大学计算机基础教学与计算思维的融合*

◆李晓艳 孙林

作者：李晓艳，河南师范大学计算机与信息工程学院助教，研究方向为粗糙集、数据挖掘、图像检索；孙林，河南师范大学计算机与信息工程学院讲师，研究方向为计算机教育、人工智能（453007）。

1 前言

目前，计算机技术在日常生活、办公、学习、工业生产等方面已得到广泛应用，熟练地掌握计算机基础技能成为现今社会考查个人能力的标准之一。因此，如何培养非计算机专业学生的计算机基础技能成为各高校面临的一个主要问题[1]。

大学计算机基础课程是针对大学一年级学生开设的计算机基础性课程，其目的是使学生更好地掌握基本的计算机信息技术知识，并能更好地运用计算机知识解决各自专业以后可能遇到的问题。该课程是河南师范大学计算机专业和非计算机专业学生的必修课程，在提高学生综合素质、培养创新能力上起到重要作用。本文主要探讨关于非计算机专业学生的大学计算机文化基础课程的学习。大学计算机基础课程主要有内容涉及面广、知识点多、学时相对较少的特点。而该课程所面对的学生层次不一，一部分学生在中学时接触计算机教育比较多，而另一部分学生可能根本就没有接触过计算机，这样就造成两极分化，如果按照正常的教学进度去讲，可能就会出现有些学生觉得枯燥无味，而有些学生却听不懂、跟不上的情况。这些都对计算机教学带来巨大的挑战[1-2]。

2 大学计算机基础教学中存在的问题及应对措施

对培养目标的认识不够 在日常教学过程中，多数教师在对本门课程的整体理解上存有偏差，认为大学计算机基础就是Office办公软件的使用，学会使用Office办公软件就达到了学习本门课程的目的，而对计算机基础在今后学习、工作中的意义，没有进行充分的强调，导致一部分非计算机专业的学生认为本门课程不是专业课，不重要，学成什么样都可以。这种认识会淡化学生对计算学科的认识，严重阻碍学生对计算机技术核心思想与方法的掌握。

大学计算机基础教学与计算思维融合需要来自各专业的学生，汇集多方面的思维，需要学生、教师共同努力，结合学生专业，吸引学生对计算机产生兴趣。在教学过程中，教师应通过抽象理论讲解和典型案例剖析的结合向学生强调计算机基础的重要性。结合当今实际互联网动向，让学生能从实际中体验到所学知识的具体应用，把抽象化为具体。

存在重实验、轻理论的情况 在教学过程中，许多教师比较注重学生的动手能力和对计算机的实际操作能力，在教授Word排版、Excel的应用、PPT的制作上花费大量时间去讲解，但对基础的理论知识一带而过，没有进行较为详细的讲解，以至于大部分学生在以后的学习过程中“知其然而不知其所以然”。

学生入校时对计算机知识的掌握程度不同，真正全面掌握计算机基础知识的学生非常少，即使一部分来自发展较好地区的学生对计算机掌握的知识比较多，也仅限于基本操作和简单的Office办公软件的使用，而全面掌握计算机基础知识的学生非常少。而这部分学生也很容易对计算机基础这门课程的认识产生偏差，认为自己已经掌握了足够的计算机知识，认为教师所讲的内容自己早就会了，不需要再重复学习。以至于这些学生上课不注意听讲，甚至逃课，而真正期末考试的时候，他们的成绩却远不如那些根本没有接触过计算机的学生，时常还会出现“挂科”现象。究其原因，就是学生只注重操作步骤，完成了一个小小的操作就认为学会了该项知识，却没有通过系统的理论学习将学习内容串联起来，因而达不到全面掌握学习内容的目的。

针对这种问题，教师应该突破约定俗成的教学模式，理论联系实际，又作用于实践，从两个方面对学生进行详细的讲解、指导，增加计算机传授量，让学生充分认识到计算机理论知识的重要性，并能用所学到的理论解决实际操作中遇到的问题，达到全面掌握学习内容的目的。

注重教学形式多于教学内容 教学形式服务于教学内容，最终的目的是实现教学内容的传授，使学生能够更好地掌握教学内容。而一部分教师在教学过程中更加注重教学形式，认为“先上理论课，再上实验课”的教学形式比较落后，而“理论讲解和上机实验同步进行”的教学形式更好，如果学校因为硬件设施的影响无法实现后者的上课要求时，有些教师会出现比较气馁的情绪，严重影响教学效果。这种情况一旦出现，将会大大削弱学生的兴趣，形成恶性循环。

其实，在教学过程中，不能说哪种形式更好，把握好教学目标，找到较为适合的方式，同样能达到较好的课堂效果。教学内容是根据教师给学生传授知识和技能，概括教学目标来确定的。比如，基于河南师范大学目前的教学条件，学校安排大学计算机基础授课方式普遍采用的是“先上理论课，再上实验课”的教学形式，这样能实现学生在课堂上更集中注意力去学习教师所教授的内容，更有助于理论知识的学习。这样的效果是“理论讲解和上机实验同步进行”的教学形式所不能比拟的。在课堂上，教师可以将理论知识和计算思维通过提问和讨论的方法传授给学生，在一节课将要结束时再辅以学生以相应的任务，比如给学生分组，让一组学生共同去完成一个任务，那么学生在上机实验课会更有目标练习，并解决相应的问题，以达到熟练掌握学习内容的目的。

3 计算思维在计算机基础教学中的重要意义

计算思维是2006年美国卡内基·梅隆大学的周以真教授提出的。它是运用计算机科学的基础概念来求解问题、设计系统和理解人类行为的科学方法。它通过选择合适的方式陈述一个问题，对问题的相关方面进行建模并用最有效的办法实现问题的求解[3-4]。计算思维是人类求解问题的一条途径，它是一种思想，是求解问题、与人交流和管理日常生活中所需要用到的一种科学思维方法。

能使学生终生受益 我国学生在计算和计算机理解方面存在不足。当前计算机的应用已经遍及全社会，现代社会对于计算机应用水平的要求已经不局限于计算机专业的学生，而是全社会成员都必须具有的基本素质，所有大学生都必须具有对于计算机技术深度运用的能力。而恰恰在这一方面，我国与发达国家之间存在较大的差距。在这样的背景下，作为对于计算机应用能力的培养，仅仅掌握几项具体的应用技能是远远不够的，必须对于计算以及计算机科学的思维形式有较为深刻的理解，接受对于计算思维的严格培养，才能使得学生走上社会以后具有很好的应用计算机解决问题的思维习惯，成为当下这个信息社会、大数据社会的合格公民。

如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，计算思维是大学生必须具备的思维能力，是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。将计算思维融入计算机基础教学中，不仅可以使学生更好地理解每个知识点，而且可以将这些知识点相互关联在一起，形成一串知识链，更能促进理论知识的掌握。从长远来看，还促进了学生的科研精神和逻辑思维，使学生在正确的指导下进行科研创新，让学生举一反三。此外，计算思维还能帮助学生寻找到解决问题的最优途径，降低做事成本，提高办事效率，使其终身受益。

不受软件更新换代影响 计算思维是利用启发式推理寻求解答，即在确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。当遇到软件的更新换代时，学生能在这种思维方法的引导下快速熟悉新版本软件的操作。

Office办公软件是计算机基础学习的一个重要部分，而Office的更新换代在近十几年里经历了Office2000、Office2003、Office2007、Office2010等。如果不能很好地培养学生的计算思维，就可能出现以下问题：学生只会用当时学习的那个版本的软件，换个新版本的软件就不会用，或是接受起来要比经过计算思维训练的学生慢。

4 将计算思维融入教学的具体实践

将计算思维融入不同的教学方法中 如何培养学生的计算思维能力是贯穿大学计算机基础教学的核心任务[5]。在教学过程中充分发挥“学生的主体地位，教师的主导作用”，将计算思维融入案例教学法、任务驱动法、课堂讨论和提问等教学方法中，引导学生进行学习和思考。在本文中强调理论教学在整个计算机教学中的重要作用，希望通过理论教学引导学生形成计算思维，并将计算思维反馈于理论学习、作用于实验上机，这样才能提高学生的学习主动性，促进学生主动思考。

河南师范大学所用的计算机基础教材是由科学出版社出版的，徐久成、王岁花主编的《大学计算机基础》。书中的第一章所涉及的内容比较广，有计算机的发展历史，计算机的分类、应用，进位计数制、数制转换，软硬件系统等。对大一学生来说，这些知识比较抽象，难以理解。以进位计数制的讲解为例，可以借助日常生活中的例子来讲：“我们接触比较多的就是十进制，在计数时，从1数到10，进1位。在计算日期的时候所采取的进位又不同：1小时=60分，采用的是60进制；1天=24小时，采用的24进制。而在计算机中采用的是二进制，原因是在电子器件信号中只有高电平和低电平两种状态，表示通和断，硬件上便于实现，便用0、1两个数码来表示。而有时采用八进制和十六进制是因为便于书写和阅读。” 这样辅以生活中的例子进行讲解，学生对进制将会有一个比较清晰的理解，并了解到其深层次的原理，从而形成一种“思维”，在以后的学习类似于牵涉0、1两种状态时就自然地接受，不再产生障碍。

培养学生的探索精神 探索精神可以帮助学生冲破一切禁锢，找到生活中存在的真理。计算机基础教学过程就是培养学生的计算思维的过程，学生掌握了计算思维就会对有关计算方面的知识产生兴趣，从而在学习过程中不断地探索，寻求知识的真理。而那些没有掌握计算思维的学生，对所学的知识总是一知半解、缺乏兴趣，总是教师教什么就学什么，按部就班，缺乏主动探索精神。

计算机基础这门课程知识点多，涉及的知识面广，仅仅依靠课堂讲授，时间上远远不够。这就是许多教师总感觉课程讲不完，许多内容加快节奏甚至一带而过的真正原因。并且学生也感觉很委屈，觉得教师讲课讲得太快，许多知识无法理解。而在课堂上主动培养学生计算思维的教学方法上起课来则较为轻松，上课效果也更好。例如，在给学生讲解Excel中函数的使用方法时，所涉及的函数很多，书中也只是讲解了ABS函数、ADD函数、AVERAGE函数等几个常用函数的使用方法。在日后的学习中会遇到一些问题涉及课本以外的函数，而一部分学生没有学习过就不会使用。因此，在教学过程中可以这样讲解：ABS函数是求绝对值函数，是单操作数，ADD函数和AVERAGE函数是多操作数。并对这些函数进行总结，找出其共同点和不同点，学生一经形成这样的思维，在遇到新的函数时会很容易掌握其使用方法。在上机实验课时也不会只练习教师讲过的知识，而是会去尝试一些新的内容，引起学生的思考和探索，因而提高教学效率和教学质量。

5 结语

教育的探索永无止境，教学的改革还在继续。在非计算机专业的大学计算机基础教学改革过程中，需要教育工作者不断地探索，发现教育过程中存在的问题，寻求更好的解决办法，将理论教学与实践教学相结合，促进学生对计算机基础的深入理解和学习，提高学生的计算机综合素质，用计算思维来武装学生，提高学生的思考能力，培养学生主动探索的精神。

[1]武航星,姚琳.大学计算机基础教学存在的问题与对策[J].计算机教育,2014(4):40-42.

[2]张俊玲,刘鸿波.非计算机专业计算机基础课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2009(11):126-128.

[3]傅翠娇,曹庆华.科学素养与大学计算机基础课程教学的融合[J].计算机教育,2014(4):26-28.

[4]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[J].中国大学教学,2010(9):5-9.

[5]董荣胜.计算思维与计算机导论[J].计算机科学,2009(36):50-52.