论文非计算机专业计算机教学中计算思维能力培养，本文是计算机教学有关自考毕业论文范文和思维能力和计算机专业和培养类自考毕业论文范文.
李卫卫
(上海政法学院 计算机教学部 上海 201701)
摘 要： 随着计算机的普及和应用,特别是大数据和AI等信息技术的迅猛发展,新时期“大学计算机基础”课程作为非计算机专业大学生的第一门计算机课程已经发展到了一个新的瓶颈阶段.作者结合实际教学经验,系统分析了目前非计算机专业大学计算机基础课程的教学发展现状及存在的问题,并提出了以计算思维为导向的教改新措施.
关键词：非计算机专业；计算思维；大学计算机基础；课程改革
随着大数据时代的到来,一场思维的大变革正在快速而深刻地改变着人们的生活、学习和工作,随着这一进程的全面深入,计算思维将成为人们认识、理解和解决问题的重要能力.2006年3月,美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美国计算机权威期刊Communications of the ACM首次提出并定义了计算思维（Computational Thinking）,周教授认为计算思维是运用计算机科学的基础概念和思想进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学的一系列思维活动[1-2].而大学计算机基础课程作为大学通识教育的重要组成部分,重在培养不同专业领域学生用计算机解决和处理问题的思维和能力.我国教育部高校计算机基础课程教学指导委员会组织九所首批985高校于2010年7月举办了“九校联盟计算机基础课程研讨会”,并发布了“九校联盟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[3],2017年7月教育部高校计算机基础课程教指委在成都召开了“第六届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”,进一步明确了计算机基础课程计算思维能力培养的教学改革新方向.
通过对全国8所重点政法类院校的调研,发现其中大部分的院校都仅有一门面向全校的计算机基础公共课,而单一的计算机教学现状已经不能满足新的时代需要.一方面,随着高校招生规模的逐步扩大,大一新生的计算机基础差距很大,既有一定比例的新生已经基本掌握计算机应用公共课的核心内容,也有相当比例的新生对计算机毫无概念,比如我校现行的计算机应用公共课是当初为面向上海市和长三角生源而设置的,当初的生源是有一定的计算机基础的,不是“零起点”教学.而现在这种单一课程设置已经不能满足已经变化了的生源情况.另一方面,随着时代的发展,对于非计算机专业的学生而言,不仅仅要求学生只具备良好的计算机基础操作能力,更重要的是能够借助于计算机这一辅助工具运用计算科学的思想来分析和解决本专业的实际问题.而如何恰当地将计算思维的思想融入非计算机专业的计算机教学中,对新时代、新形势下的计算机基础教学而言是一个必须面对和讨论的课题.
1.计算机基础课程教学发展现状
《大学计算机基础》课程是面向大学一年级各专业开设的一门公共基础课,特别是对于非计算机专业的学生来说,在培养学生的计算机素质方面发挥着基础性的重要作用.但随着社会信息化进程的不断深入推进,计算机基础课程的教学中普遍存在以下问题.
1.1学生计算机水平差异较大.《大学计算机基础》课程是本科生进入大学后接触学习的第一门计算机课程,更是非计算机专业进行计算思维培养的最佳切入点.然而笔者在近十年的计算机基础教学中发现新生的计算机基础和对于计算机学习的认识都有着非明显的差异.通过小班问卷调查分析其主要原因有以下两方面.（1） 生源地域差别.由于地域差别,部分偏远地区或经济欠发达地区的中学或小学并没有条件开设计算机相关课程,致使部分学生的计算机基础完全为“零”基础,甚至有些学生从来没见过计算机.这种地域发展的不平衡造成了部分新生对计算机基础知识掌握程度较差的状况,这部分学生往往很难跟上课程正常的教学进度,给教学带来一定的难度.（2） 高考因素.虽然,当前在一些经济较发达的地区,计算机课已经成为普通中学的必修课程,但因该课程并不属于高考或中考科目,绝大部分学生都迫于考试升学的压力对于一些和高考或中考无关的课程不会给予足够的重视,致使初高中阶段的计算机基础教学效果不明显.
1.2教学方法及培养目标存在问题.随着信息时代的发展,仍有很多高校及教师对非计算机专业计算机基础课程在大学教育中的作用定位不准确,存在教学设计存在偏差,培养目标不明确等问题.（1） 教学内容和设计出现偏差,缺乏文化内涵.很多高校和教师依然沿袭传统的教学模式,对课程的教学形成了轻理论、重实践的教学方式.狭义的认为计算机教学只是讲软件,学操作,将计算机学科错误的理解成了“狭义工具”学,从而局限了学生学习计算机的深度和广度.随着大数据、人工智能技术的不断发展,目前计算机课程的内容过于陈旧,内容越来越杂乱、繁多,且不成体系,课程内容模块分割特征明显,缺乏统一的计算机科学思想理念的指导,学生很难真正理解计算机科学知识体系的本质思想.所以,目前计算机基础课程的教学内容和教学设计都必须要进行适应性的改革,不能再停留在计算机常用和流行软件工具学习的现状中,应该将课程开设成类似大学数学、大学英语等课程一样的“大学计算机”课程,侧重于计算思维的基础性教育,有针对性的提升各专业学生在后期的专业培养中利用计算机处理实际问题的思维和能力[4-6].（2）培养目标不明确.对于非计算机专业学生,计算机学习最大的问题是学习目标不明确,认为学习计算机和本专业知识之间毫无关系,学习仅仅是为了学分和考试,所以缺乏学习的积极性.而造成学生这一错误认知的最大原因是课程内容设计和对非计算机学生的培养目标出现了偏差.我们知道非计算机专业学生的学习思维方式和专业目标都与计算机专业学生存在着很大的差异,所以两者的培养目标也应该是有差异的.而现状是目前各大高校对非计算机专业的学生的计算机应用能力的培养与计算机专业学生的培养目标基本一致,这种统一“一刀切”的课程设计和教学模式对于非计算机专业来说是并不合适,其中并没有考虑到非计算机专业的具体情况和学生对于计算机能力的真正需求,更多的是倾向于让非计算机专业学生能用计算机直接去解决本专业的问题,这并不现实.对于非计算机专业的学生想要很好的解决本专业的实际问题所需要掌握的计算机技术要远远超出计算机基础课程所包含的内容.而“授人以鱼不如授人以渔”,我们应该教授学生的是如何将本专业的问题分析、提炼、转化成计算机技术能够解决的问题的方法,而不仅仅是一门技术.所以,目前计算机基础课程教改的重点和难点问题仍然是如何有针对性的从非计算机专业学生所需入手去设计课程,如何时把计算思维能力的培养贯穿到计算机基础课程教学当中去的问题.
1.3课程设置存在问题.一般来说,多数高校的计算机课程都会开设在一年级作为基础必修课或通识课,二年级开始只有少数的选修课程,特别有些文科院校基本二年级以后不会再开设计算机相关课程.这样非系统化的课程设置只会使非计算机专业的学生仅仅把计算机当成一种解决计算问题的有效方法和手段,并没有学会如何借助计算机这一特定工具,站在计算思维的高度从本质和全局上去分析和解决自己的专业领域问题,更没有意识到它是一种启发人们思考问题的科学方法.因此,特别是对于非计算机专业的学生来说,计算机学习始终是工具学习,很难形成用计算科学的方法来思考和解决问题的意识和能力.
2.非计算机专业计算机基础教学改革新措施
2.1 结合专业背景规划课程内容,开展计算思维能力的培养.对于非计算机专业学生而言,计算机学习应该转化成一种和专业密切相关的思维学习,课程的设计不应该简单的模仿专业计算机学生的课程内容,而应该是不同专业背景设计规划不同的课程内容,教学内容的设计应该与其专业有关.例如为经济学专业学生设计的用EXCEL分析验证蒙特卡洛随机实验（随机抽样或统计试验方法）,为财务管理专业设计的用EXCEL进行财务数据统计分析等.
通过这种面向专业的案例教学法,更深层次激发学生利用计算机解决问题的兴趣,进一步将专业问题转变映射成计算机可以解决的问题,真正使其专业知识和计算机知识有效的联通和融合,从而学习如何利用计算思维解决问题的方法.
2.2 加强教师团队建设.为了满足不同专业的计算机课程的需要,计算机基础课程的教师需要了解相应专业的背景情况,具备特定学科的专业知识.或者直接聘请校内外具有相应专业背景并从事计算机基础研究与应用的教师加入计算机基础教学团队.这样教师能够结合不同院系的专业背景设计教学内容,教学中也可以结合特定学科的专业案例引入计算思维的思想,指导学生如何借助于计算机这一工具运用计算思维的方法去解决专业实际问题,激发学生的兴趣和学习的信心,从而主动积极探索,达到培养计算思维的目的.
2.3系统化的课程设置.计算思维的培养是需要通过对一系列系统课程的学习而逐渐形成了一种思考和解决问题的能力,所以课程的设置需要更加的科学合理.根据实际情况,在一年级可以直接开设一些语言类和数据分析类课程作为基础必修课或通识课,因为计算思维最终的应用还是需要通过程序去体现和描述,学生通过对语言的学习会更深刻的了解计算机科学的概念,而对不同算法的学习和了解,更会在最短的时间内学习到各类问题的求解方法和问题的分析方法,从而建立计算思维的意识和方法.二年级开始设置一些选修课,主要针对不同专业有针对性的开设一些具有引导性的思维训练计算机课程,使计算机课程和专业课程的学习联系更加紧密,让学生学会如何用计算机科学和思维去解决专业的实际问题,使学生基本具备运用计算思维解决问题的能力.
2.4开设辅导班.基于大一部分新生因生源地域差别、高考因素等原因造成的计算机基础水平差异较大的特殊性,可以通过组织开设辅导班的形式对学生进行课外指导,使这部分学生能够更好更快的融入课程的学习.辅导班的开设最好是在秋季学期的第二周以后,因为对于秋季学期刚入学新生来说,经过两周的正常课时的学习后,学生会更清楚真实的了解自己的计算机水平.那么辅导班会更有针对性的帮助那部分基础相对比较差并有意愿参加补习的学生提高计算机水平,并确保他们能跟上正常课程的教学进度.
2.5教师坐班答疑及自习辅导.我校从2016年启动了本科“骨干教师教学激励计划”,教师坐班答疑和自习辅导已经成为常态,学生可以在教师规定的答疑和辅导时间同教师一对一地解决课程学习过程中遇到的问题,或者在教师的引导下,大家交流讨论一些感兴趣的计算机相关的知识,丰富教学内容,让学习变得更有趣效,更高效.充分调动学生的学习积极性,使学生变被动学习为主动学习.
2.6建设课程网站.为了方便不同专业群学生的学习,可以通过建设资源丰富的课程网站形式便于不同专业不同级别的学生对计算机课程相关知识及时的了解、使用和掌握.网站可以归纳整理计算机基础课程学习中常见的问题及解答,包括常用软件的学习和使用、计算机等级考试、竞赛、知识讲座以及计算机应用课程的应用素材等.同时在课堂教学中引导学生有效使用资源网站并进行自主学习.
3.总结
自2016年秋季学期以来,我们在现有的课程体系下初步进行了计算思维的教学探索,教学方法从以实践操作为主转变为将理论基础与实践操作进行统一结合,逐步引入思维性的教学方法.特别是针对理论部分,配合思维导图工具主要讲授知识中所蕴含的可实现的思维,如：计算机中“0”和“1 ”的信息表示和信息处理过程中蕴含的思维、冯诺依曼体系结构所蕴含的基本思想、指令系统所蕴含的并行、共享计算思维、或是网络中关于协议与分层所蕴含的计算思维等等.同时转变教学模式,引入案例教学,教师走出教室、走出课堂,借助于高效的网络信息化平台,建立一系列教学保障措施,得到了学生的认可,并取得了良好的成效.我校在2017年度上海市高等学校计算机等级考试中取得优秀成绩,合格率名列全市第二名,优秀率名列全市第五名.
当然要继续全面推广实施计算思维能力培养的教改相关措施还面临着诸多困难和重重挑战,需要一步一步更为合理的设计、科学的谋划,逐渐实践优化,更需要相关领域的学者和一线教师做大量的工作,不断的探索、实践.特别随着社会信息化进程的不断推进,大学计算机基础课程无论是课程内容还是培养目标,大学计算机教育从以往的工具学习到今天的以计算思维能力培养为导向的编程学习的转型已经是一种必然的发展趋势[7],那么这也是下一步要继续研究探索和实践的内容.
参考文献
[1] 陈国良.计算思维导论[M]. 北京：高等教育出版社, 2012.
[2] 王移芝.大学计算机基础[M]. 北京：高等教育出版社, 2012.
[3] 何钦铭, 陆汉权, 冯博琴．计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[ J]．中国大学教学, 2010(9):7-11.
[4] 战德臣,聂兰顺等“大学计算机”—所有大学生都应学习的一门计算思维基础教育课程[J].中国大学教学. 2011(4):15-20
(2):41-44.
[5] 王移芝, 金一等.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J]. 中国大学教学. 2014(3):49-53.
[6] 王移芝, 鲁凌云等.以计算思维为航标, 拓展计算机基础课程改革的新思路[J]. 中国大学教学. 2012(6):39-41.
[7] 国务院印发《新一代人工智能发展规划》［EB/OL］. http://www.moe.gov.cn/s78/A16 /s5886/xtp_left/s5895/201708/t20170830_312730.html.
作者简介:1.李卫卫,女, 硕士,讲师,上海政法学院计算机教学部,主要研究领域为计算机学与计算机基础教育.
本文总结，这篇文章为关于计算机教学方面的大学硕士和本科毕业论文以及思维能力和计算机专业和培养相关计算机教学论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
1、 高中信息技术教学中计算思维的培养 贵州省遵义市第二十二中学 李顶锐【摘 要】计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为 高中信息技术教学中,要选择合适的教学方法,将教学内容与生活联系起来,培养学生的计算思维.
2、 面向计算机应用和科学思维能力培养的教学 摘 要目前我国的计算机应用教学方面存在很多问题,这些问题的存在严重制约了人才的高效培养,本文通过分析存在的问题提出了几种面向计算机应用和培养学生科学思维能力的教学策略 关键词计算机应用 科学思维能力 .
3、 物流管理专业实践教学以大学生创业能力培养为基础 摘要高校作为社会教育的前沿要承担起为社会、为国家培养创新创业人才的重任,不断探索创新创业能力培养的实践教学 基于创新创业能力培养的实践教学存在问题分析,结合辽宁理工学院物流管理专业的双创实践教学实际情.
4、 基于JiTT模式的C语言教学中计算思维的培养 基于JiTT模式的C语言教学中计算思维的培养郑冰1,宁鹏飞2 （1 内蒙古建筑职业技术学院 公共课教学部,内蒙古 呼和浩特 010070；2 内蒙古医科大学 计算机信息学院,内蒙古 呼和浩特 01.
5、 以计算思维能力培养为核心的计算机类专业一体化教学体系 0 引言2006年,计算思维能力概念被正式提出 2010年,清华大学……高校明确提出将“计算思维能力的培养”列为计算机基础教学的核心任务 此后,多所高校积极参与计算思维能力培养.
6、 抓住文体特质，培养学生阅读小说的思维能力以《少年王冕》教学为例 阅读的材料是夯实学生综合素养的重要载体 阅读需要有文体思维,不同的文体所需要匹配的认知思维也是完全不同的 小说作为中高年级教材中的重要体裁,有着鲜明的特点 教师应该抓住小说的情节、人物和环境三大核心要.