维；有的借助MIT的Scratch软件在中小学开展实施，还进一步外接传感器，开展更多计算思维的探索，強化“抽象”“分解”这些核心概念；有的在原有的“算法与程序设计”课程中尝试将计算思维的“算法”“系统”“纠错”等核心概念进一步深化；有的借助Excel进行数据建模，体会“可计算”和“自动计算”的计算思维特征。应该说，一线教师的大胆尝试和积极实践促进了计算思维教育在中小学的生根发芽，为计算思维理论层面的辨析提供了更多的例证。

王荣良：确实，这几年来，不少信息技术教师从关注人如何处理信息以及如何运用工具处理信息转向关注计算机如何处理数据，并且将“抽象”“分解”等概念引入到课程教学中，这已经涉及了计算思维，为计算思维教育做了有益的探索，积累了宝贵的实践经验，并且从中可以发现在计算思维教育实施中的困难，进而总结原因，克服这些困难。当然，这是一条在现有的教学内容中寻找计算思维的技术线路。我提出从学科角度系统研究计算思维，并反对以解决信息技术课程中存在的危机为目的研究计算思维，是担心计算思维在现有的土壤中长出的果实不是计算学科中的计算思维。

我觉得计算思维教育的本意是思维教育。这也是我针对教学实践的另一个担心，即把计算思维当作知识来教授。思维教育既是计算思维教育的基础，也是归宿。从实践研究的途径来说，可以通过计算思维教育的实践来探索思维教育的策略与方法，也可以用思维教育的方法来开展计算思维教育。如果简单地把计算思维作为知识来教，那么可能的结果是，在信息技术课程中，只是增加了一些与计算机原理和程序设计相关的知识与技能的学习内容。

卢文来：我也认同计算思维教育的本质是思维教育，如果从布鲁姆的教育分类目标学来看，思维教育属于高阶目标，但它无法独立开展，必须以知识技能为基础、为抓手。就如三维目标一般，在教学实施过程中，“方法”这一目标维度通常情况下都是在知识与技能的习得过程中达成的。而我认为，“思维”目标的达成相对于“方法”来说又高了一个层级。例如，对于演示文稿设计中的“动画效果”教学，如果教学目标设定为“学会自定义动画，包括进入、退出与强调的具体操作”，那这个目标侧重的就是技能；如果教学目标设定为“通过设置多个动画，体验创建动画的一般方法”，那这个目标侧重的就是技能的方法；如果教学目标设定为“通过分析一个包含复杂动画的PPT页面，理解动画之间的时序关系”，那这个目标侧重的就是计算思维。

王荣良：嗯，有点复杂。首先，“方法”有两种意思：一是计算机解决问题的方法，二是学习者的学习方法。针对计算思维教育的困境，我曾提出通过计算思维相关的数学方法和工程方法的学习来感悟计算思维，这里的方法是指前者，如数学方法中的形式化表达或工程方法中的分治法。就“方法”而言，可能是一般方法，也可能是具体方法，且两者是相对的。如果分治法是一般的方法，那么二分法就是具体的方法。而对于二分法，使用循环结构或递归方法实现是具体方法，二分法就是一般方法。

通过“方法”学习来感悟计算思维，既不是简单地知道分治法是什么意思（因为不是知识学习），也不是机械地实现二分算法（因为不是技能学习），而是在这些方法的学习过程中促进学习者的一系列思考。思考什么？应是计算思维在不同的学习阶段，会有不同的目标要求，这有待梳理。如何思考或者如何促进思考则是学习方法，即刚才所说的“方法”的第二种意思，这需要实践探索。思想实验就是一种促进思考的学习方法。

2.在计算思维教育的实践过程中已经存在或者将会存在哪些困难？

卢文来：我觉得越绕越复杂了。我想，这可能就是一线教师和教授之间进行对话的必然结果。因为教授思考的层级比较高，一定要对概念做明确的辨析，而一线教师则希望以最简单、有效、直接的方法在教学中落实。这可能就是计算思维教育在实践过程中遇到的困难之一吧。所以我的感受是，任何一种理论或者理念的实践，最终要靠一线教师在课堂教学中扎根落地，这其中必然会存在一些困难。

首先，对理念的理解，如计算思维。一线教师提出的问题可能是：计算思维的历史起点在哪里？计算思维的关键内容是什么？计算思维与程序设计、算法有什么关系？计算思维对中小学信息科技学科定位有什么重大影响？

其次，如何将理念转化成细化的课程目标、单元目标、教学目标？哪些载体可以支撑计算思维教学？教师们感觉在理论和实践之间存在非常巨大的鸿沟。专家们擅长理论研究，却并不那么接地气（笑）；一线教師有实践，但缺乏理论引领，或者自己对理论的理解和专家不一样，会感到无所适从。同时会觉得，新的理念似乎层出不穷，自己怎么能跟得上？

最后，支撑计算思维教育的资源从何而来？专家资源、教师资源，还是课程资源？其中最重要的可能是教师资源，或者如何能够支持到一线教师，使他们有一定的计算思维理念、课程设计能力。

王荣良：我们在前面已经谈到了不少困难，你刚才罗列的三个方面，也基本概括了目前计算思维落地基础教育所存在的困难。我再补充几点：为不同年龄的学习者进行系统规划和设计反映计算思维的课程内容体系，这是目前教师最希望明确的；随着计算思维教育的开展，如何评价计算思维教学达成度的评价方法也会是即将面临的困难；如何让教师从知识教育转向思维教育，可能不只是计算思维教育，将是更广泛的教育领域所面临的问题。

3.实施计算思维教育有哪些可能的路径与方法？

卢文来：王教授，既然理论和实际脱节是个老问题了，我想从这里出发谈几点看法：

第一，能不能让专家和一线教师对话，就像你我一样（笑），你跟我说说基本理论，我跟你讲讲基础教学，当然不是这样一对一，也不是这样文字来往，而是一种Workshop的形式或者以课题为抓手，面对面解决一些实际的问题。可以是我请你来听听课，看看在一节课或者一个单元中你是如何看待计算思维培养的、我们之间的差异在哪里等，可以是你协助我一起设计一个计算思维的课程单元或者课程体系。

第二，借助区域的力量，依靠教研员的力量，组织区内的信息技术教师，就计算思维的某些重要概念开展专题研讨。当然，为了避免脱节，每次专题研讨必须要涉及高位的计算思维概念、中位的基于计算思维的课程框架，以及具体落地的教学实践。

第三，杂志牵头，利用网络平台，请王教授您这样的专家开设微课，为一线教师普及计算思维的理论知识。

王荣良：从目前的基础教育的现状来看，以程序设计为载体来开展计算思维教育应该是一个比较好的途径。尽管计算思维教育并不是只体现在程序设计上，但相对而言，编程学习需要的学科基础知识比较少，起点低，对于中小学生来说容易接受，这是原因之一。原因之二，程序设计是一个作品创作的过程，目标达成度明确，学生会有成就感。原因之三，在中小学开展编程学习有基础，且目前也有比较多的人机交互友好的编程平台可供选择。

最近，我在中小学校听了一些具有计算思维教学目标的程序设计课，总的感觉存在两方面的问题：一方面，教师对计算思维的理解还不够，导致缺乏相关的意识。以课后教研讨论为例，大部分教师在传统思维惯性引导下关注的重点还是知识点的传授问题。另一方面，教师缺少相应的教学方法，尤其是缺少教学过程中的问题设计，缺少能促进学生思考的方法。以算法学习为例，教师的教学目标是明确的，就是尽快地让学生掌握算法，但缺少让学生进一步思考算法形成背后的思想以及算法表达的美感的冲动。

程序设计具有明显的工程属性，所以有很多的规定以知识的形式要求学生掌握。学习要求与平台的选择应该尽可能规避这些细节的规定，以消除学生思考的阻碍，或者从教学的角度出发，对一些规定的必要性进行研究和筛选。以流程图为例，流程图原本是思维表达与可视化的工具，如果规定过多，则会抑制学生的思考。所以我一直不赞同一些教师做出的类似于“流程线箭头方向不能从下往上”的规定。

卢老师对如何改善计算思维教育环境、提升教师的计算思维意识和认识提出了很好的建议。希望贵刊能为广大教师提供交流的平台，也为我提供更多的学习机会。最后谢谢卢老师，也谢谢本刊“对话”栏目。

对话印象

想起自己曾经读过的一本书——《上海市中小学信息科技课程标准解读》，那是2004年，可能就是从这本书开始，我开始有了课程观，厚厚的一本解读让我和团队对几千字的《信息科技课程标准》有了较为透彻的理解；也就是从那时起，我和团队开展了校本化课程的实施，开始了课题的探索，从先前的信息素养到后来的计算思维。而这本书的编者正是王荣良教授。

未曾想到，去年我和王教授竟然有了一面之缘，纽带也是计算思维。一名普通的一线教师能够和一位研究计算思维的专家面对面聊天，有点惴惴，也有点激动。同坐的还有几位业内专家和对计算思维感兴趣的同仁。初次见面，感觉王教授有学者风范，冷静而低调，话并不多，更多的时候是在聆听和思考，但每每发表的想法和观点总能给我一个崭新的视角，令我心生敬佩，自然也有些许敬畏。

更未曾想到，我们还有机会开展进一步对话。真的要感谢《中国信息技术教育》杂志，感谢刘向永老师，让我有机会藉由“对话”栏目向王教授进一步学习。

王教授说，他自己是一个从计算机科学与技术视角关注信息技术课程的探索者。在对话的过程中，我发现王教授对计算机科学学科理解深入且核心稳定，也发现王教授思维缜密，善用类比、比喻，能把问题如抽丝剥茧般一一澄清，同时还发现王教授随和、亲切与幽默。他不仅是一位探索者，更是一位思考者和引领者。

有幸，能和王教授进行这么一场对话。

——卢文来

作者：王荣良 卢文来

计算思维微课程设计论文 篇2：

高职院校计算机基础教学培养计算思维能力的探索

【摘要】通过对新时期计算思维的理论研究和高职院校教学实践现状的评述，以当前高职院校计算机基础课程教学作为切入点，分析高职院校计算机基础课程教学存在的问题，并提出在计算思维的引领下，从教学理念、内容、方法等方面进行教学改革的一些探讨和实践做法，构建多样化的课程体系，从而提高学生计算思维能力的培养。

【关键词】计算思维 计算机基础 能力

《计算机基础》作为高职院校公共基础课程体系中的一个重要组成部分，是每名在校大学生的必修课。新时期物联网和云计算等新科技的涌现，使人们对计算和计算机的看法发生了重大改变。尤其是在教育领域，计算思维素质已经成为评价高等技能型人才的综合素质的一项重要条件之一。伴随着计算机技术的发展，计算机的使用已经渗透到各类专业领域，这就要求高职院校学生除了要熟练掌握计算机的基础知识外，还要学会使用计算机技术来解决各类专业问题。如何更好的使用计算思维来开展《计算机基础》课程教学的改革与创新，是我们面临的一项重要课题和任务。因此，构建计算思维导向下的《计算机基础》课程教学的改革与学习模式具有非常重要的现实意义。

一、计算思维概念的提出

目前通过查阅相关资料发现对计算思维的概念在学术界还没有达成一致意见，学者们都从各自的视角来解读什么是计算思维。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在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上首次提出了计算机思维（Computational Thinking）的定义。她认为：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。2010年7月，清华大学等9所高在在西安召开了计算机基础课程研讨会，会议明确指出：大学计算机课程的核心任务是发展学生的计算思维素质，从而促进学生创新能力的培养，计算思维是所有在校大学生必须要掌握的科学思维[1]。

二、高职院校《计算机基础》教学现状

1.高职院校计算机基础课程教学现状不容乐观。由于高职院校学生生源一般是高考成绩不理想填报进校，或通过“3+2”模式进校，或通过自主招生录取进校。学生来自不同区域、不同家庭教育环境，因为初高中教育资源的不平衡等因素，每位学生在入校前掌握计算机基础的知识水平参差不齐。有的会因为自己已经掌握了计算机基础的操作就不想再参加课堂学习，有的又会因为进校前没有接触过计算机操作而感到沮丧和吃力，教师在教学过程中很难满足所有学生的实际学习需求。长此以往就会造成学生对计算机基础课程的学习缺乏积极主动性。

2.计算机基础课程教学没有满足专业需求。高职院校主要是培养社会技术型专业人才。计算机基础课程教学应紧密围绕职业岗位需求开设。但是大部分高职院校在实际开展计算机基础教学时，没有与时俱进根据当前学生专业使用需求编写适合本校教材，导致教学使用教材过于传统，而且实用性不强，很难给他们带来引导和启发。同时，很多学校不管是任何专业，都使用同一教材，同一标准和统一进度，这样不能满足各专业学生是使用需求。再加在选择教材时会存在“功利”思维，同时再加上担任基础课程教学的教师还要承担一些专业课程，对《计算机基础》课程教育无暇兼顾，对《计算机基础》课程教学没能投入更多时间和精力去研究如何培养学生的计算思维能力，成为应付式教学，认为《计算机基础》课程教学就是教会学生如何操作计算，从而忽视了培养学生的思维能力，最终导致越来越多的学生对计算机基础的学习兴趣不高，学习氛围不浓厚。

3.教师缺乏创新计算思维意识。近年来计算思维才被提出，大部分教师是采用传统的应试教学模式。导致教师在计算机基础课程教学过程中缺乏创新意识和计算思维意识。新时期单一讲授进行传统灌输式的教学已经满足不了学生的需求，高职院校教师在实践教学过程中计算往往会忽视计算思维的重要性，没有结合专业特点和使用需求展开计算机应用能力教学，而是以学生掌握计算机基础知识概念为教学目的。同时很多教师也很容易忽视学生学习兴趣的开发和培养，这些因素都会成为提升学生计算思维能力的绊脚石。

4.教学模式和教学手段普遍停留在传统的方式方法上。这种只注重对计算机理论知识和技能知识的考核教学，会出现整个教学过程枯燥乏味，严重影响了课堂教学质量，抑制了学生学习的积极性和主动性，忽视了学生思维能力的考核和培养。

三、培养学生计算思维能力的实现途径

1.结合专业特点，构建多样化课程体系，优化教学模块和内容

2013年8月，我国第九届高等学校计算机教育改革与发展高峰論坛明确了高等学校计算机教学改革需求分类型分层次进行，计算思维能力的培养需要分层进行指导的思想。长期以来，高职院校《计算机基础》课程教学不分专业、不分学科等因素导致学生学习兴趣不高、动力不足，教学效果不理想。高职院校可以结合学生现有的基础和专业特点，构建多样化的课程体系，针对不同专业的学生，优化课程教学模块，按照实际使用需求制定不同教学目标和教学计划，编写特色课程标准，开发实用性强的课程，使其与高职院校的特色专业有机融合，做到有针对性的因材施教。比如正对机械、电力类专业的学生可以增加制图软件、程序设计语言的内容，会计专业可以增加VBA内容，中文和外语专业可以增加动画制作方面的内容[2]。

2.理论与实践相结合，培养解决实际问题的能力

（1）提高师生计算思维素质，充分发挥教师主导作用。培养高职学生计算思维能力除了学校领导要重视意外，教师自身的计算思维素质以及教学观念对学生的计算培养培养产生重要的影响。因此，以“计算思维素质培”为核心的高职计算机教学改革最终能否成功，最关键因素是师资队伍[3]。首先，教师自身要不断加强学习，不断丰富和完善知识结构。可以通过培训学习、听讲座、校内外交流经验等方式，快速提高自身的计算思维素质；其次，在实践教学过程中，要鼓励教师把计算思维教育融合到自己的理论课堂和时间课堂当中去。这个过程不仅有利于提高教师自身的计算思维综合素质，还能提升学生的计算思维素质。再次，高职院校要采取相应措施提高学生自主学习能力。

（2）增强学生计算机综合应用的能力。在教授学生计算机使用的过程中要注重理论与实践相结合，尤其是要重视把计算思维引入到计算机基础教学和实践操作当中去。教师在课程设计环节中就要注重学生专业需求使用情况，可以尝试计算机基础分层教学、微课实现翻转课堂、案例教学等方式方法，训练学生的操作能力和解决问题的能力，这对培养和提升学生的计算思维能起到很大的帮助和引导。通过挖掘计算机基础教学的基本内容和方法，让学生在实践中学会运用计算机来解决问题的思路，促进学生对计算机技术的应用，达到在操作应用理解技术背后的思维方法。在教学和实践训练中，有意识的培养计算思维，能促进学生综合素质的提升。

（3）计算机各类等级证书考试在不同程度上对高职院校计算机基础教学的内容和水平也有影响。结合社会当前岗位需求，一些企业要求学生毕业前能取得相应的计算机资格证书，作为入职的条件之一。高职院校教师可以结合专业特点和需求，有针对性的开展教学和辅导，对不同类别的学生可以采用“以证代考”，通过要求学生考取不同类型的计算机登记证书来代替课程结业考试。这样可以充分调动学生的学习主动性和积极性。

3.创新教学模式，明确课程核心任务

（1）教师在教学方式方法上要灵活多变。新时期教师要不断更新教学理念，不断完善教学方法，这是以计算思维为导向的课程教学改革的关键点。教师在教学方法上要突出使用计算机的应用能力和思维能力的培养，通过崭新的教学方法改革展现计算机基础教学的思想方法和计算思维的提升。在理论教学方面，教师要善于总结和创新，精心设计教学内容和案例，通过简化讲授知识点的细节，凸显解决问题的思路，增强学生的学习好奇心和兴趣，培养和训练学生的自主学习能力和思维能力[4]。同时课堂上教师还可以引导学生先思考、讨论、总结，培养学生团队协作、分析问题的能力。在实践教学方面，教师可以结合专业特点设计具有实用性、趣味性和综合性的例子让学生操作实践，让学生所学的知识点紧跟时代发展需求，培养实用性计算机应用人才，强化学生解决实际问题的能力。同时还可以结合微课、翻转课堂、小组协作等教学活动设计，让学生在实践中提升计算思维能力、解决问题的能力和创新能力。

（2）培养学生计算思维就是让学生掌握分析问题、设定问题、最终解决问题的能力。计算机基础课程教学的核心和目标就是要以此来培养学生的实践应用能力。同时在具体教学过程中，教师要要根据学生专业特点来开展教学。这样能充分贴切学生的专业需求，还能充分调动学生的积极性。要不断尝试和创新教学模式和体制，积极引导学生发散思维，科学合理安排课程内容，做到因材施教。提高学生遇到问题分析问题、解决问题的能力，提高师资队伍的建设，适应当前计算机基础教学工作。

计算思维能力培养是一个长期的过程。如何准确的定位计算机基础教学、如何准确恰当地将计算思维融入到计算机基础课程教学过程中去，是我们每名从事计算机基础课程教学的教师应该认真思考的问题。高职院校应深入开展计算机基础教学改革与研究工作，挖掘课程内涵，不断加强课程建设、完善教学内容，积极主动的构建基于计算思维的教学模式，锻炼学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，使学生在掌握知识的同时，提高计算思维综合素质。

参考文献：

[1]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，20109）：4，9.

[2]王梅艳，项丽萍. 高职院校计算机基础教学培养计算思维能力的研究与实践[D]. 《晋城职业技术学院学报》， 2015（2）：45-47.

[3]杨建磊.关于我过计算机基础课程教学中“计算思维能力培养”的研究[D].甘肃：兰州大学，2014：38-44.

[4]邱苏林.计算机思维导向下高职院校“大学计算机基础”课程教学改革[D]. 《天津职业大学学报》， 2014（6）：49-52.

作者簡介：屈海华（1983-），女，汉族，山东郓城人，讲师，大学，主要从事高职院校计算机基础教学工作。

作者：屈海华

计算思维微课程设计论文 篇3：

基于混合教学模式的大学计算思维教学改革初探

摘要：如今多学科融合、跨学科培养是本科教育的必然趋势，在工程应用的过程中培养学生计算思维的能力，促进学生积极联想与探索，实现计算思维与专业相融合，充分利用线上线下混合教学模式拓展学生的思维，让学生感受到大学计算机课程的魅力。

关键词：计算思维;线上线下;大学计算机

1 背景

2020年秋季学期，因居家隔离的原因在线上进行了一个学期的线上网络教学。其间在家里和学生一起学习，学会了使用多种直播软件，录制教学小视频，剪辑编辑小视频。突然打开另一扇思维空间的大门，逐渐理解了线上教学的特点。目前在大学计算机课程学时不断压缩的情况下，同时还存在理论知识和实用技能哪一个是我们的教学重点的争论，在海量的信息中教学内容如何进行选择。基本理论知识的堆砌没有形成理论框架，需要围绕计算思维主线确定主要内容进行教学，因此大学计算机课程改革势在必行。

2 大学计算机课程的内容

大学计算机是普通本科大学教育中不可缺少的独立课程。各个高校大学计算机主要讲解的内容侧重点不尽相同，分以下三种情况。

1）讲授计算机文化基础相关内容，主要讲解计算机的基本概念以及流行软件产品的使用介绍。我校在计算机刚刚兴起的初期采用此种培养模式。

2）讲授计算机应用基础相关内容，主要是从多门课程多种软件中提炼出共性知识，强调应用素质的培养。教学以任务驱动，例如讲文章排版的素养而非Office，讲程序的基本要素与程序设计而非流行程序设计语言等。整个教学分为课堂教学和实验教学两大部分，课堂教学主要是任务驱动的共性知识讲授，实验教学是流行软件产品应用技能训练。我校在中期采用此种培养模式進行计算机教学。

3）讲授大学计算机计算思维相关内容，计算思维是大学生创造性思维培养的重要组成部分，知识传授与素养培养贯穿于思维教学当中，要求教师从知识的灌输转变成计算思维的传授[1]。目前我校主要是采用此种计算思维的培养模式。

3 计算思维

2006年3月，周以真教授定义了计算思维。周教授认为：计算思维（Computational Thinking）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[2]。

由于计算机没有思想，控制计算机的人借助已经掌握的思维来操作计算机[3]。学习计算机语言及程序设计、数据库等课程时，可以通过不断的训练掌握相关的计算机知识和技能;学习云计算与云服务、企业资源规划与供应链管理等课程时，是对学生知识与视野的拓展，对所学知识宽度和深度的扩展，讲述一些前沿性和贯通性的内容是对能力的培养。而大学计算机课程（计算思维导论）是启发理解性的知识，指出了大学计算机面向计算思维的课程内容最小集合以及扩展集合，试图破解在计算机课程教学内容体系方面的困惑[4]。良好的计算思维需要好奇、思考、联想和贯通。

关于计算机思维的几个误区：

1）计算思维是人的思维不是计算机的思维，是站在计算机的角度寻找问题的求解，同时激发人的想象力，把计算机当作解决问题的工具。

2）计算思维不止应用在计算机上，还可应用于生活中。我们应该培养每个学生的计算思维能力。比如学生上课前要把课本以及相关资料放到书包中，就是缓存和预置的思想。

3）计算思维不是纯粹的数学性的思考，它来自工程思维，需要与其他学科的知识进行融合。

4 大学计算机课程的实施方案

1）线上课堂

近两年人们对开放式的大规模线上教学（MOOC）狂热的态度已经转变为理性的反思，针对学生特点可控可微调的小规模线上课堂受到了师生们的青睐。利用超星集团的学习通平台按照课程的目标要求建立本课程本班级的私有学习空间。一些课堂上没有讲授或讲授不完整的内容在学习通中有完整的体现，学生要完成学习通中的视频、文档、测试、作业和考试，并参与学习通中的讨论，按要求取得相应的成绩。线上课堂拓展了学生学习的空间，把学生的零散时间利用起来，可以对重点和难点内容进行重新多次学习。在线上课堂还针对感兴趣且学有余力的学生设置了一部分“有深度”内容，以供有选择性地学习。无论何时何地利用手机App的学习可以马上开始，移动生态下的线上课堂使教师授课、学生学习、课内外练习、考试等教学环节实现了环环相扣，充分利用空间优势和时间优势实现与线下传统教学的有机融合。

2）线下传统课堂

以学生为本、以教师为主导的线下传统课堂的授课方式还是不能丢弃的。线上课堂中的教学内容往往都是微视频和微练习，学生的学习时间多数情况下也是分散的，学生学习过程有碎片化的倾向。为了避免这种情况，教师利用学校课表安排的线下传统课堂，围绕计算思维完成主线内容和重点内容的讲解，在学生充分预习线上课堂内容的前提下组织讨论，学生均应参加课堂学习，参加听课与讨论。这样使线上课堂和线下课堂互为补充，并且能面对面地了解学生的学习状态和共性问题，及时调整教学内容和教学进度。

3）线下翻转课堂

移动互联网的迅猛发展使学生线上课堂自主学习成为可能，进一步催化了翻转课堂的教学模式。线下翻转课堂提高了学生课余时间的利用率，改变了学生听课的精神面貌，增强了学生课堂上的参与意识，坚持以学生为中心发挥了学生的主观能动性[5]。学生站上讲台讲课，老师听课点评，学生再讨论，具体方案实施如下：

首先根据本班人数，分5组或6组进行翻转课堂，每小组6人左右，分组原则可按学号组合或自由分组。根据计划，两次理论课后，一次翻转课堂，每小组主讲时间为5～8分钟。每次翻转课堂由老师确定翻转课堂题目，各个小组进行选择，老师随机指派每小组的一名学生进行主讲。老师以及其他小组学生提问，翻转组组员进行回答讨论。组内评分，每组按组员所做工作，给出排名。老师和学生评委（每组推选1人）根据翻转课堂效果和回答问题情况打分，翻转课堂评分表如图1所示。

教师在整个翻转课堂中要提前了解学生的学习困难，并进行有效的引导，如果只布置任务不进行辅导答疑，学生会没有方向感，达不到预期的效果。翻转课堂再建了学生的学习流程，促使学生提前积极自主完成线上线下课堂的相关内容，并且进行探索性学习查找相关资料来重新组织授课内容。同时同学之间进行了有目标的更高效的交流讨论，在不知不觉中知识就得到了快速的内化吸收，最后以自己的风格和讲课节奏来呈现知识的表达。翻转课堂强化了学生的参与度，以小组为单位增强了学生的团队合作意识和集体荣誉感。

在线上线下混合模式大学计算机授课过程中，教师要参与到各个教学环节中，需要组织线上课程视频内容、文字内容、试题库、传统课堂主线重点内容、围绕计算思维的教学案例、作业、翻转课堂讨论主题、及时线上线下答疑等一系列内容。教师的作用得到了充分的体现，这样才能环环相扣达到理想的教学效果。

5 面向计算思维教学内容的组织

该课程从计算思维的概念和本质出发，详细阐述了计算机课程中经典计算思维的应用，归纳总结了以计算思维培养为核心的教学内容[6]。相关教师组织并探讨了各个章节之间知识贯通的案例教学方法[4]，制定了切实可行的培养方案和教学大纲。本课程讲授信息的素养和计算的思维，而不是讲解计算机与软件的应用（即所谓工具的使用），后者将通过相应的实验教材和实验课来传授。由于课时有限，在第一学期我们只讲解了前六个内容即计算思维课程内容最小集合。算法思维部分在后续的程序设计课程中进行讲解，信息素养部分列为线上课堂自学内容。

1）计算机、计算与计算思维

本部分首先介绍人类探索自动计算的历史以及计算机出现的重大科学意义。其次重点介绍计算思维的本质：计算机描述（信息表示，简约）;递归思维（抽象与分解，转化）;权衡利弊（容错与纠错，共生）;启发性推理（忠诚的策略）。最后理解计算之树——计算思维多维度框架。

2）符号化、计算化与自动化

首先通过介绍小白鼠测试哪瓶水有毒的实验问题引入二进制的思维，然后层层递进讲解语义符号化、符号计算化、计算自动化。具体如图2所示。

3）程序与递归：组合、抽象与构造

了解计算系统;理解程序、计算学科中的“组合”和“抽象”的概念;掌握程序的构造性;区分“递归”和“迭代”。具体如图3所示。

4）冯?诺依曼计算机—机器级程序及其执行

了解图灵机的基本思想;理解冯?诺依曼计算机基本思想;理解存储器、运算器和控制器的基本工作原理;掌握计算机指令的执行——节拍、时钟和信号的区别;了解现代计算机的硬件组成;重点理解机器级程序的存储与执行。

5）现代计算机—复杂环境下程序执行

了解现代计算机的构成以及现代计算机的存储体系;掌握操作系统对计算机资源的分工-合作与协同管理思想;重点理解操作系统对磁盘的管理;了解计算机系统的工作过程;熟悉通用计算环境的进化思维。理解如何通过扩充资源数量提高计算机性能、改善系统资源利用率，从而进一步理解并行分布计算与云计算环境[4]。

6）程序设计思维

了解由机器语言到高级语言;掌握高级语言（程序）的基本构成要素;理解计算机语言的发展思维。详细讲解计算机语言和编译器的发展，使学生理解计算机执行越来越复杂程序的原因，以及不同抽象层次的计算系统[4]。

6 结束语

通过教学改革促进了良好教风的形成，教师认真授课、积极准备微视频和相关讨论课题、主动相互听课、交流教学体会、与学生积极交流、教学理念得到提升。良好的教风的形成同时可以促进学风的改变，在课程设计、毕业设计、学科竞赛等方面学生计算思维素养得到了提高。通过超星学习通平台、QQ群、微信等多种方式，创新教学方法，实现线上与线下教学相融合的体系，拓展了学生的思维空间。采用大班授课，小班研讨即翻转课堂的方式进行教学，提高学生构建知识体系自主学习的能力。结合理工类院校学生的思维及学习特点，积极进行教学改革与探索，构建了多元混合教学模式，提升学生综合创新能力。

参考文献：

[1] 冯月华，李文娟，文银娟.面向计算思维的大学计算机课程的教学改革探析[J].中央民族大学学报（自然科学版），2018，27（2）：72-76.

[2] 百度百科.计算思维[EB/OL].[2021-06-16].https：//baike.baidu.com/item/计算思维.

[3] 諶文芳，高海波，谌兴宇.面向计算思维的大学计算机基础课程教学内容改革[J].课程教育研究，2017（51）：242-243.

[4] 战德臣，王浩.面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系[J].中国大学教学，2014（7）：59-66.

[5] 刘冬霞，张永波.面向计算思维的多向互动模式在大学计算机基础课教学中的应用[J].电子世界，2018（24）：63，65.

[6] 张敏，贾强.基于计算思维的Python程序设计课程教学案例设计[J].微型电脑应用，2021，37（3）：48-50，62.

【通联编辑：谢媛媛】

作者：李立春