以计算思维为导向的大学计算机教学改革研究

李可欣 刘文华

【摘 要】本文针对当前大学计算机教学中出现的问题，提出了一种以计算思维培养为导向的课堂教学新模式，提供新形势下培养复合型创新人才的策略。

【关键词】计算思维    大学计算机   创新能力    改革

1  引言

一直以来，大学计算机课程教学侧重于实用软件的操作，而对学生的创新能力和思维能力培养相对薄弱，与素质教育严重脱节，不能满足信息社会对大学生计算机应用能力的要求，所以构建新的教学模式成为高校教学的首要任务。

2006年，美国卡内基梅隆大学周以真教授在《Communications of the ACM》上提出了计算思维的概念，即把对问题的求解、系统的设计和行为的理解均建立在計算机基础概念上。使学生掌握用计算机求解问题的思维方式，提高计算机应用技能，进而完成对创新能力的培养。

2  大学计算机教学改革

2.1 以计算思维为导向

目前本课程的课堂教学基本以教为主，偏重知识的灌输;学生主要是“遵从、记忆和模仿”，难以让思维和能力有所发展。要实现计算思维教学改革，必须将计算机的知识以可视化的机器思维方式展现出来，而不是单一概念式的传授。因此，以计算思维为导向的大学计算机教学改革重心在于理念的转变、教学方法和手段的创新，是对现有教学模式的挑战。

2.2 以MOOC为依托

MOOC作为一种新型的教学模式，它不需要在固定的时间的地点学习，开放免费的最优质课程，能够给出网络考核分值和学习数据的实时收集分析，为学生提供了更广阔的视野和更个性化的学习方式。但是也并不意味着它可以完全取代课堂教学，主要原因如下：

（1）学习过程灵活的同时也大大减弱了外在的规范，所以容易被放弃。

（2）MOOC 教学无法创造课堂互动，不能使学生进行思想交流和协作，学生易出现缺乏积极思考问题的热情。

（3）教师不能对不同程度的受教者进行有针对性的辅导。

（4）MOOC 无法为学生提供创新实践体验。

综上所述，MOOC 只是对课堂教学的补充，是一种辅助学习方式。

2.3  以翻转式教学为切入点

本文尝试以计算思维为导向，以翻转式教学为切入点，以自建MOOC为依托，实现对大学计算机教学的全方位改革。

具体实施方案：课前，学生通过 MOOC 预习知识模块，构成计算思维的知识点，然后分组讨论;课堂上，教师运用经典案例延展知识点，运用问题求解的方法来梳理疑难点，重点传授计算机在不同学科应用上的思想和方法。例如，讲授“信息与数据处理”时，教师讲授应避免纠缠实现的细节，而着重讲解思维方式，可按“位置→电信号→编码→存取/ASCII→解码→字形→显示”的思路讲解，帮助学生正确形成数据处理时应该具备的思维方式。与此同时，可将数据处理范围扩大，引导学生继续运用这种思维去探索处理音频、视频和图像等数据的思路及其方法，最后通过实践进行归纳，总结出适用于所有数据处理的维列知识。

2.4  评价系统的改进

考核是教学评价的一种有效手段。大学计算机常规的考评方式是期末考试（70%）+平时成绩（30%）。期末考试以书面知识考核为主，而平时成绩以上课出缺勤为主，根本不能有效反映学生的能力。本文考虑应该充分发挥教学评价的激励作用，强化学生创新和实践能力的培养，所以综合改进考评体系。方案为：期末考试（50%）+平时考核（30%，其中MOOC占20%）+课堂实践考核（15%）+课外作业（5%），从而重新定位为以测试思维为主的有效考核。

3  结语

大学计算机的教学目的是培养更多具备计算思维能力的创新型人才，使国家实现可持续发展的战略目标。本文构建的新型教学模式以学生为中心，以能力培养为核心，将大学生思维创新落在实处。

【参考文献】

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

[2]徐明， 龙军. 基于MOOC理念的网络信息安全系列课程教学改革[J]. 高等教育研究学报， 2013，3（36）： 16-19.

[3]战德臣，聂兰顺，徐晓飞.大学计算机[J].中国大学教学，2011（4）：15-20.