教学与教育信息化信息与电脑China Computer&Communication2016年第13期基于计算思维能力培养的教学内容的改革与实践王亚琦 张 琎 许美慧（济南大学信息科学与工程学院，山东 济南 250022）摘 要：如何将计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务，已引起计算机基础教育界的广泛关注和讨论。基于此，探讨了计算机基础教育课程改革的需求以及基础教育课程改革的新的培养目标，并以大学计算机课程为例阐述了计算思维视角下教学内容的组织。关键词：计算思维；大学计算机；算法中图分类号：G2 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2016）13-230-02１ 计算机基础教育课程教学内容改革的需求关键性的作用。整个课程体系内的各门课程的相互配合可以计算思维（Computational Thinking，CT）是一种思维活达到基于计算思维的培养目标。动，主要是运用计算机概念来理解问题、研究人类行为、进计算机基础课程的主要教学目的为培养学生的计算机基行系统设计等。计算机思维代表着一种普遍的认识和一类普本操作技能以及运用计算机基本技能解决实际问题的能力，适的技能，每一个人，而不仅仅是计算机科学家，都应热心但实质上是为了培养学生的计算机思维能力。具体的教学要于它的学习和运用。求包括以下几点：当前计算机技术发展迅速，计算机基础课程的知识也在（1）计算机反映人的思维，它本身不存在思维，计算不断更新，传统的计算机应用课程已不能满足当前的学科教机的优势就是可以根据计算机程序快速处理任务，人类的思学需要。而且当前中小学已设置了计算机基础应用技术课程，维主要体现在程序上；因此，高校的计算机基础课程对于大学生来说非常简单，不（2）人们学习计算机程序的过程就是学习计算机语言能适应大学生的学习发展需要。以技能性为主的计算机基础组成的解决问题的步骤，这些步骤包括算术运算和逻辑运算，课程必须要进行改革。计算机语言组成的步骤其实可以分解成为基本操作来执行，入校的大学生在经历了十几年的传统教育之后，形成了程序的整体设计体现了计算机设计的艺术；固有的思维方式，这种固有的思维方式如果不加以拓展会阻（3）如果学生没有进行过专业的计算机程序学习，但碍个体素质的发展。例如，求1到100的和，在中学阶段建是仍然想用计算机程序来解决生活中遇到的问题，那么他们立的思维方式是规避计算量，寻求一种简单的方法算出结果，可以学习一些简单的计算机程序，比如学习现有的计算机程而计算机不惧怕计算量，它需要的是一个好的逻辑，这需要序，并提高程序运用的能力，以解决遇到的问题。学生转变和扩展思维方式，只有了解计算机工作原理才会站３ 基于计算思维的大学计算机课程的教学内容改革在计算机的角度思考问题，培养个体计算思维能力，才能够学会用计算机解决问题，更好地利用这一普适性工具。然而3.1 教学内容的组织传统的计算机公共课显然已无法适应这样的需求，迫切需要《大学计算机基础》是大学计算机教学的基础课程，主一种新的课程体系改变学生的思维模式，以更好地适应新时要内容为计算机学科的核心思想和方法，不仅向学习者阐述代的要求，改革迫在眉睫。了计算机的相关专业知识，还对理论知识的原理进行了深入２ 基于计算思维的计算机基础课课程体系的培养目标分析，不具体的计算机，将计算机的模型、原理、方法计算思维教育不是一两门课程可完成的，需要一系列课表达出来，建设更高层次的课程教学内容。这里以大学计算程如大学计算机、算法与程序设计、数据库技术基础、计算机课程为例介绍课程改革实施的具体方法，大学计算机课程机网络基础、多媒体技术及应用等课程的学习逐渐养成一种内容分为四大板块：（1）计算机的历史沿革，当前热点计算；学习习惯和思维能力。不仅需要通过教学培养学生的各项能（2）计算机组成原理及数的表示；（3）数据组织和算法设计；力，还需要学生自己去领悟，并能够将这些能力充分应用到（4）Office操作。实际问题的解决中。科学合理的课程体系，对人才培养起着鉴于文理科学生思维方式的不同，该课程实施文理分开，作者简介：王亚琦（1978-），女，山东青岛人，硕士研究生，中级讲师。研究方向：计算机控制。— ２３０ —信息与电脑2016年第13期China Computer&Communication教学与教育信息化对于理科学生来说，Office基础操作全部安排在实验课上由学生对于二进制的兴趣（如图1所示），来帮助他们理解什学生在老师的直接指导下半自学为主，上课时间将会更多讲么是二进制。授1到3部分的内容，这部分内容将会更好地帮助学生培养计算思维能力。例如，学习算法时，对于提出的百钱买百鸡的问题，学生基于传统思维方式是很难找出解决问题的思路和方法，因为有着根深蒂固的传统思维方式的学生自然而然地就会去规避计算量，计算机不惧怕计算量的概念没有渗透到他们的思图１ 读心术小魔术与二进制维中，所以很难找出答案，当给出穷举的概念和解决方法后，他们就会对计算机思维方式有进一步了解。3.3 教学考核思路在讲解之后，需要通过与之相对应的实验课来巩固这种当前，计算机课程还在不断改革当中，具体的实施过程思维，例如在讲解了百钱买白鸡的穷举法后，给出实验课任中还要解决很多问题。根据大学计算机基础课程的课程地位务“已知鸡、兔若干只，共有98个头，386只脚，问鸡、兔设置课程标准，以达到该课程的教学目标。根据教学要求，各多少只”，对于大一非计算机专业的学生来说，他们大部学生的技能必须要达到考核标准。通常大学生会在计算机基分人没有编程能力，但是主要侧重的是思维方式，重思轻操础课程中学习这些技能知识，对于理科生来说这部分操作只作的理念让非计算机专业的学生既规避了繁琐的程序语句又占用很少的面授课课堂时间，基本都在实验课上进行。如果了解了计算机的思维方式，所以让学生自己设计思路，画出教学内容涉及到思维性训练，那么还应对考核内容进行精心流程图，学生可以通过彼此之间的讨论交流完成任务，也可设计，以检验学生课堂中掌握的思维方法以及解决抽象问题以由教师辅导完成学习任务。学生完成学习任务之后，教师的能力。要对其完成情况进行总结和点评，强化他们对重点知识的理４ 结 语解。这样非计算机专业的学生不但可以了解计算机的基础构造和原理，还可以掌握计算机的独特思维方式，培养计算思随着计算机技术的发展，计算思维被逐渐应用于人类的维能力，从而深入了解计算机这种工具的本质。生活、学习和工作中，并成为了人类的一种基本能力。计算在讲课的过程中，从计算思维的角度出发，重组各种经思维存在于人类社会的各个领域，是人类解决问题的一个常典案例，例如汉诺塔问题、背包问题、TSP旅行商问题以及用工具，应被所有人掌握和使用。所以，计算机技术应作为各种排序算法等，将问题求解提升到计算思维的高度。运用一项重要的教学内容，通过融入到课堂教学中，来培养学生计算机进行知识求解的步骤包括以下几点：的计算机思维以及运用计算机技术解决问题的能力，今后要（1）抽象化描述问题，分析建立模型的方法；不断研究和探索。（2）分析解决方案，求解问题，找出算法的设计方法；（3）计算机求解和编码的方法和过程；参考文献（4）在现实问题的基础上进行拓展。[1]刘明军,左风朝.大学计算机[M].北京:高等教育出学生通过学习计算思维的重组教学案例，领会计算思维版社,2015.自动化和抽象的本质。[2]陈国良,董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].3.2 教学辅助手段中国大学教学,2011(1).[3]牟琴,谭良,周雄峻.基于计算思维的任务驱动式教鉴于计算思维的内容比传统的教学内容更抽象，为帮助学模式的研究[J].现代教育技术,2011(6):44-49.学生更好地理解相关内容，课程改革中引入了一系列教学辅[4]于晓强,赵秀岩,闫丕涛.计算机程序设计课程中计助手段，例如自编教材侧方设置了二维码，手机扫描二维码算思维能力的培养[J].计算机教育,2011(13):18-21.可以观看视频，以最快捷的方式帮助学生理解相对抽象的理[5]战德臣,聂兰顺,徐晓飞.“大学计算机”——所有论。在新课程的改革中，也兼顾到了教学内容的启发性和探大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程[J].中国大学索性，例如讲解二进制时，会通过一个读心术小魔术来激发教学,2011(4):15-20.— ２３１ —
