浅谈计算机教学的计算思维的培养

赵春风

（吉林省农安县实验中学 吉林农安 130200）

浅谈计算机教学的计算思维的培养

赵春风

（吉林省农安县实验中学 吉林农安 130200）

“计算思维”的引入正为计算机基础课程改革指明了方向、明确了任务、拓展了新思路。本文基于对计算机基础教学的现状与发展趋势分析，提出了基于“计算思维”的课程教学改革新思路。

计算思维 计算机基础 教学改革

一、计算思维与计算机基础教学改革

1. 对“计算思维”的认识

“计算思维”一词并不陌生，众多学者与专家在各种场合提出并强调计算思维能力培养是不可忽视的。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。计算机基础教学是培养具有现代科学思维精神和能力的三大必修课程之一（另两个为数学、物理）。

2. 对“计算思维”的理解

计算思维是人类求解问题的一条途径，但决非要使人类像计算机那样思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力，是人类赋予计算机激情。配置了计算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题，实现“只有想不到，没有做不到”的境界。计算思维的本质是抽象和自动化，它是如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，都必须具备的思维能力。这些想法和认识一语道破了构建和培养思维能力的重要性和独到性。[1]

二、“计算机基础”课程改革新思路

1. 基本思想

首先是计算机文化素养的培养，构建一种计算机文化氛围，让学生充分理解和认识计算机的特点和用途，树立并培养学习计算机的热情和动力。其次是课程体系与教学内容的研究，也就是课程定位，明确这门课要教给学生什么、让学生学些什么、课程培养目标又是什么。最后是充分利用网络和应用现代教育技术手段，开展教学方法与手段的研究。如今大家都会体验到基于网络学习的优势与便利，足不出户就可以浏览学习国内外名牌学校教授的课程，共享优秀教学资源；而对于课程中的一些重点难点、不易理解和呈现的知识点，充分利用现代教育技术手段，通过计算机抽象或真实地展示出来，实现以往看不到的看见了、看不清的看得更清晰了。现代教育技术手段的应用，极大地提高了教学效率与知识点的掌握和理解。

2. 构建计算机文化教学平台

一是计算机认知学习平台，包括计算机发展历程，从图灵机模型到冯·诺依曼体系结构。让学生从计算机硬件设备的认知、安装与调试，了解和认识计算机，加深对计算机的学习与理解；再从图灵奖的诞生与获奖者经历，培养学生对计算机学习的积极性，进而激发思维与创造力。二是搭建了计算机硬件实验环境并进行多功能区设置。从单机、多机到计算机网络，包括无线网络、蓝牙技术、云计算平台到物联网（这一项正在逐步实现）。三是构建多元化的软件实验平台。提供丰富的立体化学习资源，这些资源全部放在课程网站上，便于个性化学习；同时增强网络的实时交互，实现师生与生生之间的交流。利用计算机文化教学与计算机硬件感知教学向学生全面展示计算机的发展历程，注重计算机在人类发展历史上的作用和新的发展趋势。使学生充分感受到计算机科学与技术的渗透力和发展趋势，面对未来敢于挑战。

在教学中，坚持“认真、执著、创新、超越”的教育理念，进一步深化改革理论与实验教学的方法和手段，围绕创新人才培养设计实验教学内容和方法。加强教学方法与手段的研究。

在理论教学中以培养学生应用计算机和计算思维解决实际问题的基本能力为核心，注重基础知识的教学，加强对问题求解、设计与实现模型的学习与训练，改变以往技能讲解学习为基础的培养方式。例如，在学习计算机网络中，我们从一台计算机到多台计算机与各种电子设备的集成入手，这时就会产生各个设备如何进行连接，尤其是当连接的设备距离较远甚至跨省市或国家时如何处理？再有各种设备所使用的操作系统平台不一样、利用电话又是如何实现数据间的通信处理等等一系列问题，这些问题就引出了网络的传输介质、连接设备与网络协议等概念，进而让学生学习相关知识，自然且易理解。再有，我们不讲字处理等各个具体软件（例如 Word）的操作，而是讲解数据处理与呈现的方式、编辑数据的含义等基本概念，然后根据数据文档的内容决定选择用什么应用程序进行处理更方便，进而达到举一反三的效果。而实验内容则侧重学生的计算机基本技能的训练和综合应用能力的培养，按照基础实验、拓展实验和创新实验进行分层次教学。学生依据理论教学要求和自身的基础，选择必做以及选做的实验。通过分类分层的多元化教学模式和一系列实验训练，培养学生计算思维和数据获取等方面的能力，探讨新教学方式对学生学习的益处和改善点，以“技能－能力－思维”的三层培养目标为核心，加强计算机应用技能对各专业的学生专业研究与开发能力的支撑，全面提高学生的计算机文化素养。

教学改革之初，有相当一部分同学对这种教学模式有看法或是直接提出意见。但是，随着教学的不断深入开展，该模式最终得到了认可，有 99%的同学都表示有很大收获。而且是学习动力、学习能力与思维能力的普遍提高。

“计算思维”颠覆了只把计算机课程当作工具学科的观念。在计算机基础教学中，技能训练使学生学会数据处理，能力培养使学生学会更好地进行数据处理，思维养成使学生学会在数据处理中所体现的计算思维能力并在工作中能够灵活应用。

将“计算思维”引入教学中，是我们面临的教育教学改革的新挑战，更是新机遇。我们应当在教授计算机技术的同时，加强思维教育意识，使学生增强运用计算思维的能力，使计算思维成为当代学校生的基本技能。

[1]陈国良，董荣胜. 计算思维与学校计算机基础教育[J]. 中国学校教学，2011(1).