基于计算思维的高校计算机基础教学研究-论文.pdf

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1、第34卷第6期长春师范大学学报2015年6月Vo1．34No．6JournalofChangchunNormalUniversityJun．2015基于计算思维的高校计算机基础教学研究陈立军，黄威2(1．吉林大学网络中心，吉林长春130022；2．长春一汽通信科技有限公司，吉林长春130012)[摘要]本文探讨了传统教学模式的教学现状及不足之处，提出了计算思维教学模式的结构、方法和实现路径，并为计算思维教学指出了一条可探索的路径和方向，以期为大学计算机基础教育提供一种新的教学思路。[关键词]计算思维

2、；计算机基础课程；教学模式[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095—7602(2015)06—0133—021研究背景美国CarnegieMellonUniversity的JeannetteM．Wing教授提出，计算思维运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及理解人类行为等，涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动]。通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看似困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法。计算思维正在影响经济学、化学、物理等多门学科，是数学思维和工程

3、思维的结合。计算思维包含两个A：Abstraction(抽象)——在多个抽象层次上同时进行；Automation(自动化)——使抽象层次及其关系机械化。2008年，美国国家计算机科学技术教师协会(CSTA)发布了题为ComputationalThinking：AProblemSolvingToolforEveryClassroom的报告，得到美国微软公司的支持，两者将建立长期合作关系。很多学者也在进行这方面的研究，例如文献[3]将计算思维的关注点分离方法引人到软件工程课程中，文献[4]探讨了如何引导

4、学生利用计算思维解决离散数学中的相关问题。2010年7月，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会发布了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》，并多次提出过计算机基础课程的教学改革意见，确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革目标_5j。中国科学院院士陈国良教授对计算思维的教学也给出了一些具体建议，其中包括课程的构建、地位、性质、任务、基本要求以及教学内容、教学原则等]，为计算思维教学指出了一条可探索的路径和方向。2基于计算思维的教学模式传统的大学计算机基础课程的教学模式是基于

5、计算机科学中的学科来划分课程或课程教学单元的，其显著特点是强调一个教学单元讲授一个知识，忽略了不同课程之间或课程单元之间的相互联系。至于一门课程和另-I'1课程之间的关联，则往往需要学生在学习新课程的过程中基于已掌握的知识自行去体会和理解。这主要是由于大多数讲授计算机基础课程的教师在讲课过程中更倾向于传授专业知识、强调理论与细节。要求非计算机专业的学生仅凭两三门课程就掌握计算机专业学生几年才能掌握的专业知识是不可能的。显然，传统的教学模式是不适应培养学生计算思维能力的要求的。因此，我们试图采用一种新

6、的教学模式——计算思维教学模式来代替原教学模式。传统的教学模式主要针对教学内容中的知识点，引导学生进行自主学习、深入研究。这种教学方式的教学目标涉及对相关知识、概念、原理的理解与掌握，因此应将科学问题作为探索过程来讲授，可以让学生在探究过程中发现科学规律，掌握科学方法，以此培养学生的学习能力和探究精神。将计算思维融人探究式教学中，可以让学生在学习过程中学会运用计算思维方法，更好地发挥二者的效力。计算思维教学模式的目标并不是要求学生掌握更多的专业知识，而是培养学生的计算思维能力。在教学中[收稿日期]2

7、015—03—29t[作者简介]陈立军(1960一)，男，吉林延吉人，吉林大学网络中心助理研究员，从事计算机教学研究。·133·应融入计算思维的理念，利用启发式推理来寻求解答，在不确定的情况下进行规划、学习和调度，让学生运用计算思维的方法进行学习。例如，教师在课堂上不试图去重点讲解某一具体实现技术或各种名词、概念，而是利用该知识点作为切人点，着重介绍方法和技术演变进步过程中的思维方法，即计算思维的方法。采用模块化教学方法，将传统的课程结构分解为各教学模块，使知识本身不再是教材、教学或考试的重点，而是

8、将知识包装在模块中，通过建立耦合的方法或将耦合联系本身作为教材或教学的重点，来培养学生的计算思维能力。计算思维教学模式由引导教学模式和主动教学模式构成。在引导教学模式中，教师讲授必需的方法、技能，但要同时设立问题，启发学生运用计算思维解决问题，并为学生提供学习策略上的引导。在主动教学模式中，学生根据教师提出的问题自主思考解决问题的方法，教师适时地为学生提供帮助。两者相辅相承，同时引领学生进行学习。引导教学模式主要适用于课堂环节，而主动教学模式主要应用在课下及实验教学环