認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)論文

第第頁(yè)認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)論文關(guān)鍵詞:計(jì)算思維;計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué);“一三四三”模式

計(jì)算思維作為一種思想能夠被人們用于管理日常生活，解決各領(lǐng)域問題，并與他人溝通和互動(dòng)，具備計(jì)算思維的人能夠通過比較、分類、類比等方法，將計(jì)算機(jī)科學(xué)中的設(shè)計(jì)思想和方法遷移到其他事物之中，以提高問題的解決效率和精確程度，同時(shí)，能夠擅長(zhǎng)對(duì)冗雜事物進(jìn)行分析，通過規(guī)范的方式將冗雜問題轉(zhuǎn)化為若干簡(jiǎn)潔事物加以解決，并準(zhǔn)時(shí)調(diào)整方式方法以適應(yīng)事物的進(jìn)展改變規(guī)律。在教學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算思維也能夠作為一個(gè)解決問題的有效工具，對(duì)全部學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐都具有指導(dǎo)意義。

一、計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐的必要性

(一)“大數(shù)據(jù)”進(jìn)展的時(shí)代要求

“大數(shù)據(jù)”不是單指技術(shù)形態(tài)，而是針對(duì)日益增長(zhǎng)的信息量和數(shù)據(jù)種類而衍生出來的一種現(xiàn)象。高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)也同樣面臨“大數(shù)據(jù)”的時(shí)代沖擊，無論是教學(xué)內(nèi)容，還是教學(xué)方式方法，都被充分地?cái)?shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。對(duì)于高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的任何實(shí)踐活動(dòng)，都伴隨相應(yīng)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，對(duì)數(shù)據(jù)的分析討論實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算，這就是計(jì)算思維的用武之地。

(二)高校老師創(chuàng)新教學(xué)方法與模式的主觀訴求

計(jì)算思維為高校從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的老師供應(yīng)了理解自然、社會(huì)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的一個(gè)新視角，同時(shí)也為高校老師在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐中不斷發(fā)覺問題，解決問題，創(chuàng)新教學(xué)方法與模式供應(yīng)了一種新途徑，強(qiáng)調(diào)了制造學(xué)問而非簡(jiǎn)潔使用信息，提高了高校老師在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐中的制造和創(chuàng)新力量[1]。同時(shí)，能夠使同學(xué)在老師的指導(dǎo)下領(lǐng)悟計(jì)算思維的思維方式，并自覺運(yùn)用到自己的學(xué)習(xí)和工作中，為科技的進(jìn)展創(chuàng)新供應(yīng)預(yù)備。

(三)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的客觀要求

基于計(jì)算思維對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，在課程體系建設(shè)中注意培育非計(jì)算機(jī)專業(yè)同學(xué)的計(jì)算思維，使其把握基于計(jì)算思維的問題求解方法，為將來利用計(jì)算手段進(jìn)行學(xué)科創(chuàng)新討論奠定基礎(chǔ)?；谟?jì)算思維進(jìn)行教學(xué)課程改革，重點(diǎn)要進(jìn)行的是用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表述形式來進(jìn)行現(xiàn)實(shí)問題的轉(zhuǎn)化，而不是單一地尋求解決問題的技巧[2]。

二、計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的“一三四三”模式

(一)計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的課程體系設(shè)計(jì)

課程體系設(shè)計(jì)是高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)一個(gè)融入計(jì)算思維理念的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系，需要考慮將計(jì)算思維各特征點(diǎn)多視角、寬領(lǐng)域、立體化地融入到課程體系設(shè)計(jì)中。引入計(jì)算思維將會(huì)對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行重新端詳和定位，并進(jìn)行新的剪裁和增刪。在課程體系的構(gòu)建上，基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系設(shè)計(jì)從實(shí)例動(dòng)身，緊緊圍繞各學(xué)科同學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論方面的系列課程進(jìn)行相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、部署、實(shí)施、開發(fā)和高級(jí)管理[3]。一方面，要帶著同學(xué)熟識(shí)和把握分析問題的力量，引導(dǎo)同學(xué)學(xué)習(xí)、把握并自覺運(yùn)用抽象、約簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)化等方法，將現(xiàn)實(shí)世界的問題轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)世界的描述方式;另一方面，要借助計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)世界與現(xiàn)實(shí)世界的自動(dòng)化聯(lián)系，培育同學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)思維進(jìn)行分析問題、解決問題的力量。課程體系的設(shè)計(jì)過程詳細(xì)包括四個(gè)方面:一是現(xiàn)實(shí)情景描述，即依據(jù)各學(xué)科專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用背景，對(duì)需要解決的問題進(jìn)行簡(jiǎn)潔闡述，激發(fā)同學(xué)發(fā)覺并描述問題的潛能[4]。二是概括問題，也就是將實(shí)際問題經(jīng)過分析和抽象，提煉出要素并轉(zhuǎn)化成信息世界的描述方式，培育同學(xué)抽象、約簡(jiǎn)和歸納的計(jì)算思維力量。三是處理過程，即運(yùn)用基礎(chǔ)學(xué)問對(duì)上一階段中抽象到的問題進(jìn)行求解，細(xì)化處理步驟，確定問題的處理模式。四是確定課程體系的過程，對(duì)上述每個(gè)階段中細(xì)化得到的處理過程運(yùn)用計(jì)算思維的方法結(jié)構(gòu)表示出來，設(shè)計(jì)一個(gè)包括主干課程和分級(jí)課程的樹形課程體系結(jié)構(gòu)。

(二)計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的課程內(nèi)容確定

課程內(nèi)容是高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心?；谟?jì)算思維確定高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的課程內(nèi)容，以計(jì)算思維的引導(dǎo)、培育和熬煉為目標(biāo)，從適應(yīng)各專業(yè)的實(shí)際需要?jiǎng)由?，總體上確定三個(gè)方面內(nèi)容:計(jì)算思維意識(shí)培育課程、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論課程、計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程。

1.計(jì)算思維意識(shí)培育課程主要是針對(duì)思維方式和主觀意識(shí)的培育訓(xùn)練，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算速度高、存儲(chǔ)量大和智能化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)同學(xué)運(yùn)用計(jì)算思維解決現(xiàn)實(shí)中難以解決的問題。利用計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)問題，需要進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換，將自然語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言在思維與認(rèn)知方面進(jìn)行等量轉(zhuǎn)換，在現(xiàn)實(shí)中自覺運(yùn)用這種轉(zhuǎn)換思維的力量就是計(jì)算思維意識(shí)課程培育的目標(biāo)[5]。培育同學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程的思維和理論來描述并界定人類的自然語(yǔ)言，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)為人類解決問題就是計(jì)算思維意識(shí)培育課程的課程內(nèi)容。

2.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論課程以講解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)問為主，課程內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)軟硬件的基本概念、組成與工作原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)及平安等方面的基礎(chǔ)性內(nèi)容。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)同學(xué)進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論課程教育，應(yīng)是面對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，而不只是面對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科。在計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，培育應(yīng)用型人才的過程中，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論學(xué)問的把握是基礎(chǔ)。

3.計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程是指在老師的指導(dǎo)下，以提高同學(xué)計(jì)算機(jī)操作力量和實(shí)際動(dòng)手力量為目標(biāo)，由同學(xué)自主進(jìn)行的綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)，培育并表達(dá)同學(xué)對(duì)學(xué)問綜合應(yīng)用的力量。在實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容中，融合多種計(jì)算機(jī)科學(xué)思維方法，培育同學(xué)運(yùn)用計(jì)算思維的方式設(shè)計(jì)試驗(yàn)過程和步驟。設(shè)計(jì)基于關(guān)注點(diǎn)分別的層次化試驗(yàn)課程教學(xué)體系，有助于培育不同層次、不同專業(yè)同學(xué)的計(jì)算思維力量和實(shí)踐創(chuàng)新力量。

(三)計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的教學(xué)方法

1.雙向互動(dòng)法。在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)問技能的講解轉(zhuǎn)向計(jì)算思維力量的培育。老師的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，成為同學(xué)主動(dòng)建構(gòu)學(xué)問的促進(jìn)者和引導(dǎo)者。老師可敏捷采納任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、案例教學(xué)、構(gòu)建主義教學(xué)等教學(xué)方法，引導(dǎo)并激發(fā)同學(xué)對(duì)問題進(jìn)行多樣性及重構(gòu)性的思維活動(dòng)，在問題的抽象、求解思路及方法的探討中導(dǎo)出計(jì)算機(jī)在不同學(xué)科的應(yīng)用思想及方法，以增添同學(xué)的計(jì)算思維意識(shí)和計(jì)算思維力量。

2.試驗(yàn)教學(xué)法。融合多種計(jì)算機(jī)科學(xué)思維方法構(gòu)建試驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，試驗(yàn)方法和試驗(yàn)步驟具有開放性，老師負(fù)責(zé)給出參考步驟和引導(dǎo)方法，激發(fā)同學(xué)自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新力量和計(jì)算思維的培育。

3.反饋遞進(jìn)法。老師指導(dǎo)同學(xué)采納遞歸的思想，把冗雜的問題變?yōu)榕c原問題相像的簡(jiǎn)潔問題，削減重復(fù)計(jì)算，同學(xué)利用并行處理和逆向思維，對(duì)問題進(jìn)行描述，反饋給老師，師生雙向溝通，進(jìn)一步設(shè)計(jì)并確定求解問題的方案。

4.二維教學(xué)法。既注意計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)廣度，又注意其深度。廣度教學(xué)是指從自然、社會(huì)中的廣義計(jì)算拓展到計(jì)算機(jī)科學(xué)中的計(jì)算，將日常生活中的概念映射到計(jì)算機(jī)科學(xué)中的概念和理論，使同學(xué)易于理解、把握并進(jìn)行概念抽象。深度教學(xué)是指基于同學(xué)深度理解與思維相關(guān)的理論與概念，進(jìn)一步探討思維本質(zhì)和應(yīng)用，進(jìn)而強(qiáng)化思維的作用和價(jià)值。將廣度教學(xué)與深度教學(xué)有效結(jié)合，從廣度教學(xué)延展到深度教學(xué)，形成二維教學(xué)法。

(四)計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的效果評(píng)價(jià)

計(jì)算思維引入高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的效果評(píng)價(jià)包括三個(gè)環(huán)節(jié)，即評(píng)價(jià)、反饋和優(yōu)化。

1.評(píng)價(jià)是對(duì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的量化考核，科學(xué)的評(píng)價(jià)體系能夠較好地反映教學(xué)效果。在以培育同學(xué)計(jì)算思維力量為核心目標(biāo)的高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)評(píng)價(jià)體系中，加強(qiáng)對(duì)同學(xué)探究發(fā)覺并構(gòu)建學(xué)問的自主學(xué)習(xí)力量和問題求解及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中計(jì)算思維力量程度的'考核，加大實(shí)踐成果權(quán)重，重點(diǎn)檢測(cè)同學(xué)在分析解決問題上的思維力量。

2.反饋是通過教學(xué)評(píng)價(jià)，使老師和同學(xué)了解教學(xué)過程的結(jié)果，準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)反饋信息。反饋信息在計(jì)算思維引導(dǎo)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中具有重要的調(diào)整作用。只有通過反饋信息調(diào)整教學(xué)行為，準(zhǔn)時(shí)調(diào)控課程打算，才能到達(dá)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)。

3.優(yōu)化是在評(píng)價(jià)與反饋的基礎(chǔ)上，通過改革創(chuàng)新教學(xué)打算和教學(xué)行為而到達(dá)教學(xué)的最正確狀態(tài)。遵循教學(xué)規(guī)律，合理確定優(yōu)化教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，開展計(jì)算思維引入計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)踐的教學(xué)試驗(yàn)和教學(xué)改革，尋求合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，爭(zhēng)取最好的教學(xué)效果。

三、“一三四三”模式的實(shí)施策略

(一)注意提升老師熟悉與素養(yǎng)

計(jì)算思維對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)出身的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)老師來說并不生疏，在工作、教學(xué)和生活中都在潛移默化地應(yīng)用，只不過沒有上升到理論的高度或者作為一個(gè)系統(tǒng)的理念提出來，并傳授給同學(xué)[6]。課程體系的建設(shè)、內(nèi)容的講解、案例的設(shè)計(jì)的實(shí)施最終都將由老師來完成，老師在本輪改革中將起到主導(dǎo)作用。通過培訓(xùn)、自身學(xué)習(xí)、同行之間的商量溝通，在熟悉、方法上全面提升老師自身的素養(yǎng)和熟悉，達(dá)成共識(shí)，形成合力，通過集思廣益和研討制定適合本校同學(xué)特點(diǎn)的教學(xué)體系。

(二)準(zhǔn)時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容

要實(shí)如今有限的學(xué)時(shí)內(nèi)既使同學(xué)的應(yīng)用的力量得到有效提升，又要在同學(xué)的力量結(jié)構(gòu)中融入計(jì)算思維的要素，關(guān)心同學(xué)更有效地建立計(jì)算機(jī)問題求解意識(shí)，就需要在教學(xué)內(nèi)容上更新。在教學(xué)內(nèi)容上，提升同學(xué)的操作力量、提升信息素養(yǎng)，進(jìn)而形成問題求解力量。通過上機(jī)的實(shí)踐教學(xué)，在講練結(jié)合的狀況下，提升同學(xué)的操作力量。在內(nèi)容的選擇上，從同學(xué)的實(shí)際應(yīng)用動(dòng)身，既要有通識(shí)學(xué)問，又要符合專業(yè)技術(shù)人才專業(yè)技能的培育要求。另外，對(duì)于不同層次、不同專業(yè)類別的同學(xué)在內(nèi)容的設(shè)置和案例的設(shè)計(jì)方面要有針對(duì)性，確保同學(xué)是在原有基礎(chǔ)上的一個(gè)遞進(jìn)式的學(xué)問的提高和思維習(xí)慣的不斷養(yǎng)成。

(三)有效融合教學(xué)過程思維培育與應(yīng)用力量培育

許多高校過去注意的是力量的培育，在教學(xué)過程中以此為目標(biāo)，但新的教學(xué)改革是在這個(gè)目標(biāo)上更進(jìn)一步的提升，最終實(shí)現(xiàn)思維培育與應(yīng)用力量培育要融合?！坝?jì)算思維”應(yīng)表達(dá)出既能感知又能實(shí)現(xiàn)的、具有可操作性的思維方式，科學(xué)融合當(dāng)前計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)類的課程內(nèi)容，在教學(xué)實(shí)踐中滲透“計(jì)算思維”的本質(zhì)特征，并在課程內(nèi)容編排和