面向计算思维的大学生研究性学习能力培养实践研究*

◆王 苹 张未未

面向计算思维的大学生研究性学习能力培养实践研究*

◆王 苹 张未未

在计算机基础课程中采用面向计算思维的大学生研究性学习能力培养教学方式，引导学生在学习中发现问题、利用计算思维的方法去研究问题并解决问题，充分挖掘学生的研究性学习能力、协作能力和创新能力，达到激发学生学习兴趣、培养学生问题求解和设计创新能力、优化教学过程、增强教学效果的目的。

计算机基础课程；计算思维；研究性学习能力

1 前言

在我国高校的计算机基础课程教学中，至今仍在采用以教师讲授为主的教学方式，教学内容偏重某一种软件的功能使用介绍，以学生能够熟练使用该软件为教学目标，课程学习中忽视了对学生解决问题的思维方法、探索研究能力和分工合作能力的培养。现今时代，信息技术发展迅速，科技日新月异，全球一体化的时代要求培养具有探究精神、合作能力并富有创新意识的合格人才。因此，必须转变教学理念，重新设定教学目标和教学内容，并改革教学方法，引入适合培养大学研究性学习能力、团结协作能力和创新发展能力的面向计算思维的研究性学习教学方式。

2 计算思维

计算思维的概念是由美国卡内基·梅隆大学周以真教授在2006年首次提出的，她对计算思维做出的定义为：“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。”［1］周以真教授将计算思维作为一种基本技能和普适思维方法提出，她指出：“计算性思维实际上是一个思维的过程，它首先可以帮助人们将想要解决的问题用抽象的方式非常清晰地表述呈现出来，然后再用信息处理流程的方式来构建解决问题的相应方案。计算思维为人们提供的是一个思考问题并如何解决问题的思维视角和思维方式。在现实生活或实际工作中，人们对于同一个问题可能会有多种思考解决问题的角度，但我所提倡、所建议的思考问题的角度是从计算思维的角度来看问题。”

可见，计算思维为人们指出了利用计算机解决现实问题的方法和思路，有利于培养学生的研究能力和创新能力。为了培养能够参与国际竞争的创新型人才，计算思维的培养已经得到国内外许多高校的重视［2］。

3 研究性学习

广义的研究性学习泛指学生主动探究的学习活动，适用于学生对所有学科课程的学习。研究性学习中，学生在教师指导下自主地发现问题、探究问题并获得结论［3］。研究性学习是一种以学生为中心的学习方式，不同于传统的被动的、经验性的接受式学习方式，研究性学习着重于启发并培养学生的逻辑思维能力、分析问题能力、解决问题能力和表达交流能力，非常重视并强调学生作为学习主体积极主动地进行学习，强调学生对知识的探究、分析和解决创新。同时，研究性学习也侧重团队成员的协作互助与共同学习，重视学生的综合素质能力的全面提升［4］。

研究性学习也十分有利于大学生自主学习能力的培养。众所周知，大学生自主学习能力的培养一直是我国高等教育的一个重要目标，而具有研究性学习能力的学生往往具有较强的自主学习管理能力、较好的自主学习心理，进而能够转化为主动的自主学习行为。而学生在自主学习探究过程中又进一步提高了研究性学习能力。

4 计算思维与研究性学习的关系

研究性学习着重培养学生解决问题的能力，而计算思维可以为研究性学习中问题的解决提供思维方法的指导，两者是相辅相成的，探讨面向计算思维的研究性学习意义重大，且有很大的实际应用价值。

笔者在大学一年级学生的计算机基础课程中引入了面向计算思维的研究性学习教学方式，在课程教学中有意识地培养学生的计算思维能力，让他们真正认识到计算机不仅是工具，还可以启发人们使用科学的方法去思考并解决学科专业领域的问题，进而提升课程的广度与深度；并且十分有利于学生个体的全面发展，真正做到了以学生为中心的人本主义教育，还教育教学于本来面目，使学生作为学习的主体处于主动学习的地位，而教师则处于帮助和引导学生学习、帮助他们学得更好、为学生的学习过程服务的地位。

5 面向计算思维的大学生研究性学习的培养

目前，我国许多高校都定位为研究型大学，因此，大学生研究性学习能力的培养必然是其教育目标之一。在发现问题的过程中利用计算思维开展研究性学习，去探索解决问题的方法和途径，是培养学生研究性学习能力的最佳方式［5］。

同时，在计算机基础课程中开展面向计算思维的研究性学习，还应与学科教学紧密结合，在培养学生计算思维能力和研究性学习能力的同时，还要为学科教学服务，不能脱离学科教学目标、教学内容。因此，在进行教学设计时还需要结合学科教学特点细化教学设计环节，教学案例的选择应紧密结合学生的专业、校园生活或未来工作需要，使学生感觉到所学的知识是与自己的学习、生活和未来工作密切相关的，进而提高学生的学习兴趣，以达到较好的教学效果。

另外，计算机基础课程教学的某些内容单元非常适宜采用案例教学法。如在Office高级操作单元中，讲解Word时可以以毕业论文排版和个人简历作为教学案例，讲解Powerpoint时可以让学生以我的校园、我的家乡或者我的社团为题目制作演示文稿；讲解图形图像处理技术基础，在讲解Photoshop软件使用时可以以个人证件照制作为教学案例；讲解多媒体技术基础时，可以让学生使用会声会影视频编辑软件制作个人生活相册或学校校庆相册；而讲解网页制作教学内容时，可以让学生为自己所在的学院、社团、宿舍制作主页，甚至可以建议学生为学校重新设计制作主页。这样不仅讲解了知识，还贴切了学生的实际学习需要，激发了学生的学习热情与动机，深受学生欢迎，取得了非常好的教学效果。

另外，交流平台是网络环境下研究性学习顺利开展的要素之一。因此，可以基于网络教学平台在计算机基础课程中开展面向计算思维的研究性学习，这样会极大地拓展教学空间，将网络教学空间和课堂教学空间有机地结合起来，会最大化优化教学效果。在具体的研究过程中，采用行动研究法，在行动研究中验证、改进面向计算思维的研究性学习教学步骤与方法，以取得较好的教学效果。

6 小结

总之，面向计算思维的研究性学习改变了传统教学中教师讲授为主的教学方式，通过计算思维能力的培养，教会了学生在遇到具体问题时从计算思维的角度进行思考。研究性学习能力的培养，教会了学生通过探究去寻求解决问题的途径，并最终解决问题。在计算机教学中引入该种教学方式，真正地培养了学生思考问题和研究问题的能力，为他们将来创新性地解决专业问题奠定了坚实的基础。课程教学中开展面向计算思维的研究性学习，具有重大的实际应用价值，希望本研究能为高校计算机教师的教学改革提供一些参考和借鉴。■

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

［2］赵勇.基于网络资源研究性学习教学设计模式［J］.现代教育管理，2012（12）∶108-111.

［3］龙慧灵，熊黎，龙海明.论研究性教学与研究性学习［J］.社会科学，2010（8）∶119-122.

［4］刘卫东.研究性学习策略的培养与英语学习能力的可持续发展［J］.黑龙江高教研究，2012（2）∶137-139.

［5］常学洲，狄建茹.基于网络环境的研究性学习教学模式研究［J］.继续教育研究，2011（3）∶65-66.

Practical Research on Cultivation of Students’ Research Learning Ability based on Computational Thinking

WANG Ping， ZHANG Weiwei

In the basic computer course， the teaching method of training students' research learning ability of computational thinking oriented was taken to guide students to discover problems in learning，research problems and solve problems with computational thinking，fully excavate students' research learning ability， cooperative learning ability and innovation ability， thus， to stimulated students' learning interest， cultivate students' problem solving ability and design innovation ability， optimize the teaching process， and improve teaching ef f ect.

basic computer course； computational thinking； research learning ability

G642.0

B

1671-489X（2016）10-0074-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.10.074

*项目来源：北京市青年英才计划项目“基于计算思维的中医院校计算机基础课程的教学改革与实践研究”（项目编号：YETP0820）。作者：王苹，北京中医药大学信息中心副教授，研究方向为面向计算思维的教学设计；张未未，通讯作者，北京中医药大学信息中心讲师，研究方向为网络环境下的教学设计（100029）。