基于计算思维能力培养的计算机基础教学实践浅议

刘亚双

【摘 要】计算思维的能力培养和拓展在计算机基础教学中发挥着举足轻重的作用，而且逐渐成为当今计算机基础教学重点和热点课题。本文就大学计算机基础课程在教学改革过程中，计算思维能力培养在教学实践和教学管理过程中各环节的实际做法加以阐述，以期引导大学生计算机基础教学课程实践改革走入深化，提高教学效率和效果，提升大学生的各方面综合素质，激发大学生的学习潜能。

【关键词】计算机思维；计算机基础教学；教学实践

中图分类号： G642；TP3-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）16-0189-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.085

【Abstract】the cultivation and expansion of the ability of computational thinking plays an important role in basic computer teaching， and has gradually become the focus and hot topic of basic computer teaching. In this paper， the fundamentals of computer course in the process of teaching reform， computational thinking ability training in the teaching practice and teaching management of each link in the process of actual practice are discussed， in order to guide students to practice reform deepening into the basic computer teaching course， improve teaching efficiency and effect， all aspects of the comprehensive qualities of college students， stimulate students learning potential.

【Key words】Computer thinking；Basic computer teaching；Teaching practice

1 国内外相关研究现状分析

当前，计算思维的一系列方法在教学和培训中的应用研究正在各国逐步展开探索，成为国内外研究的热点。计算思维的理念在美国教育界得到了广泛支持， Wing教授明确提出“计算思维能力将成为21世纪中叶每个人的基本能力”， 斯坦福大学在“下个十年计算机课程开设情况”方案中提出了新的核心课程体系，卡耐基·梅隆大学的计算机科学学院也正在计划对其入门课程系列进行大的修订。

2010年《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》的核心要点也强调“需要把培养学生的‘计算思维能力作为计算机基础教学的核心任务”[1]。教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会于2015年最新编发了《大学计算机基础课程教学基本要求》一书指出：计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的一系列思维活动。以计算思维能力培养为核心的大学计算机基础教学，能够使各专业的学生广泛接受计算思维方法的训练，对普遍提升大学生的创新思维能力、具备复合交叉知识结构，进而提升我国未来在科技与教育领域的核心竞争了具有重要的意义[2]。

目前，我国很多大学都在积极进行大学计算机基础的教学改革，重点研讨如何将计算机课程与学科相结合，讲授计算思维方法。目前，国内少数院校如哈尔滨工业大学、北京理工大学和我省的华北理工大学基本完成了计算机基础课程改革框架，但仍在进一步调整完善的过程中，其他院校正处在改革计划和探索之中。

我校是一所地方本科院校，地方性高校有着独特的教学特色，我们经过了一系列的调研和改革实践，改革内容和形式如下，希望可以给同类地方型本课院校提供改革经验。

2 基于计算思维能力培养的计算机基础教学改革对促进教学工作、提高教学质量的作用和意义

2.1 提高学科地位

当前大学非计算机专业第一门计算机课程已发展到新的阶段，应该将其开设成类似于大学数学、大学英语课程的高等教育中不可缺少的独立课程，应有一样地位的通识类思维教育课程，改变《大学计算机》课程面临被砍的尴尬[3]。

2.2 更新教学内容

《大学计算机》课程要实现思维性教学改革，不仅要讲知识，更要讲贯通这些知识的思维，在这样的背景下，究竟给学生讲什么、怎么讲，成为一个尖锐的问题，改变讲授计算机及其软件（如Office等）如何使用的教学内容。

2.3 转变教学方法

“MOOC+SPOC+翻转课堂”是一种越来越被各大高校推崇的、新的教学模式，教育部高教司，以及各个教指委、协会、研究会都在利用各种渠道力推。这种教学模式也切实有它独特的优势。在MOOC在线平台上，短短幾年（2014年至现在）时间已经积累了大量的、优秀的教学资源。充分利用优秀的资源对学生课外知识进行扩展[4]。

3 实施改革进行准备和调研

3.1 文献分析法

基于计算思维的大学计算机的教学改革已经引起全国高校的关注，搜集、整理、分析相关文献，了解国内外对该问题的研究视角及其研究程度，全面把握最前沿的文献资料，是本课题最基础的工作。

3.2 实地调查法

本课题将立足实地调查，只有通过实地调研，才能了解《大学计算机》课程在教学过程和教学方法存在什么问题，有何改革需求等。根据研究需要，课题组讲深入课堂、深入学生进行考察和了解学生的需要，掌握一手资料。

3.3 问卷调查法

在实地调查的同时，课题组还进行大量的问卷调查，重点了解学生的需求、对课堂改革的态度、改革内容等情况。

3.4 比较分析法

对改革前后效果进行对比，学生对知识的内容掌握程度，改革前后的效果进行对比分析，在下一轮的教学改革作调整。

3.5 案例分析法

对改革效果的差异进行案例分析，了解产生的原因，为教学制度、考核形式、资源建设提供经验和教训。

4 基于计算思维能力培养的计算机基础教学改革实践

4.1 构建不同教学内容的组合模块，搭配符合教学对象的教学内容“套餐”，因材施教

大学计算机的基础就是要培养大学生的计算思维，用计算思维解决实际问题的能力。课程内容各部分相对独立、关联少，我们可以对计算机基础教学内容进行科学的模块化分解工作。针对不同学科专业特点，共同研讨，对知识点进行梳理，承认学生的差异性，根据学生现有的知识、能力水平和培养方向，再根据文理专业学生的实际情况进行教学内容的模块重构，加强不同类型学生人才培养目标对计算机基础教学的要求，搭配符合教学对象的教学内容“套餐”，教学“套餐”既要符合学生文、理不同专业特点，又要体现计算机基础教学中计算思维的培养要求。改变原有统一的教学方式，将专业特色相近的学生结合在一起，有针对性的开展计算机基础教学工作，提高教学效率。

4.2 建设不同形式教学资源库

通过本项目建设开放的、内容不断丰富和更新的微视频、资料阅读、上机实验案例等，使更多的学生学会利用资源库获取信息，进行自主学习，或使更多的教师能够应用教育教学资源开展研究型、探究型的翻转课堂交互式教学。

4.3 搭建网络资源共享平台

提供充足的学习资源的同时为学生创设良好的学习平台，对于培养学习者的创新精神和协作精神、自主学习能力及计算思维素养具有重要的意义。搭建便捷的资源平台，整合优化已制作好的教学资源，一方面可以使资源的管理、处理、保存更加规范化，另一方面在一定程度上可以更好的探索适合基于计算思维为教学目标的大学计算机课程改革模式与规律。

4.4 形成《大学计算机》教学参考资料

已开发的前述完整的教学体系和教学资源库，为大学计算机教学参考资料的编写提供了可靠的内容支撑，通过梳理知识点，编写符合应用型人才培养为目标的《大学计算机》教学参考材料。

5 实施过程

5.1 文献分析阶段

通过图书馆、期刊网、互联网、内部参考等资料大量收集国内外与本课题相关的文献，进行整理和细分，梳理出国内外有关基于计算思维的大学计算机教学改革研究，为专题调研和撰写打下一定的文献基础。

5.2 专题调研阶段

项目组将根据大纲及研究规划进行专题调研，专题调研分为三类：一是对于通识类课程《大学计算机》课程要改革的内容进行调研。二是对教学方法的改革调研，改变传统的以office讲授课下练下的讲课形式，制定出课堂+课下两种形式，以及应用MOOC上优秀的教学资源进行教学，并探索混合教学的学习方法。三是对课程考核的调研。

5.3 教学改革实施阶段

对2018级入学新生实施一学期的整套改革方案，同时，进行共建共享大学计算机MOOC课程，按照文、理不同专业的特点对大学计算机基础课程进行分层、分类重组教学模块，采用新的教学方法，边实施边改进。

5.4 教学资源库建设阶段

根据课程内容体系，建设制作符合我院学科特色的教学资源如教材、资料阅读、上机实验案例等数字化教学资源，并为MOOC课程建设及翻转课堂的自主学习模式提供参考。

5.5 成果撰写阶段

根据文献及资料的分析，整理调研报告，并根据国内外的文献，调研情况、实地考查、整改成效等撰写论文，编写一套新型态数字化教材。

6 实施效果

（1）构建不同教学内容的组合模块，搭配符合教学对象的教学内容“套餐”，对不同层次和专业的学生进行不同内容的组合和考核要求，因材施教。

（2）建设不同形式教学资源库。

（3）探索MOOC+SPOC的混合教学新模式。开展研究型、探究型的翻转课堂交互式教学，实现真正意义上的资源共享。

（4）形成《大学计算机》教学参考资料。开发基于计算思维的大学计算机拓展提升教学资源的建设如视频、资料阅读、上机实验案例等，为以后的推广应用提供资源。

（5）通过教学改革，培养学生的计算思维能力。

为了避免课题研究与课堂教学相脱节的现象，我们在活动开始时就制定了行动研究的策略，即采取理论与实践相结合，边研究、边实验、边推广的滚动式方法开展课题的研究。

通过教学实践，推动基于计算思维能力培养为目标的《大学计算机》课程体系改革，进一步对MOOC+SPOC的混合式教学模式进行探讨。构建培养计算思维能力的教学体系，探讨不同模式的课程教学方案，通过多轮教学实践，切实推广计算思维课程改革研究成果，为持续提高教育教学质量起到很好的促進作用。

【参考文献】

[1]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——《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学，2010（9）：5-9.

[2]陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011，33.

[3]郭福亮，崔良中，李永杰，周钢.基于计算思维能力培养的计算机基础教学改革探索[J].计算机工程与科学，2014-12-15.

[4]范银平.计算机基础教学中学生计算思维的培养与提高[J].统计与管理，2015（5）：188.