结合计算思维的计算机专业主干课程柔性化教学改革

龚向坚 邹腊梅

【摘要】本文分析了计算机学科的特点，研究了当前高校计算机专业教学中存在的问题和不足，将柔性教育和计算思维融入计算机专业主干课程的教学过程，提出了结合计算思维的计算机专业主干课程柔性化教学改革方案。

【关键词】柔性教育 计算思维 计算机专业教学 教学改革

【项目基金】2011年南华大学高等教育研究与改革课题（2011XJG025）；2013年南华大学高等教育研究与改（2013XJG06）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）12-0230-01

1.引言

随着全球经济的一体化，各国竞争日趋激烈，教育与人才是获得竞争优势的关键，如何在扩大招生的前提下，提高高等院校的教育质量，建立一套适应社会经济发展的教育体系，培养满足社会需求的当代大学生成为全社会关注的焦点。目前高等教育中注重书本知识的传授、注重专业的教育、教育评价方式单一、忽略了学生的个性差异、专业的不同，实行的是“刚性教育”，缺乏柔性。而现代教育思想认为现代教育思想以培养学生的思维模式和创新能力为主要目的，知识只是其载体[1][2]。培养21世纪人才的核心内容就是培养综合素质高的创造性人才[3]，要实现这一目标，必须实现教育思想的转变，在教学中培养学生新的思维模式。

2.柔性教育

20世纪90年代，美国的教育人士在探索大学教育发展的过程中逐渐形成一种新的教育理念——“柔性教育”。所谓“柔性教育”即是教育模式、教学体系、教学内容和教学方法要能够充分体现现代教育思想以及现代教育观念；树立应材施教、个性培养和鼓励创新的教学思想；营造学生个性发展的学习环境[4]。柔性教育是针对刚性教育而提出的，“柔”强调教育的弹性、灵活性，体现在管理、教师、学生三个层面。

3.计算思维

计算思维（Computing Thinking）：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[5]。简单来讲计算思维就是像计算机科学家那样去思维。计算思维代表着人们的一种普遍的认识和一类普适的能力，不仅仅是计算机科学家，我们每个人都应该培养和运用它。

4.计算机专业主干课程柔性化教学改革

为了培养创新型大学生，我们将柔性教育的思想融入计算机学科主干课程的教学改革过程中，对培养模式、教学内容、教学方法进行柔性化改革。

为体现教育过程的分类、分层、尊重学生个性差异，实行管理层的柔性化，我们对培养模式进行改革：把几个专业进行合并形成一个大的计算机科学与技术专业，在新专业里设置计算机科学、网络工程、软件工程和数字媒体等三到四个不同的专业方向。招生时在计算机科学与技术专业下统一招生，前两年统一培养，后两年由学生根据自己兴趣选择不同的专业方向，按專业方向培养，建立以平台加模块的“2+2”的教学模式。改革的核心就是要实现大类招生下的分类分层次培养，前两学年实行基础平台教学，培养学生的思维模式，后两年让学生自主选择专业，明确自身的求学思路和学习目标，扩展学生的个性空间，按方向实行模块教学，重点培养学生的专业应用能力和实践技能。

行为主义学习理论强调教师的中心地位，建构主义学习理论强调学习者的主体地位。我们将两种理论融合，提出柔性化教学模式，遵循以学生为主体、教师为主导的原则，将课堂教学设计成能更好地激发学生学习兴趣的互动式教学状态，体现教师与学生层面的柔性化。教师在讲授计算机课程基本理论的同时要注意理论知识的实现环节，使理论知识的学习指导学生的实践操作。推行多层次可自选的可扩展的实验教学模式：在课程实践环节中可进行基础实验、必做高级实验、多个任选的扩展实验的结合。基础实验以验证性实验为主，采用静态控制，旨在使学生直观了解课程的工作原理，帮助理解课堂知识。高级实验则以综合性实验为主，不同专业的学生结合自己专业方向的特点进行选择，目的在于培养严密的逻辑思维能力，以提高学生的专业应用能力和实际动手能力。扩展实验则以设计实验为主，全部由学生自行设计完成，旨在培养学生的创新意识和创新能力。

5.结合计算思维的计算机专业主干课程教学改革

计算思维的本质是抽象化、自动化、构造化、系统化、网络化，我们以程序设计基础、算法与数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络五门主干课程作为重点进行计算思维教育，在课程的学习过程中培养计算思维能力。

程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。数据结构是抽象模型的基础，是抽象化的具体表现，是算法与数据结构领域的核心。计算机组成原理是硬件设计的基础，是构造化的具体表现。操作系统是整个软件系统的核心，是系统化的具体表现。计算机网络原理是网络化的具体表现。这五门课程构成的主干课程体系体现了计算思维的本质和核心，能够系统全面的培养专业学生的计算思维能力。这五门主干课程相辅相成构成一个有机的整体，程序是这个有机整体的中心，我们进行计算机专业教学时可以围绕程序这个中心来展开。按照冯诺依曼的定义计算机是能够存储程序并且能够自动执行程序的机器，也就是抽象化和自动化的体现，而数据结构告诉同学们如何将信息抽象化并构建相应的模型方便存入计算机中并进行适当计算处理，然后通过程序的执行来完成自动化。而程序如何在计算机上被执行，也就是计算机由什么组成并且如何执行程序，学生可以通过计算机组成原理课程的学习来理解。程序运行时如何管理软、硬件资源、实现人机交互的问题将由操作系统课程来回答。如今网络无所不在，与计算融为一体，网络化是计算思维不可或缺的部分，所谓网络化思维是指利用以计算机为核心的信息网络作支撑的人机结合的思维方式，我们将通过计算机网络课程帮助学生理解网络的工作原理、建立网络化计算的思想。

6.总结

本文分析了计算机教学面临的问题，研究了当前高校计算机专业教学中存在的问题和不足，有针对性的提出结合计算思维的计算机专业主干课程的柔性化教学改革方案，对教学模式、教学方法以及实践环节进行柔性化设计，以计算思维的本质特点为基础，对计算机专业主干课程的教学提出改革思路，希望能为高校计算机专业教育的同行起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]蔡启先.CC2004计算学科教程体系分析与思考[J].高等工程教育研究.2006，（05）：83-87.

[2]刘乃琦.计算机专业（学科）面临的挑战与创新[J].计算机教育，2005（12）：7-10.

[3]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]王晓杰.新时期下加强高校大学生柔性管理的措施[J].时代教育（教育教学版），2010，（02）：80-80.

[5]周以真.计算思维[J].中国计算机协会通讯，2007.3（11）.

作者简介：

龚向坚，男，研究方向：计算机网络，计算机教育。