以计算思维为核心的大学计算机改革实践初探

【摘 要】当下，社会的信息化发展迅速，计算机的应用遍及各个领域，逐渐成为人们生活中重要的一部分。计算思维是一种思维活动，其建立在计算机的基础上，设计问题求解、系统设计、人类行为理解等范畴。围绕现在各大院校计算机课程教育的特点，针对教学中的各种情况，本文阐述了以计算思维为核心的改革方案和相关的实践内容。该方案推行一段时间以后，在教学过程中收到了较好的教育成果。

【关键词】大学计算机基础 计算思维 教学改革

计算思维是一种思维活动，其建立在计算机的基础上，设计问题求解、系统设计、人类行为理解等范畴。这个概念由美国的周以真教授提出，曾在教育界引起不小的轰动。为了在计算机科学技术的研究中，继续保持领先地位，部分海外名校已经开始实践以计算思维为核心的教育改革。国内的院校也应该当机立断、坚定立场，推行计算思维能力教学方案，培养一批具有国际竞争力的计算机人才，以适应时展的需要。目前，部分高校已经深入关注计算思维教育的作用，并在具体教学方案的探讨中达成共识。

1高校计算机教育课程开展的近况和现有问题剖析

计算机基础在培养大学生的计算思维能力方面有明显的效果，是一门公共基础课程。大学计算机基础课程的实验教学对培养学生的能力有至关重要的作用。但是，以现有大学开展的实验教学情况来看，效果不甚理想，主要存在如下两个问题。

1.1填鸭式教学法不利于培养学生的思维能力

现阶段，各院校的老师在计算机基础实验课堂上，基本上都采取先理论后操作的教学模式。教师先讲解理论的同时操作演示，然后学生在上机操作的时候对照教材逐步完成实验任务，教师在学生实验操作的流程中对出现的疑问进行指导。这种填鸭式的注入教学法，使学生在学习过程中缺乏独立思考，只会根据指导教材按部就班的完成实验结果，明显降低了自主学习的能力和创新能力。

1.2 硬件设备缺乏，学习条件不足影响学生课外学习

由于学生在课外缺乏计算机使用，导致学生在课前预习时没有操作条件，更加不可能对实验课题有进一步的深入研究和多方面的创新思维。仅仅在实验课堂上，学生们很难在较短的时间内有所创新，一般情况下只能熟悉计算机的基本操作。所以，课外的操作实践对学生的计算机使用能力有非常重要的影响，切实关系到教学成果。目前，新入校的大学生还有相当一部分没有电脑，而计算机实验课程的课时又相对较少，学生的学习时间得不到保证。并且，学校的实验室只在上课时开放。所以，学生在课外提升实践操作水平的机会也很少。

通过对部分大学计算机基础课程教育的研究发现，被动的填鸭式教学法暴露出的弊病严重影响了大学计算机基础实验课程的教学成果。因此，本着提升教学水平和加强学生计算机学思维能力的目标，传统的计算机基础课程实践教育迫切需要创新和改革。

2以计算思维为核心的大学计算机教学改革实践探索

在计算机基础教学的过程中，教师不应该只满足于教学生完成计算机的实验操作，而是应进一步开发学生的计算思维能力。让每个学生都可以从多方面多层次去思考问题，应用计算思维的方法解决问题。在大学计算机基础教育的改革方案中，作者有一些建议如下。

2.1引进多媒体，发展动画演示教学

当今，很多课堂引进多媒体技术，教学内容更加丰富多彩，穿插很多动画演示，大大提高教学的效率，学生能够在不知不觉中受到知识的熏陶，获得启发，其学习的兴致大大提高，使他们能够自发的学习。采用该技术能够获得较好的交互性，一方面可以让学生得到利用计算思维处理问题的能力，另一方面可以增强学生的动手和实践能力。所以，相对于旧的教学方式，本文提到的动画演示教学显示出其更高的教学质量，值得推广。

大学计算机基础课程涵盖的内容广泛，涉及到计算机使用的各个领域。为了增强学生的创新能力和综合操作水平，必须改革传统的计算机教学方式，在课堂上引进新技术。实际教学过程中，可以进行多种形式的试验教学方式，如设计型、验证型等。在此，我们在教学过程中，将课程划分成下面几种形式的内容：设计型，如word、excel等常用工作软件；验证型，如计算机操作系统和硬件方面的知识以及一些使用频率较高的工具等；综合型，如数据采集、传输和处理。实验教学的内容主要有三个部分，设计型，验证型和综合型。

设计型主要指的是像office这类使用频率较高的软件，可以进行一些文档整理的基本操作。这种类型的实验以任务模式进行教学，培养学生应用自己专业知识进行设计的能力，把基本操作技能和计算思维的能力相结合。在教学过程中，需倡导学生突破框架，展现个性，设计出丰富多彩的作品。验证型主要针对的是计算机操作系统、硬件系统和文件系统的运用。这种类型的实验以提出问题的模式进行教学，让学生带着疑问自主探索完成实验操作，独立思考解决问题，这样可以很好的培养学生的计算思维能力。综合型的主要内容是计算机数据采集和处理。这种类型的实验以课题模式进行教学，课题可以串联很多方面的知识，可以锻炼学生利用知识综合解决问题的能力。学生在老师拟定的范围内选择自己喜欢的课题。课题内的每一部分的设计思路和方案都由学生自己独立完成，教师只做适当的引导工作。

2.2立足学习平台，开展实验教学

我们主要以“大学计算机基础实验教学演训系统”为学习平台进行教学实验以锻炼学生的计算思维能力。

大体来说，对于老师，实验教学过程如下：先进行教学准备，在课上交代案例、分析案例，引导学生，找出问题解决思路。接着进行重难点问题剖析，最后进行功课拓展，引导学生发散思维。教学完了需进行教学效果的评估，课下总结和反思。

而对于学生，过程大致如下：先预习课程内容，在课上弄清老师交代的案例，通过思考和讨论的形式分析案例，按照老师提供的思路找出解决问题的方法，最后进行拓展训练。通过作品和报告展现自己的效果，课下认真复习。

整个教学全程，我们都在实验教学中结合着计算思维能力的训练，鼓励学生自主学习完成实验任务，并且大胆创新开发新的作品，增强学生计算思维的能力。使学生在教师的正确引导下迅速提高实践技能和创新水平。

3以计算思维为核心的大学计算机教学方法的具体应用

我们结合具体事例来探讨和展示我们是如何在实际教学中运用以计算思维为核心的大学计算机教学方法的。我们选择设计性的文字处理作为事例进行说明。

目标：让学生能够学会word的新建、打开、输入、保存等最基本的操作；学会字体、段落等基本设置；学会表格和图片的基本运用；学会页面、页眉等基本设置。内容：老师带学生练习word的新建、打开保存等基本操作，并进行文字设置、表格制作、图片插入、设置等操作。重难点：表格制作和设置，在文字中插入图片。方法：基于教学平台，应用以计算思维为核心的大学计算机教学方法、灵活运用任务驱动法。具体教学实施过程如下：

（1）首先老师进行教学备课准备并让学生对实验教学流程进行熟悉。（2）老师交代案例，学生要弄清楚案例。如老师的具体交代的案例为：如果让你编辑我校的活动专题“同一首歌”，你会怎么做？老师应引导学生将自己看成剧中人，投入感情，发散思维，积极创新，作品必将丰富多彩。（3）老师带着学生分析问题。老师和学生共同探讨，明确实验目标和需要做的工作，教师开始讲解word文字工具的应用，让学生了解Word的相关操作。（4）学生按照老师提供的思路找出解决问题的方法。此时学生已形成对问题的总体把握，并开始有自己的个人想法，开始引入主题“同一首歌”。可以把教师引导学生把文档的制作过程概括为布局排版、标题制作和美化修饰。（5）老师进行重难点问题剖析。学生在教学平台上进行实际操练，个性化地独立完成任务“同一首歌”制作任务。在完成基本的课堂实验任务后，老师再讲解并重点和难点问题，并操作演示给学生看，其中的主要操作交给其他学生上台演示。（6）最后进行任务拓展训练。学生完成了基本的实验操作后，老师再布置新的课题，分为必做题和选做题。第一道必做题是制作个人简历，有一定的难度。第二道必做题是制作一张生日祝福贺卡。第一道选做题是输入欧姆定律公式；将一篇文章中所有的“家园”替换成“我们的家园”。拓展题目由学生自主选择和完成。老师于下次课堂上进行答案公布和讲解。（7）做完后，鼓励学生展示自己的作品并做个相关报告。大家互相点评，活跃气氛。老师进行课堂总结。

（8）总结提高，复习巩固：课后老师在总结教学中的经验，提高教学能力。而学生应及时复习，加强对知识的掌握能力，适当进行自我检测。

采用上述教学方法可以提高学生的学习兴趣和他们的自学能力，在培养学生的实践和创新能力的同事，学生计算思维能力也得到大大提高。

4结语

大学计算机基础更重要的是培养和锻炼学生的思维能力。一旦学生通过训练获得这种能力，像计算机一样地思考问题，便能够运用其去解决实际问题。本文分析了以计算思维为核心的大学计算机教学改革实践过程，取得了良好的教学效果。由于本方案正处于探索阶段，难免存在一些不当之处，我们将继续进一步进行研究，提高教学质量，旨在培养和提高学生的计算思维能力。

参考文献：

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