探討大學計算機基礎教學中計算思維能力的培養(yǎng)

1、探討大學計算機基礎教學中計算思維能力的培養(yǎng)大學計算機基礎課程是大學生進入大學校園后要學習的第一個計 算機課程，目前多數(shù)高校把這門課程作為大學生必修的公共基礎課。 根據(jù)各高校的不同要求， 課程內(nèi)容大體上包括計算機發(fā)展史、 計算機 軟硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、Office辦公軟件、計算機網(wǎng)絡、多媒體技 術、數(shù)據(jù)結(jié)構、數(shù)據(jù)庫基礎、軟件工程、計算機安全等。課程要求學 生掌握計算機科學的基礎知識， 使用計算機解決工作和生活中的實際 應用問題，為今后更好地學習和掌握信息技術奠定基礎。大學計算機基礎課程在當前的教育環(huán)境中依然具備非常重要的作用。在現(xiàn)實中，這門課程非但沒有受到重視，反而面臨著嚴重的危機。實 際教學中

2、的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一，狹義工具論認為計 算機基礎就是計算機工具及其使用方法;第二，教材基本上是有關領 域的濃縮版，各個領域的講解不能深入，導致學生學習興趣下降，逃 課的比例增高;第三，計算機基礎課教學學時被壓縮，教學資源配置 不充分，課程面臨被裁減的危機。由此，教育部高等學校計算機基礎 課程教指委在2010年明確提出計算機基礎課程應成為大學通識類課 程，與大學通識類課程地位相對應。1計算思維的概念與特征 計算思維的概念最早由美國卡內(nèi)基.梅隆大學的周以真教授提出， 指 運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為，英文翻譯為Computational Thinking

3、，簡稱CT,其本質(zhì)為抽象和自動化。計算思維有如下特征:(1)概念化而不是程序化。計算思維是用計算 機科學的邏輯去思維, 而不是用計算機來編程;(2)根本的而不是刻板 的技能。計算思維是每個人為了發(fā)揮自己的作用和職能所掌握的集中 的根本技能, 而不是刻板的簡單重復的技能;(3)人的而不是計算機的 思維。計算思維是人們求解問題的一種途徑,是人的思維的體現(xiàn),計 算機提供了強大的計算能力來實現(xiàn)人的思維。(4)是思想的而不是人 造品。計算思維為我們提供的是一種解決問題的思維途徑和概念, 用 于解決生活中的問題, 而不是物理的軟硬件產(chǎn)品;(5)數(shù)學和工程思維 的互補與融合。 計算機科學的本質(zhì)來源于數(shù)學思維

4、, 計算機科學的發(fā) 展是伴隨著工程的管理與實施而來的, 因此計算思維是數(shù)學和工程思 維的互補與融合。(6)面向所有的人、所有地方。計算思維真正融入 到人們的生活后, 可以在任何地方為任何人所使用, 是一種解決問題 的有效工具。可見,計算思維的標志是有限性、確定性和機械性,計 算思維的結(jié)論應該是構造性的、 可操作的。 因此,計算思維絕不僅僅 局限于與計算機科學相關的思維,而是人類科學思維的一個構成部分, 由于計算機的發(fā)展大大提高了這種思維的應用。2大學計算機課程的改革進程教育部高教司2012年下發(fā)于公布大學計算機課程改革項目名單的 通知 ,確定了22個研究項目, 標志著以計算思維能力培養(yǎng)為切入點

5、 的大學計算機課程改革進入一個新的階段。 從理論層面研究了計算思維的內(nèi)涵、表現(xiàn)形式;從系統(tǒng)層面科學規(guī)劃了課程的知識體系結(jié)構;從操作層面將大學計算機基礎課程建設成為培養(yǎng)學生計算思維能力 的有效途徑;從實踐層面推動一批高校按照不同的培養(yǎng)目標和專業(yè)需 求開展改革探索。(1)開展廣泛的調(diào)研工作。2013年3月，教育部大學計算機課程教 指委組織專家訪問了香港浸會大學、 香港中文大學和澳門大學3所高 校，調(diào)研港澳高校計算機通識教育情況。2013年7月，教育部大學 計算機課程教指委組織專家到美國參加微軟夏季教育高峰論壇， 會見 計算思維倡導者周以真教授，訪問西雅圖大學、斯坦福大學、加州大 學伯克利分校，調(diào)研

6、美國高校第一門計算機課程的開設情況。(2)梳 理計算思維教學體系。借鑒 偉大的計算原理的分類方法，同時參考 的核心概念和周以真的基礎概念。(3)建立計算思維教學體系與課程 教學內(nèi)容的對應關系。(4)提出計算機基礎課程改革的三種模式:模式 一為方法推動式，即內(nèi)容基本不變，改進教學方法;模式二為內(nèi)容重 組式，即內(nèi)容小范圍調(diào)整，突出重點，適當增刪;模式三為全面更新 式，即內(nèi)容提升，大幅度更新。(5)課程教學資源建設。編寫能夠及 時反映最近教學改革思路和人才培養(yǎng)方案的教材， 注重內(nèi)容的更新以 及方法的創(chuàng)新。 同時建設與教材相配套的數(shù)字化資源， 進而建設課程 教學平臺、相關教學軟件， 充分利用現(xiàn)代教育技術手段，提高教材的