大学计算机范文

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大学计算机

大学计算机篇1

关键词:计算思维;大学计算机基础;教学

2010年10月,中国科学技术大学的陈国良院士在报告中首次提出,要将计算机思维引入到大学的计算机教学之中。从这时起,计算机思维这一概念开始被教育界所广泛接受,并且受到极大的重视。在计算机基础教学之中,加入思维能力的培养计划,可以锻炼当代大学生的思维能力,并且帮助他们利用这种思维的方式解决生活中的一系列问题,对人才的培养有着深远的意义。

一、计算思维的内容

美国卡内基•梅隆大学的周以真教授早在2006年就将计算思维进行了定义。他认为计算思维就是利用计算机学科中的基础概念去解决一定的问题,或者设计系统,并且对人类的一系列行为进行解读。计算机思维实际上包含了计算机科学之中的很多思维活动。而正是因为上述的原因,计算机思维这一概念也就具有高度的概括性,让大家很难深入了解。而计算机基础教学的对象大多数都不是计算机专业的学生。所以即使周教授之后又对这一概念进行进一步的归纳,但是其依旧显得十分晦涩,让学生很难真正理解,讲解的过程本身,对教师也是一大挑战。在经过讨论之后,教育工作者发现,可以对周教授提出的理论进行进一步提纯和精炼,并且将其概括成为三方面问题,这三方面问题分别是“意识、方法和本质”:(一)计算思维意识计算这一思维自古以来就存在于人类的大脑之中。而这种思维意识伴随着人类的发展而逐渐有所变化。因此其实际上并不是一个新发明,也并不是一种新的思维方法,而是每个人都具有的一种能力。现如今,计算思维以及理论、实验思维已经被认为是人类的三大科学思维。计算机学科是利用设计和构造来对计算思维进行培养的,而计算思维的案例在计算机教学之中也是处处存在的。但是问题的关键就是怎样将计算思维这种本能的行为转化成一种有意识的、主动的行为,并且利用计算思维去解决各种问题。(二)计算思维方法计算思维方法是计算思维的核心,周教授将其延伸成为七大类,而这七大类进行总结之后可以大致归结为两方面。一方面就是数学以及工程方法,而另一方面则是计算机科学的独有方法。计算思维以及方法之间是相互促进,呈现互补的趋势的。前者是利用后者作为工具进行研究而逐渐丰富起来的。在大学计算机基础课中,每一个定义基本上都有着其对应的思维方法。例如,Cache实际上就是缓存的方法。而在应用计算机的过程之中,每一个案例都是计算方式的多种集合。(三)计算思维的本质计算思维归根结底是一种抽象的、自动化的思维方式,它和数学、物理这两门基础学科的思维方式相比较,要复杂得多,甚至可以完全用符号来表示。数学抽象就是抛开显示事物的特征,仅仅保留其量的关系以及空间形式。计算机思维的抽象却具备有限性、程序性以及机械性。

二、计算思维教学现状

1.计算思维教学是无意识的。实际上,在当前这一阶段,对计算思维的研究还远远达不到成熟,而计算机这一学科本身的特性决定,其就是用来解决一系列问题的,而解决这些问题的方式其实就是计算思维的方法。所以目前计算机老师大多都会在课堂中无意识地进行计算思维的教学,但是这种教学是被动的、松散的。2.难以认识到培养计算思维的重要性。在之前,人们普遍认为,计算思维仅仅是应用计算机的一种能力,而没有意识到该思维实际上也同样是人类的三大科学思维之一,并且推动着人类科技的发展和进步。正是因为没有从根本上对计算思维给予重视,所以现阶段人们很难从战略思维的高度将计算思维的重要性凸显出来。3.教学只注重技术与应用,却忽视了思维方法。开发软件以及系统才是计算机应用最为重要的目的,所以在教学的过程中,人们大多只重视计算机的开发过程以及相应的细节,而忽略计算机思维方式的教学。因此计算机基础教学必须重视思维教学这一过程,并且找到思维教学发展的方法。

三、面向计算思维的教学改革策略

进行计算思维教学是把原有的计算机基础课程教学内容进行优化和提升,而不是另起炉灶,将当前的教学方式全部。实际上计算机思维教学就是将计算机思维以及基础课程结合在一起,让前者变被动为主动。大学计算机基础教学应该重视三方面内容,这三方面内容分别是“技能、知识和思维”。在当今社会,所有的大学生都应该掌握一些计算机的基本操作。但是实际上,在教学的过程中,老师还是按照之前的教学策略,仅仅是照本宣科地讲解一些计算机知识,而很难顾及计算思维方法的培养。在现阶段,老师应该将课程中所涉及的知识点进行整理,并且在进行理论知识的传授过程中,将计算思维方法直接传授给学生。此外老师还应该通过案例分析、课堂讨论等一系列方法,对学生计算思维进行强化。尽管提升学生计算思维的课程有很多,然而其中最好的课程依旧是大学计算机基础。这是因为该课程是我国各类高校所有学生的必修课。而学生进行该课程的学习之后,应该可以有效地提升计算机的使用能力,并且从一个较高的层次认识计算机的本质,可以在实际应用过程中处理一些简单的问题,进而有意识地将在该课程中学习到的一系列手段和方法应用到自己本身的专业之中。我校在进行基础的计算机教学过程中,结合本校实际情况,将计算思维这一全新的理念融合到教学之中,并且提升学生合作的能力,增强学生的创造性。这样一来,就可以真正地让学生作为课堂的核心,帮助学生提升创造能力,使得学生可以真正地利用计算思维,去解决一系列问题,让他们的综合素质得到充分提升,进而提升我校计算机教学水平。

参考文献:

[1]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,(1):3.

大学计算机篇2

关键词 非计算机专业 计算机基础教学 教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A

"Fundamentals of Computer" Course Teaching Research

for Non-computer Professional

ZHANG Weihua, ZHAI Ping

(Computer Central, College of Information Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou, He'nan 450001)

AbstractThe purpose of computer education for college non-computer majors in the 21st century is to generate multi-talented students that not only master their own fields but also computer application skills.For this purpose, after analyzing and studying the present situations, we explored the possibility of reforming the teaching methods.We also formulated a proposal on the teaching plan and are in the process of carrying out the new methods.

Key wordsnon-computer major; fundamentals teaching on computer; teaching reformation

1 非计算机专业计算机教学中存在的问题

1.1 学生学习目标不明确,计算机水平参差不齐

我国大部分地区的中学阶段实质上还是以应试教育为主导,它的负面效应便是学生常常以课本内容为唯一,被动地接受知识,没有发挥自己的能动性和想象力。这样的学习习惯及状态直接渗透到大学一年级的课堂中。比如,学期末仍要求老师在课本上划出考试重点;如果老师在讲课时针对一些课本知识结合新科技进行了延伸讲解,就有同学询问所讲内容是否划入考试范围。这些就说明了,有很多一年级学生仍是把考试作为大学里的学习动力,对自己的要求标准也仅仅是掌握考试内容,完全没有意识到大学教育是在掌握书本知识的基础上,着重提高自己的综合素质及自主创新的能力。

1.2 教学内容滞后,知识老化

信息社会计算机软硬件飞速发展,相关的计算机知识需要不断更新。但一些高校计算机的教学内容多年不变,使学生感到所学的知识没有用,想学的那些社会上较新的技术知识又不教,更谈不上与不同专业相结合的计算机后续教育问题。

1.3 教学模式陈旧,理论和实践严重脱节

高校中非计算机专业的学生人数众多,大班授课的现状决定了计算机教学还是以课堂教学为主、少量实验课为辅的教学模式。课堂上教师以教材书本为基本点单向地传授理论知识及演示操作,学生只有被动接受,到了实验课上,学生的任务也仅是努力去回忆课堂内容并模仿操作,不提或根本也提不出什么问题。这样就在很大程度上束缚了学生的思维,这种模式培养出来的学生很少有创新精神。

1.4 考核内容及方式存在弊端

因为庞大的学生人数的制约,目前仍有一些高校非计算机专业学生的计算机课程是以卷面考试为主要考核方式,即使采用机器考试系统,也多是将理论知识作为最重要的部分进行考核,实习和实验考核只占最终成绩的小部分。这种考核方式体现不出计算机课程中实践能力的重要性,更不利于学生综合素质的提高。

2 现阶段教学改进的方法及措施

2.1 实施分层次教育兼顾不同方面的学生

学生来自全国不同的地区,文、理、医、艺术、体育不同专业都是造成学生计算机水半参差不齐的原因,给基础课学带来很大困难。为此我们采取了多种方式来解决这个问题。

首先实施了计算机课程免修规定,即在新生入学时进行计算机水平测试,成绩优秀的学生可免修计算机基础课程,转为选学其他一些与专业学科交叉紧密的实用性、技能性强的计算机课程,例如Java、AutoCAD、Photoshop、3Dmax等。

然后依照测试成绩,对于大多数的一般学生,如果情况允许,就将同一院系的学生按照快、中、慢的分班模式进行教学。或者在原班级不动的基础上,由教师自主掌握把学生分为不同程度的几部分,针对不同层次的学生在上课上机时的要求不同。面对全体同学,实行零起点教学,由浅入深,循序渐进,帮助那些基础薄弱的学生树立信心,对于层次较好的学生布置灵活度大创新性强的设计作业,鼓励培养他们对计算机多方面应用的兴趣。

2.2 改进教学方式和方法

由于高校非计算机专业的学生数量庞大、专业众多,计算机课程又是一年级学生的基础教学课,因此不可避免地存在有一百多人集体上课的大班教学状况,分层次教学的目标不易达到。但这个目的可以通过教师改进教学方式和方法同样能实现。即在教学过程中,老师精心备课,准备素材,提前组织有针对性的授课内容,要根据学生的水平程度布置不同的课后作业,并根据学生完成的效果不断调整作业内容及难度。虽然是大班级理论教学,但在学生主观能动性充分调动后的情况下,学习效果显著提高。

首先,课时数量的减少能留给学生更多的空闲时间,使得他们有机会根据自己的特长自由安排学习内容或投入自主创业的课后实践中。其次,不同难度内容的作业供学生自由选做,可使程度较低的学生从简单入手,增强学习本门课程的兴趣和自信心。程度较高的学生也能更快地进入深层次的知识掌握中。

2.3 紧跟时代步伐、更新教学内容

信息社会日新月异,我们的计算机基础教育也要改变现在教材内容陈旧、使用周期长的状况,把那些已经在社会经济各层面得到广泛应用,或者很有潜力的信息技术引用到教学内容里。近几年来,我们总结教学经验,针对各专业学生情况,结合计算机领域的新知识新技术,编写了适合本校的理论和实践教材,从2003年开始的《计算机文化基础》,到2005年起至今的《大学计算机基础》教材及《大学计算机基础应用指导》,几乎每年都要再版,添加修订新的知识内容。

2.4 改变考核方式,力求创新,开放

彻底抛弃统一的纸质卷面考试,取而代之的是上机考试与专业设计相结合的考核模式。期末的上机考试是一个类似于国家等级考试的考试系统,每个学生登录系统随机抽取不同的考题,由理论题和基本操作题组成,着重考核学生计算机知识水平及基本技能的掌握情况。期末前的专业设计考核项是一个综合作业,是为巩固、提高、拓展学生的计算机应用能力而布置的,这项考核是让学生结合自己所在的不同院系专业,通过互联网查找有关自己专业内容的素材,构思设计出一个集图文、音像、动画为一体的综合作品,根据作品的完成情况评定成绩。上机考试成绩与专业设计作品成绩综合评出每个学生的计算机课程分数。

通过一学期的课程学习,每个学生在计算机理论知识、网络及应用软件的使用等方面都达到了一定的水平,通过上机考试与专业设计相结合的考核模式,就真实地反映出非计算机专业学生的计算机教学效果。

3 结语

高校的计算机基础教育在非计算机专业的基础课中占有重要地位,也是培养新世纪复合型人才的主要方面。只有不断结合实际进行教学方法的创新,优化教学结构以展现全新的教学思路,逐渐激发学生的自主探索精神,培养出具有强烈主观能动性、创新思维的合格高校生。

参考文献

[1]戴振华.高校非计算机专业计算机基础教学改革探讨[J].湖南科技学院学报,2009(4):191-193.

[2]关心.关于高等学校计算机基础教学存在问题的探讨[J].黑龙江教育,2006(3):44-45.

大学计算机篇3

关键词:计算机思维 计算机基础教育 存在问题 方法

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)10-0130-02

信息时代的来临,使得计算机成为了我们日常生活中不可或缺的信息交流和沟通的工具,因此,在大学教育中,计算机基础教育课程就成了大学生的必修课。但是,多数的大学院校在对学生进行计算机基础课程教学过程中,都没有取得显著的教学效果。在教学设计、程序制作、数据构造等课程方面让学生学习起来困难重重。很多的大学生都表示学学计算机基础课程是他们的学习难点,学生学习起来枯燥乏味,不愿意主动学习。在新时期,出现了学生学习积极性不高的现象主要是因为学校在制定课程教学过程中,忽视了计算机基础教学的本质要求,更多的强调了计算机教学过程中的应用性和实践性。由此可以看出,如何激发大学生学习计算机基础课程的兴趣就成为当前大学计算机基础教学的重点和难点。

一、加强大学生计算机思维培养的重要性分析

在计算机教学过程中,为了切实提高大学生的综合能力和综合素质,大学生计算机基础课程教学是一个十分重要的环节,现如今的大学计算机教学正在逐渐与新时展的趋势所融合,满足人们对科学知识的求知欲望,计算机思维的应用能力并不是只有专业计算机人才才能具备的,而是每一个学生都应该具备的。学生如果拥有了计算机思维能力,学生就能够在日常的学习过程中,轻松解决遇到的形形的计算机问题,提高自身的基本技能,并且能够利用其解决实际应用过程中所遇到的问题。此外,计算机思维还能够不断提高学生的思维能力,提高其综合的应用素质,这样十分有利于大学计算机基础教育课程的开展,同时对大学生的创新能力的提升也有着十分显著的教育作用。

二、计算机思维在大学计算机基础教育课程中存在的问题分析

1.对计算机思维缺乏正确而有效地认识

随着信息技术不断发展和进步,当前很多大学在进行计算机基础课程教学过程中,其教学模式和教学方法已经不能适应新时代教育对其提出的要求,这对培养优秀的人才十分不利。很多教师在日常的工作过程中,只是将计算机作为一种应用工具使用,认为大学生校园的计算机基础教育课程就是教会学生该如何操作电脑,如何编程,导致了学生对计算机系统认识存在不足。此外,由于教师教学认识存在的不足,导致了学生在学习计算机课程时,认为大学计算机基础课程就是学会文字操作和office软件就行了,并不需要对其他的内容进行详细的学习,甚至有的学生认为不学习也能够正常的使用软件。

2.注重实际操作技术,忽视学生计算机思维的培养

科学的知识、方法和思维以及科学精神都是属于科学教育领域的范畴,但是现阶段我国高校教育的现状却是过分的注重理论知识的传授,而忽视了操作性技术教学,忽视了对学生科学的思维和方法教育的重要性认识。大部分学校大学计算机基础课程教育过程中,只是注重计算机系统和图案的技术性操作和处理,忽视了大学生计算机思维能力在技术计算机教育教学中的重要地位。导致了学生在学习过程中缺乏对计算机基础教学内容缺乏科学统一的深入了解,也就导致了学生在学习过程中,逐渐丧失了学习的主动性和学习的兴趣。学生在进入到社会工作之后,因为技能缺乏很难有效地适应新时期对大学生技能提出的要求。此外,部分学校对计算机思维的认识性不足,忽视了其操作性的重要价值,导致了在实际教学过程中出现的种种问题。

3.学生计算机学习一直处于被动状态

现阶段,很多高校的计算机教学都和高中的教学模式相一致,教师在课堂上进行灌输教学,学生被动的听讲,作为教育的主导者计算机教师在教学过程中缺乏专业知识和有效地教学经验,在当今教育形势下,不能及时的改进自己的知识结构和教学理念,不能够为学生提供必要的课程知识。在大学计算机基础教学过程中,学生在学习过程中多数都是在机械的做笔记,并没有将所讲授的内容转变为自己的知识。

三、培养学生计算机思维的方法

1.及时转变教学理念

教师作为教育的主导者和引导者,其教学理念对学生的学习质量和学习效果有着很大的影响,在高校进行计算机基础教学过程中,计算机思维能力的培养是教学的重点和难点,其是保证大学生计算机基础教育获得良好教学效果的最为有效地途径。教师在日常的教学过程中,应该对计算机思维培养有一个全面透彻的了解,并将其转变为自己的思维方式和方法,并将引入到课堂教学的各个环节中,使学生能够充分的认识到计算机思维形成的重要性。教师在教学过程中,可以通过制定相应的教学专题,让学生分组讨论问题,进行全面的沟通和交流,让计算机思维真正的得到全面发挥。

2.合理的进行课程设置

在教学过程中,设计一个合理的教学课程,对于学生构建良好的知识体系有着十分重要的作用和意义,其有利于学生知识体系的巩固和发展,对以后的课程体系的学习有着很大的帮助。在进行课程体系设置过程中,首先应该让学生对学习计算机课程有一个全面而细致的了解,在刚开始的计算机教学,多数情况下都是理论教学,在这个过程中应该加深学生对计算机课程的认识,然后通过一系列的上级操作激发学生学习的兴趣和积极性,最后在学生进入高年级之后,通过开设比较专业的计算机课程,让学生能够学习到更加系统的知识,并保证学生利用学习到这些知识能够解决生活和学习过程中一些比较专业的计算机问题,让学生能够真正的意识到计算机思维在实践过程中的有效性,从而培养学生计算机思维的能力和意识。

3.转换教学手段

大学生在学习计算机基础教育课程过程中,对其缺乏兴趣的一个主要原因就是教师在讲师过程中十分的枯燥和乏味,这时就不需要我们及时的转变教学理念和教学方法,通过采用多媒体教学手段将计算机内容中那些枯燥且乏味的专业知识转变成为生动活泼的多媒体动画,这样就能够有效地解决教学过程中学生学习提不起兴趣的问题。多媒体课件通过声音、文字和视频等形式的全面而有效的融合,迎合学生心理需求,其次是培养学生计算机思维的有效途径。在教学过程中,教师要善于应用各种教学方法,利用学生好奇心强的特点,充分调动起学生的学习积极性,不断培养学生的基本计算机技能和计算机思维能力。

参考文献

[1]董荣胜.《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》呼唤教育的转型[J]. 中国大学教学. 2010(10)

[2]九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学. 2010(09)

[3]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(09)

[4]周丹,李春若. 高职院校非计算机专业学生计算思维的现状和培养策略[J].电脑编程技巧与维护. 2012(16)

[5]杨建磊.我国高校计算机基础课程改革目标的新定位――基于计算思维理论[J].甘肃科技. 2012(15)

[6]谭浩强. 研究计算思维,坚持面向应用[J]. 计算机教育. 2012(21)

大学计算机篇4

关键词:计算机课程;教学改革;MOOC;分级教学

1非计算机专业大学计算机课程教学现状

1.1学生基础良莠不齐

由于地域与经济的差异,刚步入高校的大学生具备的计算机基础知识以及掌握的基本操作技能差别很大,在进入大学之前,完全没有接触过计算机的学生仍不在少数,大部分学生在步入大学之前,都已经或多或少地系统学习过计算机基础知识,但是在之前学习过计算机基础的学生,大多数对计算机基础知识和基本操作掌握得不熟练,大多数停留在简单操作上。所以,大学计算机传统的“从零开始”的教育模式已不再适用了。因此,必须对大学计算机基础教育进行改革,而且改革要以学生为主体,最大程度上做到对学生因材施教。

1.2计算机基础课程内容与所学专业内容脱节

计算机基础课堂教学内容与学生所要学习的专业知识完全脱节,目前的现状是整个学校的所有专业都用同一本教材,制定同样的大纲、教案和讲义,由此可见,眼下的大学计算机基础课程不注重学生在所学专业的计算机技术要求,单纯是传授课本知识,从而导致学生对与自己所学专业相关的计算机技术知识的实用性产生怀疑。因此大大降低了学生学习的积极性。另外,学生在使用一些软件时,并不清楚为什么要学习这些软件,也不了解这些软件在自己所学专业领域的重要性以及应用程度,因此,学生以“与所学专业没关系、所学的专业课完全不会用到”等等为由,不注重培养自己的计算机技能。

1.3教学方法单一

就目前的形势而言,绝大多数高等院校计算机课程的教学仍采用理论授课与上机实验相配合的模式。理论授课仍以多媒体演示为主要手段,依然沿用的是“教师讲、学生听”这种传统教学模式。“演示”的时间相对于来说还是很快,使学生没有充足的时间充分考虑解题的思路与方法,而仅仅是记住了解题的操作步骤。因此,多媒体演示的教学模式极大地限制了学生的思维,让学生不知不觉地习惯在“演示”的引导下学习,不能满足自主个性化学习的需求,也不能激发学生自主学习计算机知识的兴趣。

1.4非计算机专业学生的必修课,导致计算机基础教学跌入应试教学的泥潭

随着计算机的发展,计算机成为人们生活、学习、工作中必不可少的工具之一。因此,在全国各大高等院校,计算机基础课已成为公共必修课。熟练的掌握计算机基础知识,可以大大提高毕业生就业竞争力。可是,在教学实施过程中,如果仅仅依据全国计算机等级考试的要求与标准来组织教学,各大高等院校过分地追求等级考试的合格率,学生为了获得计算机等级考试证书,不得不投入大量的精力到与考试相关的如考试技巧、大量试题练习等应试学习中,这样往往就会导致教学以考试为主要目的。虽然计算机等级考试的合格率非常高,表面来看学生的计算机成绩普遍很好,但是学生实际应用计算机的实践能力却并不高,因此,常常出现这样的现象,许多毕业生,毕业论文的排版、求职简历书等都不能自己通过计算机做出来,这是应试教育给学生造成的严重后果。

2对非计算机专业大学计算机课程教学现状思考与建议

2.1采用分级教学

采用新生入学分级教学的办法,针对刚刚步入大学校门的学生进行进行计算机基础能力测试,根据能力测试成绩对新生入学时计算机水平参差不齐的情况进行分级教学,然后可以针对各种层次的学生开设难度不一的教学内容。比如,将计算机水平差不多的学生集中在一起进行教学,能激发他们学习的积极性,促使学生在原有知识的基础上,得到很大的提高,使学生都能各有收获。

2.2优化教材,合理安排课程

在计算机基础教学中,首先要解决的问题是:准确定位,合理取舍教学内容。否则没有准确的定位与合理的教材内容,学生将会很难入门。对于那些“零基础”的学生,还是要从计算机基础教学开始,《大学计算机基础》作为大学计算机教学中最基础的学科应该全部安排在第一学年的第一学期进行授课,这样更有利于整个计算机课程体系的设置,也更有利于学生较早地通过全国计算机一级、二级考试。而对于那些能掌握一些简单操作和能够熟练炒作的学生来说,可以给予适当的加深难度和教学的多样化,致使开展大学计算机基础课程的多样化,由原来的《计算机应用基础》改名为《大学计算机》,这样一来,我们可以把CDA、Photoshop、网页制作、等一些兴趣爱好的学习融入到大学计算机基础教育中来。利于整个计算机课程体系的设置,例如:EXCEL在市场营销、物流管理、人力资源的应用等,与专业课相关的软件教学可以在第一学年的第二个学期根据非计算机专业各个专业的不同,制定不一样的教案、大纲进行授课。注重学生所在专业对计算机技术的要求,能调动学生的计算机兴趣和学习的积极性。

2.3完善教学方式,改变教学手段

2.3.1引入MOOC教学方式

在理论授课过程中,多媒体教学还是处在“演示”阶段,学生多数情况下都记忆的是操作的步骤,没有时间考虑解题的方式,导致学生对所学的内容很容易忘记,因此,我们引入眼下最火的MOOC教学方式,实现辅导方式的转变。MOOC作为学生课后学习和答疑的教学工具,使学生通过网络在线学习,很容易想起课上所学的知识,和教师在线交流,快速入门、提高,促进学生主动学习的积极性。学生可在网上查阅教学要求、练习、教学课件,掌握授课内容,学习相关技术。

2.3.2提高实验课动手能力,加强课外实践

在实验环节上突出以教师为主导、以学生为主体的教学方式,采用以任务为驱动的教学方式。任务驱动是以学生为中心,由教师给出几项任务后,学生要通过各种方法去完成教师给定的任务,并围绕这些任务查阅资料,收集资料、探索解决任务的各种方法。任务驱动的教学方式能更好地培养学生的自主学习能力和相对独立的分析问题、解决问题的能力。在整个任务开展的过程中,为了更好地培养学生的互助协作的能力,教师要鼓励学生与他人合作,共同来完成任务,以培养学生的成就感,整个任务由教师引导学生完成、并给予适当鼓励。课堂内容需要学生在课后通过各种方式去复习、熟练和提高。我们可以通过举办计算机基础知识讲座、成立计算机方面的工作室、开设计算机基础教学的辅导班、引导参加计算机基础方面技能大赛和计算机知识抢答赛等形式来开展多样化的课外实践教学活动,学生可以通过参加多样化的课外实践教学活动切实地提高自身的动手能力和实践能力。

2.4改革考核方式,案例课程设计考试

目前,大学计算机的考核方式,一直按照国家等级计算机考试一级、二级考试水平来组织考核方式,导致教师们一味追求国家等级考试合格率,而学生为了顺利拿到国家的等级证书,不得不把很多精力放到与国家等级考试相关的应试学习中,导致计算机基础教学跌入应试教学的泥潭。为了使普通高校学生掌握步入社会必备的计算机应用基础和实践技能,可以采取案例课程设计的考核方式。案例课程设计是精心挑选的各章节知识点与各个专业内容相关的综合案例,综合案例专注于解决问题的方法和流程,针对计算机基础案例的综合性较突出的特点,目的是培养学生解决实际工作问题的能力。在案例课程设计的考核方式中,体现教师指导下的学生自主学习的模式,突出以案例综合项目训练为主的考核方式。

3结束语

随着计算机在各个行业的应用,用人单位对计算机应用能力提出更高要求,计算机基础在一定程度上影响人们信息化技术的普及,计算机基础教学是培养学生掌握信息的重要手段,而且对学生的思维方式及基本素质的培养起着重要的作用。为了使学生具备更高的计算机基础应用能力和实践能力,高校非计算机专业的计算机基础教学必须随着当今社会发展的需求,不断地进行改革。因此,必须转变计算机基础的教学观念,在教学不断地改革基础上,发现问题、解决问题,把教学改革方案完善、推向深入,从而全面提高高校非计算机专业的计算机基础教学质量。

参考文献:

[1]袁晓勇.大学计算机基础教学改革探讨[J].科学中国人,2014.

[2]杨启仁.大学计算机基础教学改革措施探究[J].信息通信,2014.

[3]寇卫利.基于计算思维的大学计算机基础教学改革研究[J].2016.

大学计算机篇5

[关键词]计算思维 非计算机专业 大学计算机基础课程 改革

引言

社会信息化不断向纵深发展,各行各业的信息化进程不断加速。 电子 商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等己向我们走来。用人单位对大学毕业生的计算机能力要求有增无减,计算机成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志。

高等学校的计算机教育有两类不同的范畴:一种是指计算机专业的学科教育即计算机专业教育;另一种是指面向全体大学生的计算机基础教育。非计算机专业的学生占全体学生数量的90%,高等学校计算机基础教学是为非计算机专业学生提供的计算机知识、能力与素质方面的教育,旨在使学生掌握计算机、 网络及其它相关信息技术的基本知识,培养学生利用计算机 分析问题 、解决问题的意识与能力,提高学生的计算机素质,为将来应用计算机知识与技术解决自己专业实际问题打下基础。

但随着新形势的变化,很多高校计算机基础教育出现了颇多问题,无法真正满足素质教育的要求。因此,有必要对当前存在的问题进行分析,对教学目标、教学模式、教学思想等方面进行相应的改革,以满足社会对人才、知识和技能的需求,增强学生的就业信心和实力。

一、出现的问题

(一)基础不同,学习需求各有差异的问题

本科院校的生源通常来自不同地方,使得学生间的计算机基础存在较大的差异。我们连续三年在昆明理工大学做过问卷调查,在入学前学生掌握的计算机知识多限于网络的初步应用,比如收发邮件和聊天,但是基础知识仍然未达到大学计算机教学的目标。随着中小学信息技术教育的普及,目前,大学的计算机基础教育中计算机文化层次的教学内容已经逐步下移到中小学。但由于各地区发展的不平衡,在今后一段时间,新生入学的计算机水平会呈现出更大的差异。目前我校教学中出现的情况是,计算机基础较好的同学感觉课堂内容简单重复,学习兴趣降低;计算机基础较差的同学往往从零学起,希望能放慢授课进度。

(二)内容繁杂,兴趣不大逃课率大的问题

大学计算机基础的教材,名称很多,诸如入门、文化等等,都被认为是计算机基础课的教材。内容基本上是Windows操作系统、Office软件、Internet基础知识、数据库基本知识等有关领域的浓缩版。教学突出了实用性,但给学生有操作培训的感觉。教学内容也没有针对不同专业进行区分,让学生觉得和后续本专业的课程没有太大关联,导致的后果就是:学生进入大学后,对第一门计算机课程兴趣不大,逃课率较高。

(三)教学滞后,教学目的与社会需求不一致的问题

应用型本科院校对非计算机专业的大学计算机课程教学的目的是不以学习纯理论的课程为目的,而是作为应用技术来掌握。因此教师在讲授内容时大都结合具体软件,注重训练学生使用计算机的技能。尽管学生掌握了几款软件的使用方法,但在毕业后进入各自行业工作中,学生将面对不得不学习新的版本的境况;同时不同行业对信息或数据处理的需求是不同的,这不是使用几款软件的经验就可以胜任的。

二、计算思维的思想

2006年3月,美国卡内基·梅隆大学周以真教授清晰系统地阐述了计算思维,2010年10月中国科学技术大学陈国良院士在“第六届大学计算机课程报告论坛”倡议将计算思维引入大学计算机基础教学以后,计算思维得到了国内计算机基础教育界的广泛重视。然而,在具体的执行过程中遇到了许多问题,既由于认识上的不足,又由于大学计算机基础教学的特殊性。如何在计算机基础教学中,培养大学生的计算思维,使大学生学会用计算思维去思考问题和解决问题,对提升计算机基础教学水平、培养卓越人才具有重要的意义。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会颁布的《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》、《计算机基础课程教学基本要求》等有关文件虽然没有明确提出计算思维,但是贯穿了计算思维思想。《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》提出;计算机基础教学的目标是培养学生掌握一定的计算机基础知识、技术与方法,以及利用计算机解决本专业领域中问题的能力。大学计算机基础的课程目标是“使他们在各自的专业中能够有意识地借鉴、引入计算机科学中的一些理念、技术和方法……利用计算机、认识并处理计算机应用中可能出现的问题”。简单地说,是使用计算机科学技术和方法处理问题,这是计算思维的目标。

三、改革措施

(一)分层次、分类别、分阶段实施教学

首先,我们应当探索实施以计算思维为导向的教学方案。原则上分类实施:分为理工类、综合类和人文艺术类。主要区别是前两者增加程序设计算法要求,后者增加办公软件高级应用。

理工类、综合类的专业的教学方案如下:弱化Office软件课堂讲解,强化实践和自主学习;保持原来网络、数据库、多媒体基本要求,精简了在后继课程中涉及的多媒体制作;腾出6周时间开展计算思维和程序设计算法教学。其中:

①利用1周(2学时)开展计算思维基础知识专题教学。主要内容包括;

科学思维;三大科学思维、计算思维及其主要内容、计算思维的作用。

计算理论;冯·诺依曼计算机、存储程序,图灵机、停机问题、图灵猜想,可计算性问题、计算复杂性、P&NP问题。

大学计算机基础由于教学对象是非计算机专业大学生,因此计算思维基础知识教学必须有别于专业学生。在计算机专业中,某些知识点就是一门课程,如可计算性理论。在大学计算机基础中,开展计算思维基础知识教学要注意:对三大科学思维、计算思维及其主要内容、计算思维的作用、冯·诺依曼计算机、存储程序等问题简明扼要地阐述清楚;停机问题、图灵猜想、可计算性问题、P&NP问题等本身没有答案,仅仅是像公理一样的命题,只需要简单举例提出并说清楚即可,不需展开。

②利用5周(10学时)讲授程序设计基本知识和训练算法基本功。让学生明白计算机抽象、自动执行的道理,掌握基本编程的能力。更有利的是学生根据各自情况,利用假期可更深入地自主学习程序设计内容,拓展第二课堂的学习渠道。

(二)引入计算思维,培养学生的思维能力

“大学计算机基础”课程中充满着大量的计算思维案例。例如,全面展示计算机的应用,实质上起了培养计算思维意识的作用;从算盘到计算机的发展过程是计算思维内容不断拓展的过程:计算机系统是用抽象和分解来控制庞杂的任务和设计复杂的系统;数据在计算机中的表示是表示问题的方法;操作系统是用计算思维思想解决了计算机自身问题的案例;使用办公软件是一种基本的、低级的计算思维;网上检索、网上购物、网上开店是典型有别传统思维的计算思维活动;设计一个数据库就是抽象和分解的过程;设计一个动画,可以看成是一个建模和仿真的问题。

从计算思维的角度来讲解计算机基础概念和原理知识。例如;通过展示计算机科学的最新成果,了解计算机能做什么。思考计算科学的两个基本问题;什么事计算机比人做得好,什么事人比计算机做得好?计算机有没有智能?从而培养计算思维意识。讲授操作系统基础时首先提出“车辆追尾问题所在?正常情况下公交车不来,责任在谁”等问题,说明操作系统解决此问题的方法和思想。又如Cache是一个预置和缓存问题,其思想是一个典型的计算思维案例。以前,可能仅仅讲解Cache起什么作用;从计算思维的角度来说,则需要讲解如何起作用。

(三)实施问题驱动式的教学方法,提高学生的学习兴趣

计算机课程都是实践性很强的课程,只有多上机、多实践才能真正掌握课堂讲授的知识。我们在平时的教学中,按1:1:1的比例来组织教学,在安排与理论课学时相当的课内上机学时的基础上,还为学生无偿提供了同样多的课外免费机时,给学生提供了充分的实践机会。

很多同学都是在入学后的第一门课《大学计算机基础》开始对计算机产生兴趣的,因此我们加强了应用和实践这个环节,除了要求学生在上机时间完成作业外,还布置了大量的课外大型作业,另外还为学生创造了参与实际工作的机会。比如指导学生参与我校“数字化校园网”的设计和开发、“网络教学平台”的建设等一系列的实践任务。通过亲自动手,同学们尝到了“我能创造,我能成功”的滋味,也提高了学习计算机课程的兴趣。

计算机技术的内容浩瀚无比,学生的兴趣又各不相同,按步就班地学无法满足多样化的需求。为此,针对不同的专业,我们引入了一些具体的运用,如:“Unix操作系统在金融业中的应用”、“存储技术”、“计算机系统结构的最新进展”、“数字信号传输规范发展的新趋势—由并行到串行”、“Oracle系统分析”、“超级计算机现状和发展趋势”、“信息安全技术在金融业中的应用”等,以扩充课堂教学内容,丰富学生的知识面,激发学生的学习兴趣。

(四)与时俱进,更新教学手段

计算机课程是实践性很强的课程,计算机知识与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践与钻研。我们应该不能只有课堂教学,在现形势下,网络的应用给我们的实验教学提供了很好的平台。我们在学校的校园网上建立了“大学计算机基础”课程的在线教育平台,教学中的高层次的需求在网络中得到极大的补充。在线教育平台的建设包含讲义、实验指导书、课堂教学录像、网络课程,还应该包含自学需要的素材库、试题库,以及可以开发出考试系统等丰富的教学资源和软件,它们各自自成体系又相互关联,各种教学形式互相补充又充分发挥了各自的优势,满足了各专业不同层次学生的需求。

计算机基础教学应该是课堂教学、实验教学、网络教学三位一体,相互促进,各方面全面培养学生的上机动手能力、独立分析问题和解决问题能力、知识综合运用能力。强化学生的计算机实践能力,以教师为主导、学生为主体的教育思想,深入探索自主学习、探究式学习、协作学习等多种先进的教学方法,注重对学生能力与素质的培养。探索各种教学模式混合的新式教学手段。

(五)创新教学观念,完善教学内容

认识了当前计算机基础教育面临的形势和任务、针对高等学校具体的实际情况,我们要建立新的教学模式和进行教学改革,这就是:将多媒体教室教学和网络辅助教学相结合,加强教师的主导作用,强调实践环节,以培养学生能力为中心,提高学生的计算机基本素质和实践能力,以及应用计算机解决实际问题的能力。进一步确定了计算机基础系列课程的教学内容及各门专业课程之间的相互关系,保证计算机系列课程的科学性和先进性。计算机基础教育课堂教学着重讲授计算机技术中的一些重要概念和方法,培养学生对基础知识掌握和方法,主要的技能知识内容放在实验教学环节,积极采用视频教学的方式,充分利用网络的优点,完善课堂教学。

同时充分考虑学生的兴趣以及就业的前景需求,计划内的计算机教学已经不能满足需要,应该有选修计算机课程;该课程又是针对非计算机专业设计,因此,也要突出课程内容的实用性。总之,各专业的计算机课程按照重基础、强实践,突出综合应用能力的原则建立了大学计算机基础教育课程体系。

(六)改革教学考核手段

为了保证计算机教学质量、促进计算机教学改革,同时应该改革计算机教学的考核手段非常重要。对教师而言,重点在于对学生计算机知识与能力的培养,是否符合白皮书和蓝皮书大纲的要求。我们着手改革学生成绩的评定,将学生的期末成绩转换为上机成绩、平时成绩和笔试成绩的有机结合,笔试成绩侧重于理论知识的掌握,上机成绩是操作技能的表现,平时成绩是对学生的严格要求。这样可以避免学生盲目追求高分采取死记硬背的方法学习计算机,激励学生创新追求全面的知识。为了提高学生的综合能力,每个计算机课程后都设置有一个综合设计的课程设计,这样学生自主创新能力可以大大加强,同时学生有很强的成就感。

(七)建立促进学生参与的激励机制

鼓励学生积极参与各类学科竞赛、创新教育项目,通过多种渠道培养学生信息素养与计算机应用能力。凡是通过全国计算机等级考试、云南省计算机等级考试,获得等级证书,可按学校的规定获得“课外教育学分”;凡参加全国、省级计算机竞赛获奖的都给以表彰并记“课外教育学分”。

四、结束语

大学计算机基础是本科学生,尤其是非计算机专业学生接触到有关计算思维的第一门课程,其教学内容和体系仍在不断完善与发展。中科院院士陈国良教授在2011年7月举办的计算机科学前沿高端学术论坛(HPC China2011)上呼吁:要提倡计算思维,要提倡计算思维在教育和科学中的作用,要把这种思维普适化、大众化,真正融入到人类的一切活动中。因此,作为应用型本科院校的教师,应该积极主动地与时俱进,及时调整教学的模式、手段和内容,培养学生实践能力和计算思维能力,使所培养的学生能适应行业发展新需要。

项目来源:云南省高校质量工程教改项目“Inquiry learning体系在程序设计中的运用”(云教高[2010]96号)。

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[8]符秋丽.《大学计算机基础》教学改革探讨[J].时代教育(教育教学),2010.

大学计算机篇6

[关键词]大学计算机;基础课程;分层教学;实施策略

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918(2017)06-0110-02

随着信息化时代的到来,社会对高素质计算机人才的需求不断增加,作为培养高素质人才的高校,如何从计算思维角度出发,寻找有效的计算机教学方法,不断提高大学计算机教学质量与水平,培养更多满足社会发展需要的专业人才。

一、计算思维

所谓计算思维指借助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广度的一系列思维活动,尤其在当前社会快速发展背景下,大学计算机教学应充分认识到社会对计算机人才需求的改变,认真分析当前大学计算机教学存在的不足,尤其应充分利用现有教学资源、从计算思维角度出发,努力寻找有效的教学方法,克服传统教学存在的弊端。

二、大学计算机教学现状

众所周知,我国不同高校综合实力、办学水平存在一定差距,部分高校的计算机课程教学存在一些不足,如不注重计算机基础课程教学,未制定详细的教学计划。部分高校比较关注计算机理论知识及操作技能的讲解,但不注重教学结果的分析,虽然教师讲解的内容较多,然而部分学生接受能力有限,短时间内无法消化所学,导致计算机教学质量较差。接下来对当前高校计算机教学存在的不足进行汇总、分析,为计算思维角度下寻找大学计算机教学方法提供可参考依据。

(一)重视程度不高

随着计算机的普及,其神秘感逐渐淡去,尤其当前很多高校学生配备有自己的计算机,使得人们对计算机的态度发生悄然改变,尤其在当前计算机教学中发生的改变较为明显。一方面,部分高校仅在与计算机、网络相关的专业中开设计算机课程,其他专业要么作为选修课,要么根本不学习计算机课程。另一方面,在教学理念上有所改变,即,高校越来越认识到计算机只是一种工具,学生只要掌握一定的基础知识即可,没必要在计算机教学中花费大量精力。部分高校对大学计算机教学的重视程度不足,一定程度上制约大学计算机教学质量及水平的提高,学生掌握的计算机知识较为基础,无法满足社会发展的需要,给其顺利就业造成不良影响。

(二)教材内容落后

与其他学科不同,计算机知识更新周期比较短,一些计算机知识之前较为重要或热门,在短短的几年里可能被淘汰。然而大学计算机课程一些教材的编写过程较为复杂,需要一些时间,结果最终呈现给学生的教材内容可能已经过时。这一情况在高校中较为常见,学生在大学认真学习计算机知识,但踏上工作岗位才发现,学生的计算机知识太过基础,或一些用人单位根本不再使用,要想尽快胜任工作需要重新学习新的计算机知识。教材内容落后于社会需要成为制约大学计算机教学水平提高的重要因素之一,因此,高校应引起足够的重视,争取在教学编写上寻找突破。

(三)教学方法不当

大学计算机教学中教学方法不当,容易挫伤学生的学习积极性,进而影响教学质量的提高。众所周知,大学计算机课程一方面需要学生具备一定的英语知识,尤其部分操作、编程的实现与英语联系密切,对部分英语知识较差的学生而言,学习计算机课程是不小的挑战。另一方面,大学计算机课程内容较多,体系复杂,尤其一些计算机、网络相关专业的学生,不仅需要学习基础知识,而且还需要学习计算机语言、算法、数据结构等更为复杂的知识,这些知识比较抽象,学生理解难度大,因此,不采取正确的教学方法,很难提高学生学习的积极性。然而研究发现,部分高校计算机教学中并未意识到这一点,并未根据学生的实际情况以及计算机相关课程特点开展教学活动,采用的教学方法比较单一,尤其在进行一些概念教学时,学生感觉比较枯燥。部分任课教师不注重基础知识讲解,而是要求学生多进行动手操作,这种教学方法看似提高学生的动手能力,但因为学生掌握的基础知识不扎实,边操作边翻书的情况时有发生,总体来看,并不能很好的提高教学质量与效率。

三、计算思维角度下大学计算机教学方法

计算思维强调学生运用所学的计算机知识解决相关问题的一系列思维活动,因此,大学计算机教学中,教师应明确传统教学法存在的不足,从计算思维角度出发,努力探索有效的教学方法,不断提高学生的计算思维能力,为其更好的掌握计算机知识,顺利就业奠定基础。

(一)提高计算机教学重视程度

计算思维的概念较为宽泛,其属于一种根本技能,是一个人能够在现代社会发挥职能应掌握的,是人类求解问题的途径之一。由此可见,当前社会对计算思维非常重视,而作为高校在计算机教学中也应注重从计算思维视角出发,寻找计算机教学的有效方法,尤其应提高计算机教学的重视程度。

首先,高校领导层应提高认识。一方面,虽然现在计算机较为普及,但高素质计算机人才仍然缺乏,因此,高校领导层应提高认识,通过计算机教学不仅仅要求掌握操作计算机相关操作,更重要的培养学生解决问题的思维方法。另一方面,立足当前高校计算机教学实际,尤其从计算机教学内容出发,将计算思维融入到相关教学环节中,使学生在学习计算机知识时真正能够养成使用计算思维分析、解决问题的习惯。其次,更新计算机教学理念。当前计算机教学中,无论高校领导层还是任课教师应充分认识到传统教学观念的弊端,不能仅关注学生的就业率,而应注重从学生的职业生涯、职业发展角度做深入分析,帮助学生树立计算思维意识,在今后的工作中遇到复杂系统设计及难度较大的任务时,能够对其进行逐一分解、解决。最后,推进计算机教学改革。当前大学计算机教学存在与社会发展需求脱节的不良现象,因此,高校应积极推进计算机教学改革,除传授学生一些计算机专业知识外,还应注重计算思维理念的灌输,使计算思想给学生带来潜移默化的影响,即,在遇到问题时能够坚持采用预防、保护以及纠错、容错、冗余等手段,寻找系统恢复方法的一种理念,促进学生终身受益。

(二)注重优化计算机教学内容

针对大学计算机教学内容落实的现状,从计算思想角度出发,做好对计算机教学的优化。一方面,加强对计算机知识的研究,认真把握计算机知识当前及未来发展趋势,编制反映前沿计算机知识的教材,使学生掌握最新的计算机知识。另一方面,运用计算思想对计算机教学内容加以优化,应对计算机教学内容加以深入研究,突出计算思维能力的培养,尤其应注重压缩一些、精简一些陈旧的计算机知识,如办公操作等一些基础知识,而适当将重点向计算思维培养内容倾斜,如算法与程序设计、数值分析、信息检索与应用基础等应增加课时比例、同时,注重要求学生根据所学,构建相关的数学模型,提出解决问题的相关方法,并通过计算机程序的编写进行验证,在加深学生理解所学的同时,提高学生计算思维意识。另外,大学计算机教学时应注重引导学生充分认识到计算机的优点,将重点放在计算机知识的应用上,尤其应注重分析当前用人单位对计算机人才的要求,从而有针对性的调整教学内容。当前很多用人单位对计算机人才的需求本质上是对计算思维的要求,因此,高校应充分认识到这一点,在讲解计算机教学内容及计算机训练项目讲解时,多体现计算思维,增加对学生计算思维锻炼的教学内容,不断提升学生的计算思维能力,以更好的适应社会发展要求。

(三)灵活运用多种教学方法

大学计算机教学过程中计算思维的融入,应注重运用灵活的教学方法。众所周知,大学计算机不仅课程较多,而且部分计算机知识较为抽象,融入计算思维时不注重运用相关的方法很难达到事半功倍的教学的效果。因此,大学计算机教学实践中,教师应注重从以下方面人手,注重多种教学方法的灵活应用,使学生无形中增加对计算思维的理解与应用。

一方面,注重计算思维的直观模拟。教师可将抽象的计算机程序进行直观的转化,借助多媒w展示给学生,或为学生布置一些训练项目,使学生通过训练能够真切地感受到计算思维的优点。例如,通过布置程序设计训练项目,使学生明白计算思维是一种并行处理,不仅实现代码向数据的转化,而且还能将数据译成代码。另一方面,教学实践中,教师应鼓励学生善于发问,激活沉闷的课堂,不断与学生进行互动,解答学生学习与理解的疑惑之处,尤其在解决计算机问题时使学生明白运用海量数据提高计算速度,综合分析计算机存储容量、处理能力、空间与时间等内容并从中折中,而这正是计算思维的体现。

大学计算机篇7

1基于计算思维的计算机教学

当今是一个信息无处不在的时代,而计算机是进行信息分析和处理的必要工具,不夸张地说任何行业和岗位如今都离不开计算机的使用。而大学阶段设置计算机公共课的重要意义就在于,能够通过系统的训练和学习培养非计算机专业学生都能够具备一定的计算机应用技能。要做到这一点,就必须传授给学生关于计算机科学的基本知识和原理,并在此基础上有意识培养学生的计算思维。最后,使得学生利用计算思维进行思考并熟练利用计算机解决专业问题。

计算的概念虽然已经产生了多年,但与数学等传统学科相比仍然是一个较新的领域。计算思维与数学思维、实证思维一样,都是大学生应该掌握的一种科学思维方法。事实表明,任何思维方法的形成,都需要大量的实践、分析、总结、提炼,最后形成自然而然的思维方法。单纯通过理论框架学习的思维方法是无法真正运用到实践中的。计算思维作为一种科学思维方法,源自于大量的科学实践。所以如果要培养学生的计算思维,就应该不断地进行科学实践,让学生真正了解计算机进行计算的内在机制。学生在通过使用计算机进行大量计算实践工作后,才能够深刻的体会计算思维,并逐步形成一种思维习惯并自觉运用到专业领域中[3]。从上述过程可知:培养学生的计算思维,就是为了让学生能够更好的掌握并利用计算机作为工具以便解决学习和工作中的问题。因此,在计算机课程中使学生了解计算机系统的工作原理,是理解计算思维的根本基础。

2计算机基础课的改革现状

我校计算机基础课的授课对象是非计算机专业的全体学生,其中既包括文科专业也包括理工科专业,因此课程设置比较复杂,同样的课程在针对不同专业时需要制定不同的大纲和培养方案。而且随着政策和形势的变化,计算机基础课程的课时量在逐步缩减,而教学内容和培养目标并没有变化甚至还有了更高的要求,这给我们的教学工作带来了极大的困难和挑战。近一年来,我们做了大量尝试性的工作:通过设置大量的计算机应用技能的实验与培训环节,着力培养学生的计算机实际运用能力,并在教学实践过程中结合计算机的相关基础理论和思维模式,有意识的培养学生计算思维能力。在教学模式、教学手段、在线教学资源建设等方面开展了一系列的改革和尝试,不断探讨培养学生计算思维能力的先进教学方法及有效途径。

由于计算机基础课的受众广泛性,其教学要兼顾文理科学生的思维特点,在进行讲解时应该契合他们的实际学习的需要。尽量回避纯技术和理论的细节,多讲解一些符合转他们的专业习惯的实际例子。在教学内容的设置上,充分体现计算机应用的广泛性和普遍性。对于非计算机专业学生的工作学习中最常用到的比如:计算机基础操作技能、简单编程技能、网站设计技术、动画制作技术等都有所体现。通过大量实例的介绍,逐步引导学生理解“计算”的含义,了解计算机的工作原理和计算方法。为了更好地突出实践操作在计算机课程学习中的重要性,从根本上提高学生的实践应用能力,我们引入了在线考试系统,学生的考试完全在计算机上进行操作完成,真正考察学生的实际应用能力的掌握情况。而且为了避免客观原因造成的得分偏差,不断加大实践环节在总评成绩中的比重。期末总成绩中,平时上机成绩占到40%,而期末成绩只占总成绩的60%。結合我校具体情况,对于每个章节都设置了阶段性的单元实验,并以老师讲解和辅导为主,并根据各个专业学生的掌握情况充分利用上机考试系统进行综合测试,这样既保证了有效的讲解环节,又通过以考代练的方式驱动学生自觉掌握计算机的实战技能,通过讲练结合的方式不断培养学生分析问题和解决问题的能力。

3进一步的改革思路和措施

实践证明,通过以上的教学模式,我校学生的计算机技能有了一定程度的提升。接下来我们的教学改革工作将围绕如何培养计算思维能力这一根本目标,探究更为有效的改革方案。

3.1建设计算机基础课程群

如前文所述,我校计算机基础课程的设置情况非常复杂,涉及全校各多专业、多个年级。在前期的工作中,已经对全校所有需要开设计算机基础课程的院系、专业进行了调研,从全局掌握了各个院系对计算机课程的需求和预期,并初步计划构建新的计算机基础系列课程群。在详细研讨后,初步确定了课程群的基本框架。从难度来看,该框架大致可分为三个层次,分别是:1)计算机基础;2)计算机技术;3)计算机应用。这三个层次是逐步递进的,并可以分别横向对应于文科专业、文理混合专业和纯理工专业。该框架不是只对应三门课,而是每个层次均为由多门课程构成的课程群。这样对于每个专业,都能结合自身的特点和情况有针对性地选择某个层次或多个层次的某些课程。这样便为逐步培养学生的计算思维能力奠定良好的基础。

3.2进一步改革教学模式

在以往教学中,教师通常是就某个计算机技能灌输式的传授给学生操作方法。但是缺乏对具体问题的思考和结合。要切实培养学生的计算思维能力,就应该做到以问题求解为驱动,以计算思维方法引导学生进行问题分析和求解。由于受到大纲和课时的限制,要保证课程的基础性且要求在有限课时内进行有效教学,又要通过学生自主选题、分析、设计、求解等关键环节有效提高学生的问题分析求解能力以及创新能力,是目前面临的主要问题。本文对前期工作进行了详细总结,并制定了相应的解决方案。该方案是:制定“共性结合个性”的实践教学模式,在大课规定学时内体现共性需求,并通过课外练习对课堂内容进行有效补充;在课堂实践中融入自主选题的项目设计、并通过学生自主组建项目小组、鼓励学生参与形式丰富的计算机技能大赛等方式,实现自主化的个性学习模式,有效补充课堂共性培养的不足。在项目设计中,可以通过先实战、再发现问题、最后思考问题、解决问题的方式逐步引导和培养学生的计算思维能力,通过学生自主选题,启发式的培养学生发现问题、解决问题,逐步设计方案。从而真正的培养学生如何运用计算思维发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时,通过团队项目的锻炼,也培养了学生的团队协作意识,提高了学生的综合素质。

3.3不断提高创新能力

发现问题和解决问题是创新的开始。所谓创新,就是发现了新的需要解决的问题,在研究了现有的理论和方法以后,认为不能解决或者解决得不够好,于是研究新的理论和方法[3]。创新的基础在于发现新问题,创新的关键在于解决新问题。在计算机基础课程中,培养创新能力就是要不断引导学生发现和运用自己的创新精神,形成勤思考、善变通、不墨守成规、敢于挑战权威的学习习惯和思维方式,并且要培养学生敢于并善于动手实践以验证自己的新想法、新观点的优秀素质。而计算思维在发现问题和解决问题的过程中,有着不同的角度。计算思维能力的培养则大大有助于发现问题、解决问题的创新过程。计算思维能力是大学生创新能力的重要组成部分,是创新的科学方法基础。所以通过计算思维的培养,能帮助学生不断提高自己的创新能力,为将来的专业学习和专业发展打下坚实的基础。当然,计算机基础课程既要保证课程的基础性,又要培养学生的创新能力,需要不断地改进以找到最好的培养途径和教学方法。

3.4完善各种形式的学习资源

近年来,我校已经编写了包括《计算机基础》、《C语言程序设计》、《Access数据库应用》等纸质教材,并制作了大量课程配套的PPT素材和资源。但从目前来看,为数众多的教材和教学资源在教学各个环节起到的作用没有达到预期的效果。原因主要在于:1)教学资源的重复性建设,且缺乏针对性和特色;2)教材和教学资源缺乏可扩展性,因此并不能对所有专业的学生都能起到较好的效果。

针对这些问题,本文的改革思路是在编写主要教材的同时,还要做好配套的线上、线下在线资源[4]、和在线案例学习系

统等。在编写教材和设计教学资源时,将知识点尽量细化成高内聚、低耦合的单元模块,这样就便于教学素材、教学资源的灵活组合,从而在大纲要求的框架内能快速的形成有针对性的内容架构。下一步还计划开发计算机基础课程群在线教学平台,该平台将集电子教材、操作视频、知识单元模块等教学资源库。一方面,在线平台能有效的整合教师的教学资源,并不断形成可以共享的在线资源库,从而给教师的备课、案例选择提供丰富且灵活地选择;另一方面,通过在线平台,教师可以方便的指导学生进行在线学习,而且学生也可以通过在线资源,随时随地进行自主学习,从而达到因材施教的个性化学习模式。

4总结

自从计算思维的概念提出后,计算思维已经引起了计算机学科以及其他广泛学科的学者和教育者的共同关注。计算思维能力已经成为各领域的专业人员必备的基本素质。计算思维教育的最终目标是培养学生的思维习惯,使得学生具备利用计算思维进行问题求解的能力和不断创新的能力。计算机基础课是计算思维培养最好的着力点和抓手,如何寻求更好地培养途径和方法始终是一个值得研究的课题。接下来的工作中,应该在现有基础上进一步加强以计算思维为导向的计算机课程的教学和改革研究,巩固既有成果,并不断地探索更好的思路和方法。

大学计算机篇8

2011年,周以真[1]教授提出“计算思维”是一种能够清晰、抽象地将问题和解决方案用信息处理所能有效执行的方式描述从而解决问题的思维过程。2017年,我国教育部指出“计算思维”是发展学生信息素养的核心素养之一。国内外研究者普遍认为,计算思维本质上是人类如何解决问题的思维和能力体现的一种过程,也是一股推动学生信息素养发展的创新动力,主要包括六个方面的子能力[2]:形式化问题、抽象问题,建立模型、组织和分析数据、建立问题解决方案并优化、解决方案系统化和问题迁移。随着科学技术的发展,K-12阶段计算思维的教育价值将越来越突出,以适应新世纪对人才技能的新要求。总的来说,计算思维是一种规范化、系统化的问题解决过程,也是人的一种内在思维品质。本文将PBL问题引导模式和计算思维培养相结合组织课堂教学,分阶段有目标地逐步完成学习任务,实现教学目标。以“问题”为出发点,注重小组自主探究学习,任务分配,问题解决设计与实施,可以提高学生解析问题能力和创新能力,帮助学生形成计算思维并应用在实际生活中。

二、PBL问题引导模式和计算思维培养相结合组织课堂教学

计算思维的概念对于大一新生来说是比较抽象的。基于“计算思维”的大学计算机基础课程改革成败的关键在于如何以恰当的方式传授给学生,且计算思维不仅需要培养学生编写程序的思维,更重要的是培养学生分析解决综合问题的能力,而这种综合问题解决能力的培养,需要真实的问题情境、多元的学科知识储备以及必要的工具方法支持。PBL教学法,是一套设计学习情境的教学方法,笔者结合多年教学经验将PBL问题引导模式和计算思维相结合的组织形式引入“大学计算机基础课程教学”中,设计贴近真实生活的问题,用简单的案例讲授复杂、高深的学生难以理解的原理。教学过程一般是围绕问题求解的基本过程,即通过问题的引入,探寻解决问题的方法,故设计的教学案例尽可能地将计算思维的核心教学目标“埋在”教学中,这种做法开拓了计算思维的课程设计思路。

三、基于计算思维培养的算法教学改革及实践

在计算机实际应用中,经常会对数据序列排序,如按字母,日期,数字进行有序的顺序排列,即便在高速的计算机上运行,如果使用排序方法不恰当,也可能需要很长的时间来完成排序。一个优秀的算法尤其是在大量数据的处理方面可以节省大量的资源。排序算法在日常生活中应用非常广泛,生活中几乎处处用到。在《大学计算机基础》课程教学改革中,排序算法是一个很好的培养学生计算思维的案例,学生会遇到不同的排序方法,如何引导学生创造或学会一个有效的排序方法并运用在生活中解决问题是笔者实践的要点,算法学习也是一种学习和提高思维能力的过程。(一)选取通俗易懂的案例。在现实生活中广泛存在着排序问题,现在假设要给考试的试卷按照学号排序,几百份的试卷!用什么排序算法?生活中很多类似的问题:班级名册、电话簿中的姓名、字典、图书索引、图书馆或书架上的书、计算机中的文件列表等。简单地说,我们希望在排序时花费的时间要短,占用的资源要尽量少,因此要解决以下问题:一是从序列的初始状态到经过排序算法的变换移位等操作变到最终排序好的结果状态的过程所花费的时间要尽量短。二是从序列的初始状态经过排序移位变换的过程一直到最终的状态所花费的空间开销要尽量小。三是稳定性:要保证排序前和排序后,2个相等的数其在序列的前后位置顺序相同。(二)以问题为驱动引导学生主动思考,加强计算思维培养。项目组在多年的《大学计算机基础》教学中,结合学生业特点设计一系列具有层次渐进关系的问题,在教学设计中引导学生结合生活场景深入思考,进而找出并描述解决问题的步骤。1.学生们联系生活讨论并说出哪些场合排序是非常重要的?同时思考如果没有排序这些场合可能会出现哪些问题?(最常见的问题:无序时人们需要花费大量时间来查找目标,费时费力)。指出排序能够使我们快速进行查找,提高工作效率!提出计算科学中排序的意义。2.讨论:1)先用“插入排序”,发现如果只有10份试卷,排的还挺快的,但是随着已排序试卷数量的增多,想要把新的试卷插入到已排序试卷集合的合适位置则会越来越慢了。2)插入排序看起来简单易行,但是试卷多达至上千份时,该如何处理?那先把所有的试卷按照学号分成10堆,比如学号50以下的放在A堆上,学号50~100的放到B堆上,以此类推。每一堆用插入排序进行排序,因为试卷份数比较少,所以用插入比较快。然后按照A-E堆的顺序进行合并,也就排好了。3.学生分小组模拟以上场景,先在一个集合中排序,即每个人随机从老师手上抽到一个数字,抽完后展示出来,是一个无序的状态,如图1所示。4.学生开始分组讨论如何快速有效地将小组的无序数字进行从小到大的有序排序,并整理方法和步骤。5.几分钟后,让小组学生演示排序过程,并总结排序方法;(学生有可能想到的是插入排序类似于扑克牌游戏摸牌时的方法,游戏人摸起一张牌时,要和手上现有的牌进行一个个比较,直到插入正确位置(按牌面大小),以便手中的牌以一定的次序排列。)6.小结一下:插入排序是一种较为简单的排序算法,其算法思想是将一个待排序的数字按其关键字的大小插入到前面已经排好序的子序列中的适当位置,依次如此,直到全部记录插入完为止。7.播放网上下载的国外用真人跳舞表现的动态排序算法步骤视频,如图2所示,让学生更深入体会计算机科学中排序的步骤。图2动态插入排序算法视频8.让学生分组讨论还有没有其它的方法,只要和前一种方法不同即可;或者让学生尝试用“冒泡排序”来演示排序的整个过程(冒泡排序是一种简单直观的“交换式”排序方法,基本思想就是从左至右让相近的两个数字作比较,小的往上冒,排到前面,大的往下沉,排在后面,按照这个规则从左向右比较,重复遍历整个队列,最大的数就被换到了数组尾。(这里指升序))9.可根据课堂学生情况,是否重复第3步。10.比较以上排序算法,整理步骤。哪一种方法更优,引导学生计算出整个遍历过程中排序需要比较的次数,并说明原因。(对于冒泡排序:要找出n个数的最大值,需要比较n-1次。例如,要找出8个数中最大的那个数,第一趟需要比较7次,要找出剩下的7个中最大数,需要比较6次,依次类推……总共需要比较7+6+5+4+3+2+1=28次)。11.在学生有一定的算法基础上进行拓展,可根据学生专业特点尽可能尝试其他的排序方法,引导学生去思考,如选择排序、希尔排序等,并总结其算法思想。12.总结:在这些排序算法中,冒泡排序和插入排序是最基础的,各种排序方法中,没有哪一种是绝对最优的,因此,在实际应用中通常是根据不同的问题适当选用合适的算法,甚至可以多种算法结合起来使用。

四、结语

基于PBL问题情境的学习是一种有效促进“学习者”转变为“知识建构者”的新型学习方式。在这种教学模式中,问题的设计是教学设计中的重要环节,教学中通过提出问题和解决问题来实现知识经验的建构,本教学案例以PBL真实问题情境作为切入点为学生提供了较强的生活实景,有效地将学科知识和技能联系起来。此外,教师根据实际问题,引导学生进行算法优化,逐步产生计算机辅助下的问题解决方案,形成问题解决的仿真模型也是对学生能力的一种提高。课程组在“大学计算机基础”课程的改革中推行以计算思维与PBL为导向的《大学计算机基础》教学实践项目,通过多年的教学实践,积累了一定的经验和方法,并获得省级教学改革项目一项,校级改革项目多项。

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