認識計算機論文范文

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　　摘要:高校計算機基礎教學(xué)改革要以推進(jìn)計算思維為切入點(diǎn)，培養善于思維并不斷創(chuàng )新思維的復合型人才。通過(guò)在計算機基礎教學(xué)中的具體實(shí)踐，提出將計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的“一三四三”模式，具體闡釋了一個(gè)課程體系、三個(gè)方面課程內容、四種教學(xué)方法和三個(gè)效果評價(jià)環(huán)節，并探討該模式的教學(xué)實(shí)踐策略。

　　關(guān)鍵詞:計算思維;計算機基礎教學(xué);“一三四三”模式

　　計算思維作為一種思想能夠被人們用于管理日常生活，解決各領(lǐng)域問(wèn)題，并與他人交流和互動(dòng)，具備計算思維的人能夠通過(guò)比較、分類(lèi)、類(lèi)比等方法，將計算機科學(xué)中的設計思想和方法遷移到其他事物之中，以提高問(wèn)題的解決效率和準確程度，同時(shí)，能夠善于對復雜事物進(jìn)行分析，通過(guò)規范的方式將復雜問(wèn)題轉化為若干簡(jiǎn)單事物加以解決，并及時(shí)調整方式方法以適應事物的發(fā)展變化規律。在教學(xué)領(lǐng)域，計算思維也能夠作為一個(gè)解決問(wèn)題的有效工具，對所有學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐都具有指導意義。

　　一、計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)實(shí)踐的必要性

　　(一)“大數據”發(fā)展的時(shí)代要求

　　“大數據”不是單指技術(shù)形態(tài)，而是針對日益增長(cháng)的信息量和數據種類(lèi)而衍生出來(lái)的一種現象。高校計算機基礎教學(xué)也同樣面臨“大數據”的時(shí)代沖擊，無(wú)論是教學(xué)內容，還是教學(xué)方式方法，都被充分地數字化和網(wǎng)絡(luò )化。對于高校計算機基礎教學(xué)的任何實(shí)踐活動(dòng)，都伴隨相應數據的產(chǎn)生，對數據的分析研究實(shí)質(zhì)上就是計算，這就是計算思維的用武之地。

　　(二)高校教師創(chuàng )新教學(xué)方法與模式的主觀(guān)訴求

　　計算思維為高校從事計算機基礎教學(xué)的教師提供了理解自然、社會(huì )以及計算機基礎課程的一個(gè)新視角，同時(shí)也為高校教師在計算機基礎教學(xué)實(shí)踐中不斷發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題，創(chuàng )新教學(xué)方法與模式提供了一種新途徑，強調了創(chuàng )造知識而非簡(jiǎn)單使用信息，提高了高校教師在計算機基礎教學(xué)實(shí)踐中的創(chuàng )造和創(chuàng )新能力[1]。同時(shí)，能夠使學(xué)生在教師的指導下領(lǐng)悟計算思維的思維方式，并自覺(jué)運用到自己的學(xué)習和工作中，為科技的發(fā)展創(chuàng )新提供準備。

　　(三)高校計算機基礎教學(xué)改革的客觀(guān)要求

　　基于計算思維對高校計算機基礎教學(xué)內容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，在課程體系建設中注重培養非計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生的計算思維，使其掌握基于計算思維的問(wèn)題求解方法，為未來(lái)利用計算手段進(jìn)行學(xué)科創(chuàng )新研究奠定基礎�；�于計算思維進(jìn)行教學(xué)課程改革，重點(diǎn)要進(jìn)行的是用計算機語(yǔ)言表述形式來(lái)進(jìn)行現實(shí)問(wèn)題的轉化，而不是單一地尋求解決問(wèn)題的技巧[2]。

　　二、計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的“一三四三”模式

　　(一)計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的課程體系設計

　　課程體系設計是高校計算機基礎教學(xué)的基礎，也是計算機基礎教學(xué)改革的焦點(diǎn)。設計一個(gè)融入計算思維理念的高校計算機基礎教學(xué)課程體系，需要考慮將計算思維各特征點(diǎn)多視角、寬領(lǐng)域、立體化地融入到課程體系設計中。引入計算思維將會(huì )對高校計算機基礎教學(xué)現有的課程體系進(jìn)行重新審視和定位，并進(jìn)行新的剪裁和增刪。在課程體系的構建上，基于計算思維的計算機基礎教學(xué)課程體系設計從實(shí)例出發(fā)，緊緊圍繞各學(xué)科學(xué)生在計算機科學(xué)基礎理論方面的系列課程進(jìn)行相關(guān)專(zhuān)業(yè)的設計、規劃、部署、實(shí)施、開(kāi)發(fā)和高級管理[3]。一方面，要帶領(lǐng)學(xué)生熟悉和掌握分析問(wèn)題的能力，引導學(xué)生學(xué)習、掌握并自覺(jué)運用抽象、約簡(jiǎn)、轉化等方法，將現實(shí)世界的問(wèn)題轉化成計算機世界的描述方式;另一方面，要借助計算機高級語(yǔ)言實(shí)現計算機世界與現實(shí)世界的自動(dòng)化聯(lián)系，培養學(xué)生運用計算機科學(xué)思維進(jìn)行分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。課程體系的設計過(guò)程具體包括四個(gè)方面:一是現實(shí)情景描述，即根據各學(xué)科專(zhuān)業(yè)的實(shí)際應用背景，對需要解決的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，激發(fā)學(xué)生發(fā)現并描述問(wèn)題的潛能[4]。二是概括問(wèn)題，也就是將實(shí)際問(wèn)題經(jīng)過(guò)分析和抽象，提煉出要素并轉化成信息世界的描述方式，培養學(xué)生抽象、約簡(jiǎn)和歸納的計算思維能力。三是處理過(guò)程，即運用基礎知識對上一階段中抽象到的問(wèn)題進(jìn)行求解，細化處理步驟，確定問(wèn)題的處理模式。四是確定課程體系的過(guò)程，對上述每個(gè)階段中細化得到的處理過(guò)程運用計算思維的方法結構表示出來(lái)，設計一個(gè)包括主干課程和分級課程的樹(shù)形課程體系結構。

　　(二)計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的課程內容確定

　　課程內容是高校計算機基礎教學(xué)的核心�；�于計算思維確定高校計算機基礎教學(xué)的課程內容，以計算思維的引導、培養和鍛煉為目標，從適應各專(zhuān)業(yè)的實(shí)際需要出發(fā)，總體上確定三個(gè)方面內容:計算思維意識培養課程、計算機基礎理論課程、計算機實(shí)踐課程。

　　1.計算思維意識培養課程主要是針對思維方式和主觀(guān)意識的培養訓練，利用計算機計算速度高、存儲量大和智能化強等優(yōu)點(diǎn)，引導學(xué)生運用計算思維解決現實(shí)中難以解決的問(wèn)題。利用計算機解決現實(shí)問(wèn)題，需要進(jìn)行思維轉換，將自然語(yǔ)言與計算機語(yǔ)言在思維與認知方面進(jìn)行等量轉換，在現實(shí)中自覺(jué)運用這種轉換思維的能力就是計算思維意識課程培養的目標[5]。培養學(xué)生運用計算機編程的思維和理論來(lái)描述并界定人類(lèi)的自然語(yǔ)言，同時(shí)利用計算機的優(yōu)勢為人類(lèi)解決問(wèn)題就是計算思維意識培養課程的課程內容。

　　2.計算機基礎理論課程以講解計算機基礎知識為主，課程內容涉及計算機軟硬件的基本概念、組成與工作原理、操作系統、數據庫、多媒體、網(wǎng)絡(luò )、信息技術(shù)及安全等方面的基礎性?xún)热�。對于非計算機專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行計算機基礎理論課程教育，應是面向各個(gè)領(lǐng)域的應用，而不只是面向計算機學(xué)科。在計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)，培養應用型人才的過(guò)程中，計算機基礎理論知識的掌握是基礎。

　　3.計算機實(shí)踐課程是指在教師的指導下，以提高學(xué)生計算機操作能力和實(shí)際動(dòng)手能力為目標，由學(xué)生自主進(jìn)行的綜合性學(xué)習活動(dòng)，培養并體現學(xué)生對知識綜合應用的能力。在實(shí)踐課程教學(xué)內容中，融合多種計算機科學(xué)思維方法，培養學(xué)生運用計算思維的方式設計實(shí)驗過(guò)程和步驟。設計基于關(guān)注點(diǎn)分離的層次化實(shí)驗課程教學(xué)體系，有助于培養不同層次、不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的計算思維能力和實(shí)踐創(chuàng )新能力。

　　(三)計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的教學(xué)方法

　　1.雙向互動(dòng)法。在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內，從計算機基礎知識技能的講解轉向計算思維能力的培養。教師的角色發(fā)生轉變，成為學(xué)生主動(dòng)建構知識的促進(jìn)者和引導者。教師可靈活采用任務(wù)驅動(dòng)、自主學(xué)習、案例教學(xué)、構建主義教學(xué)等教學(xué)方法，引導并激發(fā)學(xué)生對問(wèn)題進(jìn)行多樣性及重構性的思維活動(dòng)，在問(wèn)題的抽象、求解思路及方法的探討中導出計算機在不同學(xué)科的應用思想及方法，以增強學(xué)生的計算思維意識和計算思維能力。

　　2.實(shí)驗教學(xué)法。融合多種計算機科學(xué)思維方法構建實(shí)驗教學(xué)的內容，實(shí)驗方法和實(shí)驗步驟具有開(kāi)放性，教師負責給出參考步驟和引導方法，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習、創(chuàng )新能力和計算思維的培養。

　　3.反饋遞進(jìn)法。教師指導學(xué)生采用遞歸的`思想，把復雜的問(wèn)題變?yōu)榕c原問(wèn)題相似的簡(jiǎn)單問(wèn)題，減少重復計算，學(xué)生利用并行處理和逆向思維，對問(wèn)題進(jìn)行描述，反饋給教師，師生雙向溝通，進(jìn)一步設計并確定求解問(wèn)題的方案。

　　4.二維教學(xué)法。既注重計算機基礎教學(xué)廣度，又注重其深度。廣度教學(xué)是指從自然、社會(huì )中的廣義計算拓展到計算機科學(xué)中的計算，將日常生活中的概念映射到計算機科學(xué)中的概念和理論，使學(xué)生易于理解、掌握并進(jìn)行概念抽象。深度教學(xué)是指基于學(xué)生深度理解與思維相關(guān)的理論與概念，進(jìn)一步探討思維本質(zhì)和應用，進(jìn)而強化思維的作用和價(jià)值。將廣度教學(xué)與深度教學(xué)有效結合，從廣度教學(xué)延展到深度教學(xué)，形成二維教學(xué)法。

　　(四)計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的效果評價(jià)

　　計算思維引入高校計算機基礎教學(xué)的效果評價(jià)包括三個(gè)環(huán)節，即評價(jià)、反饋和優(yōu)化。

　　1.評價(jià)是對高校計算機基礎教學(xué)目標實(shí)現程度的量化考核，科學(xué)的評價(jià)體系能夠較好地反映教學(xué)效果。在以培養學(xué)生計算思維能力為核心目標的高校計算機基礎教學(xué)評價(jià)體系中，加強對學(xué)生探索發(fā)現并構建知識的自主學(xué)習能力和問(wèn)題求解及系統設計中計算思維能力程度的考核，加大實(shí)踐成績(jì)權重，重點(diǎn)檢測學(xué)生在分析解決問(wèn)題上的思維能力。

　　2.反饋是通過(guò)教學(xué)評價(jià)，使教師和學(xué)生了解教學(xué)過(guò)程的結果，及時(shí)提供反饋信息。反饋信息在計算思維引導的計算機基礎教學(xué)中具有重要的調節作用。只有通過(guò)反饋信息調節教學(xué)行為，及時(shí)調控課程計劃，才能達到計算機基礎教學(xué)目標。

　　3.優(yōu)化是在評價(jià)與反饋的基礎上，通過(guò)改革創(chuàng )新教學(xué)計劃和教學(xué)行為而達到教學(xué)的最佳狀態(tài)。遵循教學(xué)規律，合理確定優(yōu)化教學(xué)的標準，開(kāi)展計算思維引入計算機基礎教學(xué)實(shí)踐的教學(xué)實(shí)驗和教學(xué)改革，尋求合理的教學(xué)結構，爭取最好的教學(xué)效果。

　　三、“一三四三”模式的實(shí)施策略

　　(一)注重提升教師認識與素質(zhì)

　　計算思維對計算機專(zhuān)業(yè)出身的計算機基礎教師來(lái)說(shuō)并不陌生，在工作、教學(xué)和生活中都在潛移默化地應用，只不過(guò)沒(méi)有上升到理論的高度或者作為一個(gè)系統的理念提出來(lái)，并傳授給學(xué)生[6]。課程體系的建設、內容的講解、案例的設計的實(shí)施最終都將由教師來(lái)完成，教師在本輪改革中將起到主導作用。通過(guò)培訓、自身學(xué)習、同行之間的討論交流，在認識、方法上全面提升教師自身的素質(zhì)和認識，達成共識，形成合力，通過(guò)集思廣益和研討制定適合本校學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)體系。

　　(二)及時(shí)更新教學(xué)內容

　　要實(shí)現在有限的學(xué)時(shí)內既使學(xué)生的應用的能力得到有效提升，又要在學(xué)生的能力結構中融入計算思維的要素，幫助學(xué)生更有效地建立計算機問(wèn)題求解意識，就需要在教學(xué)內容上更新。在教學(xué)內容上，提升學(xué)生的操作能力、提升信息素養，進(jìn)而形成問(wèn)題求解能力。通過(guò)上機的實(shí)踐教學(xué)，在講練結合的情況下，提升學(xué)生的操作能力。在內容的選擇上，從學(xué)生的實(shí)際應用出發(fā)，既要有通識知識，又要符合專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才專(zhuān)業(yè)技能的培養要求。另外，對于不同層次、不同專(zhuān)業(yè)類(lèi)別的學(xué)生在內容的設置和案例的設計方面要有針對性，確保學(xué)生是在原有基礎上的一個(gè)遞進(jìn)式的知識的提高和思維習慣的不斷養成。

　　(三)有效融合教學(xué)過(guò)程思維培養與應用能力培養

　　很多高校過(guò)去注重的是能力的培養，在教學(xué)過(guò)程中以此為目標，但新的教學(xué)改革是在這個(gè)目標上更進(jìn)一步的提升，最終實(shí)現思維培養與應用能力培養要融合�！坝嬎闼季S”應體現出既能感知又能實(shí)現的、具有可操作性的思維方式，科學(xué)融合當前計算機應用基礎類(lèi)的課程內容，在教學(xué)實(shí)踐中滲透“計算思維”的本質(zhì)特征，并在課程內容編排和體系結構設計方面體現具有“計算思維”特征的創(chuàng )新性。課程內容體系貫穿理解計算機的知識、應用、方法等三個(gè)層面。在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生越來(lái)越依賴(lài)網(wǎng)絡(luò )查找資料、購買(mǎi)東西等，但是學(xué)生只是會(huì )簡(jiǎn)單地通過(guò)搜索引擎輸入關(guān)鍵詞，而一些高級的搜索技巧幾乎都不會(huì )。在學(xué)生的信息查詢(xún)的教學(xué)中，要將知識(計算機信息檢索的技術(shù))、應用(信息檢索的技巧和高級檢索方式)、方法(培養計算思維)進(jìn)行融合，不僅是具體應用，還要舉一反三，歸納分析，總結規律，上升為思維。

　　參考文獻:

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　　[3]羅芳，楊長(cháng)興.計算思維與大學(xué)計算機基礎教學(xué)改革的思考[J].計算機教育，2014(9):83-85，89.

　　[4]葛欣，席景科，等.基于計算思維的程序設計課程教學(xué)體系的探討[J].信息系統工程，2015(1):159-160.

　　[5]王文軍，等.基于計算思維的數據庫課程體系教學(xué)模式研究[J].臨沂大學(xué)學(xué)報，2012(12):66-69.

　　[6]張蕾.面向計算思維的WPBL教學(xué)模式研究[J].電化教育研究，2014(3):100-105.

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