计算思维与中职计算机课程改革的基本思路

汤禹

计算机教育改革必须要明确改革思维，积极进行教育内容，技巧和方式的转变以及教育理念的改革创新，围绕计算思维进行改革才能保障计算机教育的效果。本文主要采用文献资料法和规范分析法，从计算思维和课程改革的概念出发，分析了基于计算思维的中职计算机教育改革存在的问题，比如课程改革缺乏计算思维理念的引入、教学方法落后、计算思维教学资源无法共享等，并对问题的原因进行了分析，然后结合实际，提出了几点针对性的改革思路，包括加强中职计算机教育对计算思维的认识、改革教学方法、加大对教学课程改革的投入、加强师资力量建设以及实现计算思维教学资源共享等，希望可以进一步促进我国中职计算机课程改革的顺利实施。

一、相关理论概述

1.计算思维的概念

2006年3月，美国卡内基梅隆大学计算机科学系主任周以真对计算思维进行了如下定义：计算思维（computationalThinking）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。这个定义包含了以下三个含义：（1）计算思维是一种人类的思维活动，是人类应该具有的一种能力。它的本质具有抽象性和自动性。（2）计算思维是基于计算机科学的一种思维活动，以计算机为工具又不局限于计算机本身，而是涵盖整个计算机科学领域。（3）计算思维的应用范围广泛，包括问题的求解，系统的设计和人类行为的理解等。根据以上定义，本文将计算思维定义为：人运用计算机科学的基础概念去解决计算机教学中遇到的问题、理解人类的行为，它是一种抽象化和自动化的思维方法。一般认为计算思维包括重新阐释、递归思维、并行处理、抽象分解、问题建模、系统恢复和海量计算等七个方面的教学。

2.课程改革的概念

课程改革是学习方式和教学方式的转变，改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。就是传统学习方式的“被动性、依赖性、统一性、虚拟性、认同性”向现代学习方式的“主动性、独立性、独特性、体验性与问题性”转变过程。

3.计算机思维与中职计算机课程改革的关系

第一，计算思维的形成离不开计算机原理及技术，即计算思维要通过计算机原理及技术才能实现对操作中问题解决方案的制定与实施，这也进一步证实在计算机系统中同样能够了解和总结出人们的思维活动，两者是相互依存的关系。第二，站在教学角度来说，计算思维已经被纳入计算机能力培养的重要途径，并成为计算机教学的重要内容，对计算机教学体系的构建起养决定性作用，而计算机教学则对计算思维有着指导和实践的作用。第三，计算思维是中职学生学习计算机技能时遇到问题的重要解决思维和方法，而这个方法及思维运用的前提便是先学会计算机抽象语言，并具备观察其中问题的能力，所以计算思维也同样成为中职计算机教学中的重难点内容，是部分与整体的关系。

在中职计算机课程改革中引入计算思维，实现了课程与学生专业的有机结合，运用两者的共同特点促进计算机的教学，让学生掌握基本的计算思维方法，达到良好的教学效果。计算思维在中职计算机课程改革中的引入一方面对学生的学习思维模式能产生比较大的影响，让学生培养一种计算型思维，对以后的学习有促进作用；另一方面对教学者的工作提供了有利的条件，创造良好的课堂氛围，为教学者的教学活动也提供便捷。在此过程计算思维的引入就为中职计算机课程中学生和教学者提供了一个能够双向互动，相互影响，相互促进，相互提高的广阔平台。

计算思维的核心是任务定位，在计算机教学中，把握中职院校计算机基础教学的定位是改革的前提，新时期计算机基础教学要求培养学生的计算机认知能力、应用计算机解决问题能力、计算机教学的重点是提升学生的计算机知识修养，不再是教授学生怎样使用计算机这个工具，而是指导学生如何利用计算机思维去解决实际生活中遇到的问题，培养学生对复杂问题的抽象分解能力。因此，计算思维的引入显得尤为重要。

计算机基础教学中及时应用新型的教学方式改变传统的教学理念，让以行动为导向，以计算思维为主体的教学方法深入到每一个教学环节中，可行的教学方法有任务驱动法、小组协作学习法和探究式教学法等，这是中职计算机教学方法改革的应用。利用这些教学方法可以及时有效地提高学生的计算思维学习兴趣，可以通过兴趣引导学生锻炼和加强计算思维，从而进一步提高学生在计算机实际操作中的操作效率、操作准确度、操作能力和操作水平。同时也要增强学生的自主学习能力，让学生能在自主学习方面提高一个层次。在中职计算机教学方法改革过程中，应大力推进改革思想和改革方式，在改革过程中查漏补缺，加强短板，加快计算机基础教学领域的建设，为计算思维共享提供一个广阔的平台。

此外，计算思维中很重要的一个概念就是科學系统的评价体系，运用在计算机教学中，它可以帮助学生和教师更好地开展基础教学，提升教学的针对性、学生学习效果的评价要通过多种途径来进行，构建包含形成性评价、诊断性评价和总结性评价的多元评价体系，从而实现学生学习效果的全面评价。

二、基于计算思维的中职计算机教育改革存在的问题

1.课程改革缺乏计算思维理念的引入

在我国中职计算机教育改革中，对计算机教育改革的功能和认识是不科学的，国内中职计算机教育功能落实在工具性上，工具性的计算机教育理念制约了计算机教育的深化发展。在中职计算机教育中，简单进行应用技能培训方式，严重影响到中职计算机教育价值的发挥。计算机学科教育失去了文化底蕴，导致教育效果不理想。因此，在中职计算机课程教育中，缺乏对计算思维理念的引入，没有对中职计算机教育进行重新定位，从而导致人才教育和培养的方向和目标不明确。在实际的教学中，没有立足学生计算思维的培养，计算思维研究仅停留在理论层面上，需要与具体教学活动以及专业的结合，从而无法实现计算机教育的多元逻辑训练，不利于中职学生计算思维和自我分析研究解决问题能力的培养。

2.教学方法落后

现如今，中职计算机教育的模式以及课程设置很大程度上延续了传统学科的教育模式，教育体系也是一脉相承，没有自身的特殊性存在，和全日制学校计算机专业课程设置几乎相似，由于中职计算机教育没有独立教材，大多都是沿用普通计算机专业的教材。课程设置不合理，计算思维教学方法落后。受传统教学模式的制约，我国中职计算机教育在教学方法上仍是“说教法”的传统方式，这就导致了教育过程中教学理论知识偏多，课程设置不合理，计算思维教学方法落后严重束缚学生学习的自主性和积极性。再加上知识体系不完善，使得实用性大打折扣，教学效果也不甚明显，教学内容和工作实践出现脱节等现象。而在实践操作中，中职教育强调面授教学，而学生工作和面授就会出现冲突。这样种种因素，直接影响了中职计算机教育的施教质量和受教质量。教学方法在教学实践过程中起着至关重要的作用，中职计算机教育的教学方法如果不够科学、不够规范，将影响后续整个教学的教学质量和教学水平，将影响学生对计算思维的认知程度，将影响教学者在教学过程中的效果。所以教学方法的落后是导致中职计算机教育在推进改革过程中的一个巨大阻力。

3.计算思维教学资源无法共享

原有计算机专业教育资源无法共享，计算机专业中职学生和老师之间无法进行实时交互式动态管理，通过资源共享等形式建立植入型教育模式。此外，计算思维教学改革下产生了很多的课程版本，教学课程教材版本混乱，计算思维教学课程在计算机专业教育中扮演着至关重要的角色，是计算机教育的模板。混乱的课程教材版本不利于各地中职教学的评价与考核、交流与合作。另外，很多计算机专业中等职业院校采取在生源较为集中的城市设立函授站，协助计算机专业中等职业院校进行教学和学生管理，同时方便计算思维的学生领取学习资料，参加面授和考试。各函授站面授课程虽然一致，但是教学资源无法共享。中等职业院校的计算机专业需委派教师到不同的函授站重复讲授相同的课程，对于一些位置偏远的教学点，计算思维教学资源无法共享，教育资源浪费严重，学校对学生的教育管理和支持服务系统不到位，教育教学质量无法保证，管理效率低下。

计算思维教学资源共享在推进中职计算机教育课程改革中也是关键的一步，资源共享意味着能通过各种平台和各种渠道获得知识体验，这样的共享是有利而且有效的，资源共享状态下的计算思维能润物细无声地让学生和教学者在计算思维方式方法上达成一定程度和一定层次的共识，如果教学资源不能共享，这些利好都无法完成和实现。

三、基于计算思维的中职计算机教育课程改革存在问题的原因

1.对计算思维理念的认识不足

由于我国特殊的国情以及应试教育的影响，教育者对学生的培养主要是为了提高学生的课程成绩，从而没有注重课程与理论的结合，我国中职计算机教育也都以学历教育作为主要教育模式，缺乏对学生计算思维的培养。中职计算机教育改革往往注重技术与应用的教学，忽视了思想的教学。加之中职计算机应用的最终成果仅是一个软件或系统，更加造成了重技术和应用的教学局面，从而忽视了引领计算机应用的思维注重软件和系统开发的过程和细节。这使得中职学校在计算机教育中，没有设置相应的计算思维的培养课程，教育者也没有意识到计算思维在计算机教育中的重要作用，更没有将计算思维提高到教育的战略层面上来。

2.教师素质有待提高

计算思维教学课程改革对原先的计算机教师提出了更高的要求，需要教师具备较强的专业精神、较丰富的专业知识以及较高的专业技能。计算机教师素质的提高能加快计算思维教育的步伐，教师的教学水平和知识水平直接反映了他自身对计算思维的理解深度。老师在教育过程中起着引航灯的作用，教育就是为学生指明航行方向，教师的素质直接影响这个航行方向是否正确，是否有偏差。

同时，新课程开展需要充分发挥地方和学校的自主性，给老师和学生提供了很多自主空间，从而对教师教育的灵活性和随机应变能力提出了更高的要求。但纵观中职计算机教育，由于中职教育不被重视，大部分中职学校的计算机教师都是普通本科高校淘汰下来的教师，这些教师不是教学经验不丰富，教学能力有限，就是专业素质不高，使得在计算机教育中，忽略了对计算思维的培养，在培养计算思维方面，依然采用传统的教学方法，从而无法保障计算思维培养的有效性。

3.对中职计算机教育的投入不足

在信息化日益广泛应用的今天，计算机类或相关专业毕业的学生的实际操作能力普遍不高，归结其原因是使用专业设备的时间偏少，可供实验的设备档次偏低。由于电子类的软、硬件发展十分迅速，计算机的使用也通常建立在新的软件操作基础以及配套硬件之上。但许多学校因为经济问题，导致设备更新速度缓慢，无法满足计算机教学对软硬件的更新要求。中职学校计算机设备缺乏适宜的硬件环境，从而无法在计算机教育中顺利引入计算思维。中职学校以培养操作技术为主，各个专业设备的更新都需要大量的投入，这对于本身资金处于极度困难的中职学校来说更是困难。很多中职学校被逼无奈，只得根据本校实际情况，平衡调剂，从而简略课程设置，忽略了教学方法的改革，使得课程的设置没有引入计算思维的培养，现有的教学方法也无法促进计算思维的培养，进一步导致中职计算机教育改革无法顺利进行。

四、基于计算思维的中职计算机教育课程改革的思路

1.加强中职计算机教育对计算思维的认识

计算思维教育应该以培养应用型人才为目标，计算思维教育将面临前所未有的发展契机。为了提高中职计算机教育的质量，促进中职计算机教育课程改革的顺利实施，需要加强计算思维理念的引入。对此，中职学校应认清形势，把握机会，积极加强学生计算思维的培养。在具体教育培养过程中，通过介绍计算系统计算思维，让学生对计算思维的大体框架有一个最基本的认识，通过介绍问题或采用科学合理的案例，来进一步加深其对计算思维的认识。因此，中职计算機教育在发展教育的同时，必须大力发展各种类型和层次的中职后期及高等教育，强化中职计算机教育中计算思维教育功能，不断加大计算思维教育在中职计算机教育中所占的比例。

2.改革教学方法，加强计算思维的培养

在教学中，可以采取循序渐进的教学方法，先让学生掌握一定的计算机知识，作为计算思维培养的基础，接着对学生全面讲解计算思维的梗概，让学生有了对计算思维有个大体的了解，然后在进行后期的重点培养。通过不同课程的相互配合与合理的分工，来锻炼学生的计算思维能力，使得学生形成解决问题的思路。思维是一种解决问题的途径，但与解决问题的能力还存在一定的距离，这就需要教师通过长时间度对学生计算思维的锻炼和培养，来让学生的计算思维转化成解决问题的能力。在教学方法的改革中，可以利用各种学习平台如计算机、视频会议等多媒体来呈现教学信息，形成开放、灵活和交互性强的现代远程教育。许多专家指出，中国教育要实现跨越式的发展，要借助各种交互软件，使学生能进行实时和非实时的交流，并在学习过程中随时获得好事或同学的指导和帮助，从而激发学习兴趣。由于现代远程教育的覆盖范围广，传播手段灵活多样，利用远程教育来开展学习无疑有很大的好处。同时，要借助便捷的信息通信技术，发展虚擬性的学习环境和学习社区，倡导以学习者本人为主体的个性化学习。因此，计算思维可以发展网络学习。社会必然会为发展中职教育提供信息基础设施，为人力资源开发提供良好的环境与条件，倡导更多的学生积极主动地学习。

3.加大对教学课程改革的投入

现代中等职业教育有三大功能：实际应用、教学、服务，而中等职业学校不仅是“传道、授业、解惑”的课堂，更是将科研与教学并重，将服务和引导相结合，从而实现产、学、研三位一体的综合平台。而加强与企业和社会各部门的合作，使教育的功能受到社会与新的教育理念的共同影响。教育的理念要求高等教育要更开放、更多样，更灵活、中等职业学校应积极主动地面向社会，为不同层次的人员提供更有针对性的培训、进修和计算思维学习的机会。在分析2014年中国统计年鉴分析指出在今后，中职教育在专业教育中的任务将会逐渐占到高等学校教育任务的50%以上，并为不同需求和不同层次的在职人员提供终身学习和终身教育的机会，而中等职业教育的作用与意义也将进一步巩固。因此，学校和相关部门应加强对中职教育的重视程度，加大对计算机教育方面的硬件和软件的投资，丰富计算思维教材和教学资源，从而确保计算思维的顺利培养，进一步促进教学改革的顺利实施。

4.加强师资力量建设

教师的素质高低直接关系到中职计算机教育计算思维的顺利培养，对此，中职院校除了加强对计算机教育改革的资金投入外，还需要加强师资力量建设。鉴于目前中职院校计算机教育的教师大多是普通高校淘汰下来的教师，教师的素质还有待提高，大部分教师并无法胜任目前的中职计算机教师，更是无法有效中职学生的计算思维。对此，学校可以积极引入优秀的计算机教师，并加强现有计算机教师的培训和继续教育，使其逐步提升自我的专业技能和素质，从而可以更好地培养学生的计算思维。

5.实现计算思维教学资源共享

为了实现计算思维教学资源的共享，可以在中职计算机教育中引入自动化远程课程改革系统，从而进行考试和查询成绩等操作，计算机专业中职和函授站可以进行交互式动态管理，包括学籍、排课、考试和毕业证办理、实时公文收发和处理等方面，进一步简化和规范了中职计算机教育的管理流程，实现计算机专业中职、函授站、学生的多用户动态管理。远程教育管理系统可以实现学生网上咨询、报名、交费、选课、提交作业、提高管理效率，并为学习者提供丰富的教育信息和多媒体资源，使学习者可享受到高水平的教学资源，尤其是高水平的教师资源利用现代远程教育，可以使教学活动摆脱时间和地域限制，实现教育资源的共享化，弥补师资力量匮乏、教育资源短缺以及教学条件不足的弱势，充分发挥高等院校加速转型继续教育的优势。

中职计算机教育改革属于我国教育事业的重要组成部分，在改革发展形势下，加强中职计算机教育管理是构建和谐社会主义的需要。在中职计算机教育管理中，要坚持“以人为本”的发展理念，中职计算机教育改革在教育中要以提高人的素质为主题，深入落实科学发展观，深化课程改革、培养模式和教育管理机制，深化教学内容改革和创新，充分发挥中职计算机教育在国家教育事业建设中的重要作用。

（作者单位：天津职业技术师范大学）