计算思维导向的大学计算机基础pbl教学模式研究

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1、计算思维导向的大学计算机基础PBL教学模式研究邹帆四川师范大学基础教学学院通过对计算思维核心内容的解析、相关教育理论模式的分析，棊于项A的学习模式，结合目前高等院校大学计算机基础课程开展的现状，确立以培养计算思维为导向的大学计算机基础课程的教学目标，构建PBL教育模式，并提出实施步骤，结合“面向对象程序设计”课程中的基木核心知识点一一程序基木结构作为案例进行探讨。关键词：计算思维;PBL;教学模式;大学计算机基础课程;基金：四川省人社厅留学回国人员科技活动择优资助项目“基于How理论的E-Learning学习环境的设计学院”（川人社办发［2012］270号）0引言教育部在《关

2、于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》中指出，在大学教育教学过程中，要对计算机基础教育给予高度重视，并明确提出要求培养学生的信息素养及计算思维能力m。同时，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学4个方面的能力培养目标：（1）对计算机的认知能力；（2）应用计算机解决问题的能力；（3）基于网络的学习能力；（4）依托信息技术的共处能力［2-3］。2010年，九校联盟在首届计算机基础课程研讨会上发表联合声明，确定将“计算思维”能力作为大学计算机基础教学的核心任务［4］。作为大学通识教育的重要组成部分，大学计算机棊础教学在高校学生的计算思维、信息素养等能

3、力素养的教育方面承担了重要职责。在计算机技术蓬勃发展、和关应用水平不断提高的今天，高等院校计算机基础教学迎来了新的挑战和机遇，对教学内容、方法、模式等有了新的需求，因此，以提高学生计算思维能力为目的，构建更好的教学理论、教学模式、教学设计、实施教学过程成为计算机基础课程改革的重要任务。笔者结合长期在一线的计算机基础教学实践工作，探讨程序设计课程中培养学生计算思维的以项目为导向的教学方法一一项目式学习(projectbasedlearning,PBL)教学模式，提出教学改革的实践方略，以期为广大教学同行探讨新的计算机基础课程的教学改革思路。“计算思维”解析“计算思维(compu

4、tationalthinking)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”m。因此，在培养学生的计算思维能力时，除了要求阅读、写作和算术技能之外，还要求学生能运用计算机科学的棊础概念去分析解决问题、设计系统和理解人类的行为位1。这将对学生的科学思维、逻辑思维、算法思维、效率思维、创新思维、伦理思维等思维能力产生很好的促进作用。实质上，计算思维的核心是一种思维过程，有助于真实情况下的问题的有效解决。计算思维作为一种角度切入问题的解决，能够清晰、抽象地描述问题，并将问题的解决方案表达为信息处理的流程U1。培养具有计算

5、思维的学生，即培养其学习如何将问题抽象，并更新为新的计算性表达，继而发挥学生的工程思维，综合处理、考虑问题解决的效率高低，判断表达的准确性等。2教学模式探讨2.1基于构建主义的PBL学习模式构建主义理论的核心思想认为学习的过程是学习者主动建构知识的过程边1，知识不再是常规意义上的教材、影音素材、文字资料及教师的板书和演示等对现实的准确表征，而只是一种理解和假设m。因此，不同个体对知识理解的标准不再唯一，学生通过自己的个人经验和知识背景，利用不同的个体方式建构对知识的理解，从而对知识体系和世界产生自身的认知。项FI式学习是近年来在欧美国家新兴的并被广泛应用的基于构建主义理论的教

6、学模式。学生们通过PBL这一动态的学习方法主动探索现实世界的问题和挑战，从中领会到更深刻的知识和技能，探索的问题范围跨越小学教育到成人教育。研究表明，PBL是一种以学生为中心设计执行项0的教学和学习方法，可以有效提高学生的学习效果m。在一定时间内，学生通过设计构建项目、解决问题并成功实现项目的过程来解决实际问题获取知识。需要注意的是，项FI式学习过程并不关注学生们可以通过一个既定的方法来解决这个问题，而更强调学生们在试图解决问题的过程中发展出来的技巧和能力，括获取知识、计划项目以及控制项目的实施、加强小组沟通和合作等。2.2常见教学模式对比基于构建主义的项目式学习教学模式与传

7、统的教学模式和比，区别主要体现在改变了3个传统教学的中心：（1）以课堂“灌输式”教学为中心转变为以实践经验为中心；（2）以教材为中心转变为以项0为中心；（3）以教师为中心转变为以学生为中心m。PBL教学模式与传统课堂教学模式对比见表1。表1常见教学模式对比2.3教学思路PBL将学习过程划分为4个关键的环节：问题的提出（propose）、方案的规划（plan）、问题的解决（execute）以及评价和反思（judge）,如图1所示。每个环节中，老师都参与其中进行有效引导，根据项目主题的不同、学生表现的不同，