计算思维下高校计算机基础教学改革

【摘要】高校计算机基础课程作为高校基础教学的重要组成部分，是培养大学生计算思维的关键途径，更是培养高素质创新型人才的重要环节。目前，强化学生的计算思维能力培养，已成为计算机基础课程教学改革的共识。本文首先介绍了何谓计算思维，然后分析了计算思维对高校计算机基础课程教学改革的重要性及现存的问题，最后重点阐述了面向计算思维的高校计算机基础课程教学改革途径。

【关键词】计算思维；高校计算机基础教程；教学改革

1何谓计算思维？

在人类科学研究的历史上，先后出现了四种范式——实验科学、理论科学、计算科学以及当今流行的数据科学，而与此四大科学方法相对应的，则是四种科学思维——实验思维、理论思维、计算思维以及数据思维。实验思维以物理、化学等学科为基础，理论思维以数学为基础，计算思维以计算机科学为基础，而数据思维则以物联网、移动互联网、云计算、大数据等新型IT技术为基础。对于何谓计算思维（ComputationalThinking，CT），美国内基•梅隆大学的周以真（JeannetteM.Wing）教授于2006年3月于美国权威杂志CommunicationsoftheACM上最早提出并给出了定义：“计算思维是运用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之广度的一系列思维活动。”[1]自2010年始，将大学生计算思维的培养融入高校计算机基础课程教学之中，就成为了新一轮课程教学改革的研究热点之一。目前，计算思维已被学界广泛认可，并成为一项高校计算机基础课程改革的重要指导思想。

2计算思维对高校计算机基础课程的重要性及现状

2.1计算思维对高校计算机基础课程的重要性

思维是进行科学研究与改革创新的灵魂。而培养大学生的计算思维能力，则是当前高校计算机基础教学的重要使命。高校计算机基础教学，其关键不仅在于对学生计算机应用技能的提高，更在于计算思维的培养。唯有这样，学生才能够学会运用计算机去协助应对其他学科问题及学习任务，提高各类学科的教学效果；同时，在深入理解计算思维的基础上，学会用其去思考、探索以及解决现实生活中遇到的问题。因此，计算机基础课程是高校的必修课程之一。如今，IT业日新月异，作为以培养高素质创新型人才为使其使命的当代高校，面对社会、市场对高等人才计算机能力要求全面提高的趋势，其计算机基础课程的教学目标，就不能仍停留在教会学生计算机使用技能的层面上，而要更上层楼，把教学的重要放在培养学生运用计算机解决专业领域问题的能力上，并促使学生形成专门的思维逻辑能力——计算思维能力。在高校计算机基础课程教学中培养学生的计算思维，可使其养成基于计算思维运用计算机及相关技术、工具解决问题的习惯，提高学生的发散思维能力与创新实践能力，从而满足社会、市场对高素质综合型人才的需求。

2.2计算思维在高校计算机基础课程教学中现存的问题

当前，计算思维已成为高校计算机基础课程教学研究与实践的重点，并取得了一些成果，但是在现实的教学中，仍存在以下问题：（1）没有有意识、系统性地进行性计算思维的教学。计算思维的概念提出时间不长，在教学中受重视的时间则更短，因此教师即便在教学中进行了计算思维教学，大多也是无意识的、不是系统性的。（2）受传统教学模式制约，更注重应用操作的教学。教学中往往囿于对基础知识、基本技能以及基本应用的教学，但却忽视了对计算思维的引导，没有将其上升至思想的教学。（3）对计算思维能力对人才培养的重要性认识不足。在传统的认识中，仅将计算思维视为计算机的应用能力之一，而没有意识到计算思维是四大科学思维之一，没有从战略高度认识到计算思维对高素质人才培养的重要性。

3面向计算思维的高校计算机基础课程教学改革途径

高校计算机基础课程涉及内容繁多，但课时又相对较少，且学生的基础程度层次不齐，要进行面向计算思维的高校计算机基础课程教学改革，既是不可阻挡的趋势，但也存在不小的困难，具体改革途径可包括以下几个方面：

3.1面向计算思维的教学内容改革

在传统的教学内容中，主要将课本知识讲解而非学生解决问题的能力放在首位，因此在教学内容改革中，教师要有意识地计算思维贯彻于教学过程中，将重点转向计算环境以及运用计算机解决实际问题的方法上。在学生掌握基础理论知识的基础上，引导学生运用所学知识并结合相关实验软件，灵活解决一些抽象问题。同时，还要基于计算思维的培养这个目标，按专业的不用，对计算机基础课程教学内容进行分类、细化，准确定位专业需求，合理设置教学内容，培养学生运用计算思维解决专业领域问题的能力。

3.2面向计算思维的教学方法改革

（1）整合多元化的教学资源。教师对包括课程教学、技能训练、实验平台、在线学习扥多元化的资源进行整合，并进行有计划、系统性地讲授，让学生在熟练计算机各种应用的同时，提高其计算思维；同时，针对计算机基础不同的学生，帮助其进行在线自学习，或进行拓展练习，以提高其实践能力。（2）教学过程渗透计算思维。教师在计算机基础教学中，要针对不同情况，灵活运用各种新型教学方法，如“翻转课堂教学法”“项目教学法”“案例教学法”“微课”等，有意识地将计算思维渗透入教学的全过程，以增强学生学习兴趣，强化所学知识，培养计算思维能力。

3.3面向计算思维的教学考核改革

传统的高校计算机基础课程考核往往仅限于对所学课本知识的考核，难以满足对学生计算思维能力的考察。因此，要在教学考核中适当增加针对关键教学内容的综合任务，如相关专题课程设计等。

4结语

总之，计算思维的一个重要体现，就在于利用计算机解决实际问题。因此，在高校的计算机基础课程改革中，将计算思维做为导向，将培养学生的计算思维作为教学重点，提高学生运用计算机解决现实问题的能力，进而达到培养高素质创新型人才的目标。

【参考文献】

[1]周以真.“计算思维”[J].中国计算机学会通信，2007（11）.

作者:杜传虎 单位:贵州广播电视大学安顺市分校