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分析“大学计算机基础”课程中计算思维能力培养

论文导读:

“大学计算机基础”课程中计算思维能力培养探讨摘要:计算思维能力的培养,对于推动大学计算机基础教学改革,培养学生的综合素质和创新能力有重要作用。针对高等院校目前大学计算机基础教学目前状况,对课程教学中的计算思维能力培养进行了研究和探讨,从教师教学理念、教学内容、教学策略等方面讨论了计算思维能力的培养,并以理由驱动的案例教学为例,阐述了适用于计算思维培养的教学组织过程。
  关键词:计算思维;大学计算机基础;案例教学
  1007-0079(2014)35-0119-02
  “大学计算机基础”课程是针对高校非计算机专业一年级学生开设的计算机公共基础课程,课程的培养目标是使学生掌握计算机科学与技术的基础知识,具备利用计算机分析和解决理由的意识与能力,为更好地解决专业领域理由奠定基础。计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节,是培养复合型创新人才的重要组成部分。[1]
  一、大学计算机基础教学中存在的理由
  随着信息技术课程在中小学课堂的普及,大学新生已经具备了一定的计算机操作能力,高校的计算机基础教育已不再是“零起点”,“大学计算机基础”课程面对新的挑战。通过对国内一些高校的调查发现,目前在大学计算机基础教学中存在如下理由。
  1.对课程存在片面认识
  许多人对大学计算机基础课程的定位为“工具”,认为“计算机就是工具”,大学计算机课程就是“学习使用计算机”、“学习使用工具”。“工具论”观点使学生对计算机学科的认识停留在肤浅层面,使教师把计算机基础教学重点放在各种软件工具的使用和操作技术的讲授上,不利于计算科学中核心思想与重要策略的传授,
  2.缺少核心知识体系和稳定的知识结构
  计算机基础虽然是“基础”课程,但目前尚未形成如同“数学”、“物理”等基础课程的核心知识体系和稳定的知识结构。近10年来,大学计算机基础教学大致经历了学生计算机基础知识相对匮乏和信息技术在中小学逐年普及两个阶段。前一阶段中,教学中以计算机软件和具体操作讲解为主,主要是学习使用办公自动化软件;后一阶段在教学过程中逐渐弱化计算机具体操作讲解,注重计算机应用技能的培养,除办公自动化软件之外,许多高校增加了数据库、多媒体、网络应等学习内容。从整体来看,随着计算机学科的发展,课程教学内容在逐渐调整。
  3.教学学时大幅度减少
  随着本科培养方案中专业学时的总体减少,计算机基础教学的学时也被大量的压缩,而专业学习和社会对学生的计算机综合能力要求却在不断提高。如何利用有限的学时培养、提升学生的计算机应用能力,成为计算机基础教育者共同关注的理由。
  二、计算思维与计算机教育改革
  1.计算思维内涵
  国际上广泛认同的计算思维的定义是美国卡内基·梅隆大学周以真教授在2006年提出的:计算思维就是运用计算机科学的基本概念去求解理由、设计系统和理解人类的行为等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。[2]典型的计算思维包括约简、仿真、递归、并行、抽象和分解、启发式推理、折衷等一系列思维方式。
  国内许多学者对计算思维做了进一步的阐述。如董荣胜教授认为计算思维的根本目的是解决理由的,即求解理由、设计系统和理解人类行为,计算思维的本质是抽象(Abstraction)和自动化(Automation),即什么能被有效的自动执行;[3]何钦铭教授阐述了计算思维的核心是基于计算环境(模型)的理由的求解,不仅构造计算环境,而且构造基于计算环境的理由求解过程。[4]
  2.以计算思维为核心的计算机教学改革
  计算思维的提出,得到了美国教育界的广泛支持,包括卡内基·梅隆大学在内的美国70多所高校都开展了以“计算思维”为核心的大学计算教育改革。此外,英国等其他欧洲国家和地区针对计算思维也进行了相应的研究和探讨。
  计算思维的发展,引起了国内计算机教育者的密切关注。2010年7月在西安举办的“九校联盟(C9)计算机基础课程研讨会”发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》,确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革方向。[1]计算机教育领域的许多研究学者积极致力于计算思维能力培养的研究和实践,并取得了初步的研究成果。[5-7]
  三、大学计算机基础课程中计算思维能力培养措施
  大学计算机基础课程是大学生的第一门计算机课程,也是培养学生计算思维的关键平台。大学计算机基础教学如何承担起培养学生计算思维的任务,从技能培养转变为计算思维意识和能力培养,需要采取行之有效的措施。本文结合作者从事计算机基础教育的实践,从教学理念、教学内容、教学策略三方面进行教学探索与实践。
  概括来说,第一,提升教师的教学理念,利用科学的理论指导计算思维的培养;第二,优化教学内容,重视计算机学科中的基本原理和核心思想,构建计算思维能力培养的知识体系;第三,采用恰当的教学策略,把以讲授知识点和操作技能为主线,改为以培养学生应用计算机求解理由的思维能力为主线,逐步培养学生计算思维认知能力。以下分别从上述三方面讨论计算思维能力的培养。
  1.提升教学理念
  教学理念是对于教师教学活动和学生学习活动的基本观念,先进的教学理念可以更好的指导教学实践。因此,计算思维能力的培养首先需要教师与时俱进,更新、完善教学理念,以指导教学实践。提升教学理念可以从以下几方面进行着手。
  (1)纠正狭隘的教学观念。抛弃“工具论”的狭隘思想,树立大学计算机基础课程如同数学、物理等课程同等重要的“基础”地位。注重计算机科学中核心思想和策略的讲授,培养学生计算机科学独特的思维方式。
  (2)恰当扮演课堂角色。坚持以学生为主体,以教师为主导的教学理念。教师在课堂教学中扮演好引导者、组织者、启发者和总结者的角色,培养学生的探究精神和创新意识。不仅要“授人以鱼”,更要注重“授人以渔”,鼓励学生自主学习,扮演好设计者和激励者的角色。 全文地址:http://www.7ctime.com/jsjrjlw/lw48657.html
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