基于计算思维能力培养计算机基础课程教学改革探索

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1、基于计算思维能力培养计算机基础课程教学改革探索　　摘要：以培养计算思维能力为核心的教学改革，通过采用“问题驱动”式分层教学、启发式互动教学、贯穿兴趣驱动的自主式学习等改革极大提高了学生的学习主动性，提升课程教学实效，达到了培养大学生用计算思维去思考问题和解决问题的目的。关键词：问题驱动；互动教学；自主学习作者简介：刘风华（1980-），女，新疆乌鲁木齐人，新疆工程学院计算机工程系，讲师。（新疆乌鲁木齐830052）基金项目：本文系新疆工程学院科研项目（项目编号：2012XGZ321312）的研究成果。中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）06-

2、0065-029最近几十年来信息技术的重大突破和高速发展，为教育带来深刻变革。20世纪80年代，计算机微型化的快速普及催生了多媒体技术与教学的结合；20世纪90年代中期，互联网的应用使在线教育得到发展，促进了优质教育资源的传播和共享；近年来，云计算技术的发展和应用，以及各种移动终端的创新和发展，催生了移动学习。信息技术对教育发展具有革命性影响，而作为普及信息技术的计算机基础课程，在瞬息万变的技术发展中，要完成从“教授技能”到“形成思维”的变革，即要注重培养学生的“计算思维”。一、培养学生的“计算思维”能力成教学的核心任务2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Je

3、annetteM.Wing）教授在美国计算机权威期刊《CommunicationsoftheACM》杂志上首次提出了计算思维（ComputationalThinking）。周教授认为：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2006年周以真教授首次提出计算思维后，计算思维在国内受到了普遍的重视，中国科学院信息领域战略研究组编写的《中国至2050年信息科技发展路线图》中明确指出要将培养学生计算思维能力作为首要目标。[2]著名计算机科学家和发明家道格拉斯·恩格尔巴特说“数字技术可以改变这个世界，但更关键的是

4、，它改变了人们一贯的思维方式”。人类社会迄今为止，已经发生了多次变革，诸如文字、印刷以及书籍的发明，带给人们多样的学习方式，以及其他方面的改变，而电脑的发明让这更加前进了一步。电脑在一定程度上促进了人们的思维方式，因此思维的变革才是世界的变革，使大学生学会用计算思维去思考问题和解决问题是人才培养的关键。[3，4]二、教师重视计算思维并转换角色9在推进以计算思维为核心的教学改革中，首先教师要重视计算思维，认识到计算思维对学生未来发展的重要性，并在日常教学中结合专业背景开展计算思维能力的培养方案讨论；将教学重点放在培养意识、激发兴趣、锻炼能力、形成思维四个方面，[6]即培养学生使用计算机

5、解决问题的意识，激发学生学习知识的兴趣，进而达到利用所学知识解决问题的能力。经过一段时间的系统学习，培养学生发明和创新的能力及处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯，[7]图1为计算思维能力培养模式图。其次，在教学过程中，教师要逐步转换角色，做到以下几点：1.以学生为中心在教学过程中教师起着指导者、组织者、促进者和帮助者的作用。通过协作、交流等方式，启发学生联系和思考，充分调动学生的主动性和积极性，把当前的学习内容尽量与自己已有的知识经验联系起来，并对这种联系加以认真思考，形成思维。2.成为学生的学习伙伴9教师的作用从传统的传授知识的权威转变为学生学习的辅导者和学生学习的

6、伙伴。教师要与学生共同探讨、交流，营造平等融洽的课堂氛围，为学生创造最佳的学习环境，促进学生的“自我发展”。同时，教师给学生提供他们感兴趣的有价值的问题，引导学生尽可能找出问题的多种解决方案，鼓励学生对问题解决提出多重观点，以达到培养学生计算思维的目的。3.成为学生学习的领航员教师应注重引导学生掌握知识迁移方法，使学生在此基础上适应飞速发展的信息技术。在教学过程中，要时刻注意总结和归纳不同软件工具的使用方法和不同问题解决过程的共通之处，引导学生充分运用已有知识进行探索，自主提出新问题并找出解决方案，从而达到利用有效迁移培养和促进学生发展的目标。三、以计算思维为核心的教学改革大学生作为

7、21世纪人才的主力军，学会用计算机的方式思考问题和表达行为成为信息人才的必备能力。培养计算思维的教学重点不在于如何解决某个问题上，而是解决问题的思想。因为问题有千千万万，而解决问题的方法通过归纳总结却有相通之处。另外，通过思维教学可以使学生更加积极主动地思考和探究，考虑问题更加缜密。在以计算思维能力培养为核心的教学改革中主要做了以下几方面的工作：1.采用“问题驱动”式分层教学9计算思维是一种科学思维，与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大思维。计算思维并