基于计算思维能力培养为核心的大学计算机基础课程教学内容改革研究

来源 :课程教育研究·新教师教学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanghongtao3446
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  摘 要:大学第一门计算机基础课程的培养目标和教学内容一直是计算机基础教学中的一项研究焦点。2010 年起,“计算思维”能力培养的呼声在国内日渐高涨。本文在对课程教学中的问题和困惑深入分析的基础上,提出以“计算思维”能力培养为核心的大学计算机基础课程改革思路和具体方案。
  关键词:大学计算机基础;计算思维;改革
  【中图分类号】TP3-4;G642
  各个高校普遍年将面向大学一年级学生开设的计算机文化基础提升为大学计算机基础。最初是希望在符合计算机基础教指委精神并兼顾学生实际情况的前提下,尽可能地使非计算机专业的学生对计算机学科的主要领域有基本了解,并在一定程度上考虑不同学科大类对计算机学习的需求。历经 课程建设和教学实践,取得了显著的成绩,但笔者在实际都教学实践中,也发现了许多不尽如人意之处。
  一、调研大学计算机基础课程,存在的一般性问题
  1教学内容涉及的范围广、知识点多,系统性弱。
  考查大学计算机基础课程的主要知识模块及学时安排。可以看出,课程共包含了 10 个知识模块(计算机发展与信息科学、硬件系统、网络技术、网络安全、办公软件、程序设计、数据库、多媒体技术、信息检索),学时接近均等;同时,各个模块间无太多相关性,既可以先讲授模块 1,也可以先讲授模块 6,基本相当于若干讲座性内容的集成,系统性弱。
  这样的课程体系带来的问题是教和学的困难。由于涉及的知识点较多,而授课教师又有各自不同的研究领域和专业方向,难以做到对所有知识模块都有较深入的理解。不能深入则很难浅出,因此对教师的授课水平提出了很高要求。
  2对课程本身认识上的偏差。
  信息技术课程不是高考科目,故在中小学教育中,对计算机的教学也不够重视,多数学生入校前对计算机的应用仅限于上网浏览或简单的文字处理。因此,学生对计算机的认识大多停留在“计算机是工具甚至是玩具”的层面上,对计算机科学和技术缺乏基本了解。
  此外,针对计算机基础教学,长期以来也一直存在“计算机就是程序设计”,“计算机基础课程就是讲解软件工具使用”等片面观点。这些观点的流行对高校计算机基础教学造成了较大冲击。特别是大学计算机基础课程,长期被部分教师认为就是讲 Offi ce,认为这些内容可以自学,不需要专门开课。因此,该课程的学时也被一再压缩。这些问题的存在给计算机基础教学、特别是大学第一门计算机课程带来了如下挑战。如何在有限的课程中部分达到能力培养的目标?如何使学生掘弃“计算机只是高级工具”的认识?如何利用有限的时间和内容实现问题求解能力的培养?
  二、改革的可行性和必要性。
  如何在大学第一门计算机基础课的教学中体现这一理念,就成为大学计算机基
  础课程教学内容改革的指南。而现有的条件和形势的发展也使课程的教学改革成为可行和必需内容。
  我校(黑龙江职业学院)自开设大学计算机基础课程以来,始终不断致力于课程建设及师资培养。尤其是近年来,已具有一定知识储备,积累了丰富的教学经验和教学资源。
  目前入校新生的计算机基础较 已有较大改善。调查显示,已不存在入校前完全没
  有接触过计算机的学生,绝大多数学生具备计算机基本应用技能。
  通过不断学习和教学研讨,授课教师对能力培养的重要性和方法已有较深刻认识,意见
  逐渐趋于一致。
  通俗地讲,“计算思维”应包括问题抽象、模型建立、算法设计和实现。这些内容需要一系列课程去逐步传授。我们需要解决的是,在大学计算机基础这门课中,如何为这样一种能力的培育奠定一些基础。
  通过综合分析和考虑教指委白皮书提出的“基本要求”,课程授课对象的实际基础、师资情况、学时安排等各种因素,更重要的是能力培育需求。我们初步认为,大学计算机基础课程的教学目标至少应涵盖 3 个方面:计算机的基本工作原理;利用计算机进行问题求解的基本思路和方法;基本的计算机应用技能。前两点通过理论教学讲授加实验教学实现,后者主要通过实际操作达到。在教学内容的选取和安排上,我们依然考虑不同专业对计算机应用技术的需求。
  教学中加入了基本程序设计内容,主要有以下两点理由。第一,既然计算机的工作过程就是执行程序的过程,那么学习编程,能够在一定程度上帮助学生理解计算机的工作原理。这比空洞的理论讲解更容易加深学习者的印象,提升学习的兴趣。第二,“计算思维”的核心之一是抽象,具体到这门课,最适合的内容就是算法描述和基本数据结构,这也是利用计算机求解问题的思路和方法。历史的经验告诉我们,如果不让学生实际动手设计,仅从理论和逻辑上讲授,学生很难理解,更谈不上掌握。而要能够设计,就需要学习基本的程序设计语言。
  目前,理论教学内容和实践教学内容两大模块及学时分配已日趋科学和规范。所规划课程的教学大纲及配套实验大纲(计算機信息表示、微机系统组成、问题求解及程序设计基础、设计语言、算法与数据结构、综合案例)正在实施中,实际效果还有待检验。至少从理论上
  和目前的实际教学实践上看,还是可行的。
  4 结语
  培育大批具有创新能力的人才是国家实现“可持续发展”战略的必要条件。其核心就是
  培育更多具有创新意识、掌握必需非机械重复技能的人才。这里所谓的“创新意识”,最基本的应是科学的置疑能力和对问题的求解能力。计算机基础课程的核心任务应是培育更多具
  备基于计算机进行问题求解能力(亦即计算思维能力)、能够参与国际竞争的创新型人才,从而确保国家的竞争实力。大学计算机基础只是众多大学课程中的一门。我们认为,通过数十学时的学习,学生能够在了解计算机基本组成和一般工作原理的基础上,理解一些利用计算机解决问题的方法和思路,了解计算机求解问题的局限性。同时,为学生未来的进一步学习和研究奠定计算机科学方面的基础,也是该课程的目的。这就是我们为什么总希望教学内容的改革能朝着这个方向走的原因。
  参考文献:
  [1] Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of ACM, 2013, 49(3): 33-35.
  [2] 何钦铭, 陆汉权. 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, 2013(9): 5-9.
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