淺談“計(jì)算思維”能力培養(yǎng)的教學(xué)改革與實(shí)踐

　　摘 要：在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，基于數(shù)據(jù)來(lái)做出決策，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比人們憑借直覺和經(jīng)驗(yàn)來(lái)做出決策更具客觀性、科學(xué)性。而對(duì)大數(shù)據(jù)的處理，離不開相關(guān)工作者的計(jì)算思維。計(jì)算思維是一種分析和處理數(shù)據(jù)的基本能力，對(duì)于教育領(lǐng)域而言，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)性意義。本文嘗試探討基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)改革策略，希望本研究能夠?yàn)榻逃I(lǐng)域相關(guān)人士提供一定的借鑒。

　　關(guān)鍵詞：計(jì)算思維 能力培養(yǎng) 教學(xué)改革 實(shí)踐

　　在大數(shù)據(jù)時(shí)代，計(jì)算機(jī)教學(xué)擁有前所未有的歷史性機(jī)遇，同時(shí)也面臨著一定的挑戰(zhàn)。如何把計(jì)算思維融入到計(jì)算機(jī)教學(xué)中，已經(jīng)成為了教育工作者所關(guān)注的重點(diǎn)議題。所謂的計(jì)算思維，是基于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)概念，來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、理解人類行為等的一系列思維活動(dòng)。對(duì)于教育領(lǐng)域而言，利用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在具體的教育活動(dòng)開展中，要對(duì)傳統(tǒng)的教育觀念提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，不僅僅是完成計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，還要注重以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的一種良好思維習(xí)慣，注重培養(yǎng)學(xué)生思維模式的形成以及訓(xùn)練。

　　1 計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的重要性

　　伴隨計(jì)算機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钜约吧鐣?huì)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，可以說(shuō)，全體社會(huì)人員都有學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)的必要性。對(duì)于大學(xué)生而言，應(yīng)該充分利用學(xué)習(xí)時(shí)間，掌握對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，尤其是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理大數(shù)據(jù)。當(dāng)前，大學(xué)生學(xué)好計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程已經(jīng)不單單是為了學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)，更是為了養(yǎng)成一種思維方式，即計(jì)算思維方式，這種思維方式對(duì)大學(xué)生而言是受益終身的。從學(xué)生的需求出發(fā)，教育工作者也要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革，注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，以符合時(shí)代的發(fā)展潮流趨勢(shì)，完成時(shí)代所賦予教育工作者的任務(wù)。

　　2 計(jì)算機(jī)教學(xué)中要解決的問(wèn)題

　　當(dāng)前，時(shí)代發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)當(dāng)代大學(xué)生也提出了更高的要求。那么，計(jì)算機(jī)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，要關(guān)注哪些方面的問(wèn)題呢?本文把學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)中要解決的核心問(wèn)題歸納為以下3個(gè)方面。

　　第一，計(jì)算思維與學(xué)生思維能力。計(jì)算思維影響著學(xué)生的思維方式和思維習(xí)慣，從某種意義上而言，計(jì)算思維嚴(yán)重影響學(xué)生的思維能力。從計(jì)算思維的角度來(lái)看，不應(yīng)該是程序化的，應(yīng)該在多層次上進(jìn)行思維。同時(shí)，計(jì)算思維能夠幫助學(xué)生從更專業(yè)的角度來(lái)看待學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣，自然而然地使用這種計(jì)算思維來(lái)解決學(xué)習(xí)和實(shí)踐中所遇到的問(wèn)題。

　　第二，計(jì)算思維與學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。從本質(zhì)上來(lái)講，計(jì)算是源自于工程思維，伴隨計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，我們使用計(jì)算機(jī)的目的在于與世界互動(dòng)，但是，盡管如此，計(jì)算機(jī)應(yīng)用依然存在著一定的局限性，一些工程應(yīng)用問(wèn)題始終得不到有效的解決。在這種情況下，計(jì)算機(jī)學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)學(xué)科的目的在于分析和解決計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的一系列問(wèn)題。

　　第三，計(jì)算思維與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。眾所周知，創(chuàng)新是科學(xué)進(jìn)步的基礎(chǔ)和前提，而科學(xué)有效的思想和方法又是創(chuàng)新不斷進(jìn)步的重要保障。因此，我們有必要掌握先進(jìn)的思想與方法，并在今后的問(wèn)題研究過(guò)程中，能夠從多個(gè)角度、全方位地厘清事物之間發(fā)生的變化，用已經(jīng)掌握的科學(xué)思想與方法去提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。

　　3 大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革與實(shí)施方案

　　3.1 基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)課程改革新方案

　　所謂的計(jì)算思維教育是從一個(gè)全新的視角出發(fā)，來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)行改革。針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)教學(xué)中所存在的問(wèn)題，來(lái)提出一種全新的途徑。因此，應(yīng)該結(jié)合計(jì)算機(jī)課程體系的特點(diǎn)，來(lái)引入一種全新的計(jì)算思維理念，構(gòu)建一種全新的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革方案。

　　3.2 計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)的提高

　　一般情況下，我國(guó)各高等院校把大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程設(shè)置在大學(xué)一年級(jí)。由于大學(xué)生來(lái)自于不同的地區(qū)，他們所具備的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)基礎(chǔ)不同，考慮到學(xué)生個(gè)體的差異性，高校還需要積極構(gòu)建計(jì)算機(jī)文化教學(xué)平臺(tái)。根據(jù)生源的基本信息狀況，讓學(xué)生學(xué)循序漸進(jìn)地接觸計(jì)算思維相關(guān)的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題的習(xí)慣。具體來(lái)講，計(jì)算機(jī)文化教學(xué)平臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)室展臺(tái)布置、多媒體軟件資源等多種表現(xiàn)形式，包括計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、認(rèn)知計(jì)算機(jī)硬件、設(shè)備安裝與調(diào)試等豐富的教學(xué)內(nèi)容，包括調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的興趣，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)文化有更加深入的了解，并對(duì)未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)科學(xué)的評(píng)估和預(yù)測(cè)，在未來(lái)，能夠習(xí)慣使用計(jì)算機(jī)知識(shí)來(lái)處理海量數(shù)據(jù)，接受時(shí)代賦予的使命與挑戰(zhàn)。

　　3.3 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源

　　近年來(lái)，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)教學(xué)在整個(gè)教育體系中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，受到教育工作者的廣泛關(guān)注。因此，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)資源，促進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)而滿足新時(shí)代背景下學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的需求是當(dāng)務(wù)之急。具體來(lái)講，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容主要包括實(shí)踐教學(xué)、課堂教學(xué)和立體化教學(xué)資源建設(shè)3個(gè)方面，并對(duì)構(gòu)建更加豐富立體化的教學(xué)資源提高了教學(xué)的針對(duì)性，這些教學(xué)資源主要是以音頻、視頻、圖形、圖表、媒體、文字等多媒體進(jìn)行展現(xiàn)，具有簡(jiǎn)單直觀、形式多樣、資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)等方面的優(yōu)點(diǎn)。

　　把案例教學(xué)法引入到課堂教學(xué)中。為了進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)教學(xué)的整體質(zhì)量，以動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的方式，引入案例教學(xué)法，能夠讓學(xué)生更加清晰明了地把握教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)，充分發(fā)揮現(xiàn)代多媒體技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的重要作用，隨時(shí)引入新內(nèi)容、新知識(shí)，有助于提高課堂教學(xué)的效率。利用多媒體技術(shù)能夠有效地吸引學(xué)生的聽講注意力，提高了學(xué)習(xí)的興趣，實(shí)現(xiàn)了寓教于樂(lè)。

　　3.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

　　眾所周知，教學(xué)實(shí)踐是最重要的傳播知識(shí)的環(huán)節(jié)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)所涉及的內(nèi)容較多，涵蓋知識(shí)面寬泛。如何把計(jì)算思維融入到計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中，成為了計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。因此，我們嘗試從以下3個(gè)方面搭建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：第一，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，完成對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的檢驗(yàn)、鞏固和理解。第二，建設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，來(lái)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)提供環(huán)境支持，進(jìn)而為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力提供助力。第三，適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例。增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，以教師引導(dǎo)啟發(fā)為主，培養(yǎng)學(xué)生自主完成計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)作業(yè)。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維具有一定的必要性。然而，目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)教學(xué)中依然存在著諸多方面的問(wèn)題，需要引起相關(guān)教育工作者足夠的重視。在今后，相關(guān)專家學(xué)者還需要從計(jì)算機(jī)課程改革新方案、提高計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面，進(jìn)一步探討計(jì)算思維能力培養(yǎng)的對(duì)策。相關(guān)論文可參考：高校醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)模式研究

　　參考文獻(xiàn)

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