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计算机思维的培养范文1
其实,计算思维的思想自古至今在人们的工作、学习和生活中处处存在,只是一直没有得到系统的阐述和理论的提升。比如做一道数学题、规划一条旅游线路、设计一次课堂教学等等,每一个例子都涉及了问题的提出、理解、设计及求解等过程,都使用到了计算思维的方法。计算思维是人本来就有的,不是刻板的技能,是多个层次的抽象。计算思维早在计算机出现之前就已经存在了。计算机出现后,人将自身的计算思维的成果交给计算机去实现自动化。计算机计算能力强大,但却没有主动的思维能力,只能对人安排好的步骤去解决问题。而人的计算思维则具有主动性和创造力,人能借助自身的聪颖和想象力赋予计算机以智能和激情,使得计算机的工作不再机械和枯燥。周以真教授将计算思维这一思想上升到了理论的高度,不仅提出了计算思维的概念和定义,认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。同时她还对计算思维作了更详细的表述,将计算思维概括为具体的七大类方法。计算思维不仅适用于计算机学科,而且适用于所有能用计算机去进行辅助研究的学科。计算机学科具有广泛的社会基础,而计算思维是所有人都具备的潜在思维。计算思维具有规约、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、启发式、规划、学习、调度、折中,优化等特征点,贯穿了人们解决实际问题的始终,包含了解决各种问题以及解决问题的各个阶段所有可以采用的核心思想。
二、在计算机基础教学中应注重计算思维能力的培养
计算机基础教学主要分为两大类,一是计算机基础理论学习,二是程序设计基础学习。计算机基础理论的每一章都对应了计算机专业的一门主干课程,内容系统而全面。程序设计基础内容从语法到算法,知识点零散且繁多。如果教师不将这些内容进行精心的组织和提炼就一股脑灌输给非计算机专业的学生,那么效果可想而知。进行概念填空式的教学方式已被证明不可行,教师不能再像以往那样专注于知识点的细枝末节。以前教师都是将整个课程作为一个完整的教学活动,平时讲授基本知识点,最后通过期末考试对学生学习效果进行评价。学生在学习每章的知识点时并不知道这些知识点之间有什么联系,也不知道有什么实际用途。学习完后没有及时通过形象的系统案例辅助记忆,所以遗忘也很快。期末考试只能测试出学生的应试能力,并不能测试出学生利用所学知识解决问题的能力。计算思维的培养恰好能够解决这个问题。教师应根据知识点的分布将整个课程分成若干个小的教学活动,不再照本宣科,而是从为什么学、怎样去学、如何才能学得好、学了有什么用这几个方面去设计每一次的教学活动,启发学生如何去思考,发掘学生潜能,每一次的教学活动都是对学生计算思维的一次锻炼。
1.理论知识的学习学生理论知识的学习主要以课堂教学为主。传统的课堂教学都是以教师讲为主,偶尔的师生互动也仅限于知识点的问答,学生的主观能动性得不到发挥,计算思维能力得不到培养。教师在课堂教学设计时,应注重资料准备工作,对新知识点的讲授不能仅依赖于课本,而更应该联系实际,特别是联系学生所学专业。比如在对化学专业的学生讲授二进制和八进制时,可将其与化学元素分布规律联系起来,这样不仅激发了学生的兴趣,而且在无形中将枯燥的纯计算机知识变得通俗易学,记忆深刻。教师在课堂上还应该鼓励学生走上讲台,勇敢发表对所学知识的理解。一旦学生主动思考了,那他们就会很自然地去分析问题,收集信息并找到途径解决问题。而教师要做的就是抛出问题,对学生解决问题的方式方法提出切实的建议,帮助学生进步。
2.实践环节的训练对于计算机基础教学来说,实践环节主要分为基本操作和大作业两部分。基本操作部分由学生根据实验指导书的要求按部就班完成,大作业则由教师根据教学目标来设计。大作业是对学生基本操作部分学习情况的一个综合的考核办法,既测试了学生的基本技能,又培养了学生协同创新的能力。大作业为学生计算思维能力的培养提供了很好的途径。教师设计大作业时应将规约、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、启发式、规划、学习、调度、折中,优化等计算思维的特征点融入其中,简化实验要求,明确实验目的,预留给学生较大的自由发挥的空间。如PowerPoint大作业的布置,可对分组人数、幻灯片的数量、考核知识点(如超链接、图表、声音等)、演示时间等进行限制,但对文稿主题不做要求。学生在完成大作业时可最大程度地发挥创造力,主动思考,参与到寻找主题、搜集资料、学习技术、测试效果、成果演示一系列的活动之中,真正体会到自己才是教学活动的主体,从而更加积极地投入到下一次的集体教学活动中去。
三、总结
计算机思维的培养范文2
关键词:计算机;应用型人才;计算思维;培养方式
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)01-0162-02
随着科学技术的不断进步,特别是在科学技术不断改变人们的生产生活方式,不断推动人类社会发展的过程中,计算机应用型人才的社会需求量不断增大。经济发展、社会进步等都需要计算机应用型人才。在这样的背景下,不断提升计算机应用型人才的综合素养,不断加强计算机应用型人才的技能培养,不断增加计算机应用型人才的实践能力,是计算机应用型人才培养的主要侧重点。在计算机应用型人才培养中,计算思维的培养是重中之重。
1 计算机应用型人才培养中计算思维的价值
计算思维应该是每个学生,每个人都应该掌握的基本技能,计算思维强调得是学生的主动性和积极性,在面对新问题时,不是被动地等待答案,而是运用计算思维,采用科学的解决问题的方式来对问题进行剖析,以有效地实现问题的解决与处理。在计算机应用型人才的培养过程中,有效培养学生的计算思维,能够帮助学生自主地创新性地解决问题,能够帮助学生养成一种良好的思维习惯,能够促使学生主动地进行问题的解决。可见,为培养学生的计算思维,首先应该明确计算思维的重要价值和重要特点。
1.1 计算思维的培养有助于提升教学质量
在计算机应用型人才的教学过程中,由于计算机应用型人才本身属于一种创造力和实践性都较高的人才,因此在实践的培养过程中,应该基于计算机思维进行探究式的教学,反过来这种探究式的教学能够有效地提升教学质量。对于很多计算机应用型课程而言,在计算思维的讲解过程中,很多教师为了提升计算思维的培养方式,为提升计算思维的培养水平,往往需要探索性地采用更加多元化的、更加开放的探究式教学。探究式教学本身属于一种实践性教学,在教学过程中,教师根据计算思维的培养目标和相关的课程内容,而明确教学目标,不断提升教学的针对性,有效地创设教学的条件,不断改良教学方式,进而有效地推动探究式教学的开展,从而提升计算机应用型课程的教学质量。因此,在计算思维的培养过程中,探究式教学与教学质量本身就是一种互相促进的关系。
1.2 计算思维的培养能够突出学生的主体地位
在计算机应用型人才的培养过程中,传统的教学方式往往过分强调教师的主体地位,教师在教学过程中,根据教学内容及教学计划来进行针对性的教学,这种教学方式限制了学生的积极性和参与性,难以有效地提升教学质量,也不利于学生综合素养的培养和提升。而在计算机应用型人才的培养过程中,有效的融入计算机思维,能够真正地凸显学生的主体地位,能够有效地提升学生的主动性和积极性。在计算机应用型人才的培养过程中,不断培养学生的计算机思维,培养学生一种探究性的学习思维,鼓励和引导学生带来疑问进入新课程的学习,培养学生积极主动进行问题探究的能力。可见,在计算机应用型人才的培养过程中,有效地融入计算思维,本身就是对学生主动性和能动性的一种提升和体现。在当前的社会中,社会对计算机应用型人才的需求量很大,社会需要地不仅仅是理论基础扎实的计算机人才,更是实践能力和创新能力更加强悍的综合性人才,而学生的实践能力和创新能力,只要学生对教学内容感兴趣,只有学生主动地投身到计算机应用型课程的学习过程中,才能真正得以提升。
1.3 计算思维的培养有助于提升学生解决问题的能力
在计算机应用型人才的培养过程中,计算思维培养的目的不在于学生的理论知识和理论水平,也不在于学生的实践掌握水平和技能,而是在于培养学生一种分析问题解决问题的能力。所谓的“授人以鱼不如授人以渔”,就是计算思维培养的终极目标,通过在计算机应用型人才的培养中,有效地融合“计算思维”能够帮助学生正确面对问题,培养学生一种良好的分析问题的能力,教会学生面对求解问题,从构思、设计、实现、运作等四个层面去分析、抽象,拿出应用计算机求解问题的思路,并以团队式和工程化的方法去设计、实现和运作,以达到培养学生的综合应用能力和创新思维能力的目的。因此,在计算机应用型课程的设计过程中,应该明确学生的计算思维,不断培养学生的计算思维,进而不断培养学生分析问题和解决问题的能力。
2 计算机应用型人才培养中计算思维培养的路径
在计算机应用型人才的培养过程中,计算思维的培养具有非常关键的作用,计算思维的培养能够有效地提升学生的解决问题和分析问题的能力,能够有效地促进学生的进步与发展,能够有效地培养学生的实践能力和创新精神。那么在计算机应用型人才的培养过程中,如何有效地培养学生的计算思维呢?
2.1 以计算思维为核心,不断加强课程教学改革
在计算机应用型人才的培养过程中,计算思维的培养发挥着非常关键的作用。在计算机应用型课程的教学过程中,应该不断凸显计算思维的重要性,明确计算思维的价值和核心地位,有效地发挥计算思维的重要功能,将计算思维与课程教学改革有效结合起来。课程教学改革的目标需要依据计算思维的培养来开展,课程教学改革的方向需要依据计算思维来实现,课程教学改革的动力要本着培养和提升学生的计算思维,只有这样才能真正地培养学生的计算思维。在实际的教学过程中,教学课程的改革,应该侧重于在计算思维的培养中,有效地结合一些学生身边的现实案例,从现实案例入手来进行针对性的计算思维培养与教学。在案例运用和讲解的过程中,要将讲解的重点放在分析问题与设计问题的过程中,鼓励和引导学生利用所学的计算机相关知识,来架构一些简单的计算机程序,从而推动问题的解决。当然在教学过程中,不同学生的专业素养有所区别,不同学生的计算机专业技能不同,这就要求教师在计算思维的培养过程中,需要加强引导和督促,在帮助学生有效地运用所学知识来求解实际问题时,教师适时地抛给学生一些新的问题,激发学生探究和求知的欲望,积极运用计算思维来搭设简易的计算机应用程序,进而实现问题的解决。如在讲解计算机“程序设计基础”的课程时,教师应该改变传统的讲解设计方法或者程序内容的教学方式,改为教授学生“思想和方法”,着重培养学生架构简易程序,不断解决问题的能力,培养学生的探究精神。
2.2 以计算思维为重点,突出实践教学
在计算机应用型人才的培养过程中,为提升计算思维的重要性,为有效地培养学生的计算思维,教师在教学过程中,应该突出计算思维的重要价值,不断地加强实践教学。在计算机应用型课程的教学过程中,教师应该注重实践教学,计算机应用型课程本身就是一种实践性很强的科目,在具体的教学过程中,教师应该多增设一些上机环节,鼓励和引导学生积极地运用计算机技术来进行上机演练,积极地运用计算机来进行实践检验,将所学的程序,通过上机的形式来自主的编写出来,并通过计算机相关软件来检验程序的正确性与否。在此基础上,教师适当地布置一些简单的程序题目,鼓励和引导学生利用分组或者合作的方式,针对实际问题来编写相应的程序,以有效地提升学生的实践能力。此外,在实践教学过程中,教师还应该注重凸显学生的主体地位,鼓励和引导学生积极地进行成果展示,通过互相交流,互相学习来扩散学生的思维,有效地提升学生的计算思维。
2.3 以计算思维为基准,鼓励多元化的计算思维
在计算机应用型人才的培养过程中,可能计算机相关程序是固定的,但计算思维却不是一成不变的。计算思维应该是一种多元化的思维,教师在教学过程中,应该尊重和鼓励学生积极的发散思维,积极地培养学生多元化的思维模式,尊重每一个学生,尊重学生的劳动成果,保护好学生的自尊心。在计算机应用型人才的培养过程中,为了有效地提升学生的主观能动性,为有效地扩散学生的思维,教师对于学生的程序设计或者解决问题的方式,应该秉持一种包容的态度,正确审阅学生的计算思维,采用多元化的评价机制来科学合理地评价每一个学生,只有这样才能真正地培养学生的计算思维,只有这样才能有效地提升学生的积极性和主动性。
3 总结
计算思维是学生必备的素质,计算思维是一种分析问题解决问题的能力和方法,在计算机应用型人才的培养过程中,计算思维的培养尤为重要。在计算机应用人才的培养过程中,为提升学生的计算思维,应该以计算思维为核心和重点,加强教学课程改革,不断突出教学的实践性,不断丰富教学方式,采用科学的多元化的评价机制。
参考文献:
计算机思维的培养范文3
关键词:大学计算机基础;计算思维培养;教学方法
虽然大学计算机基础课程教学历经几次改革,取得了一定的成绩,但当前大学计算机基础教育仍存在不少问题。很多学生进入大学之前,已经掌握了常用的电脑操作技能,教学停留在操作技能层面,忽视了计算机思维的培养。有人认为计算机只是个工具,现在的应用软件已经“傻瓜”化,人机交互性很好,使用计算机并不难,大学计算机基础这门课程可开可不开,课程常被边缘化。要走出当前计算机基础教育的困境,基于“计算思维”为核心的教学任务的大学计算基础课程教学改革,是唯一的出路。
一、计算机思维的定义
什么是计算思维?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,它选择合适的方式去陈述一个问题,对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题求解。计算思维能力,不仅仅属于计算机科学家,而且是每个人都应当具备的最基础、最普遍、最适用的基本技能,就像阅读、写字、算数一样。基于“计算思维”为核心教学任务的大学计算基础课程教学,目的是培养学生具备运用计算机科学的基础概念对问题进行求解、系统设计和行为理解的能力,并能自觉地应用于日常的学习、研究与将来的工作中。
2006年,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》,进一步明确了大学计算机基础教学的能力培养目标、知识结构、课程设置、重点核心课程教学基本要求。提出大学计算机基础教育要围绕六大重点核心教学要求(计算机基础、程序设计、硬件技术、数据库技术、多媒体技术、计算机网络技术),采用“1+X的课程设置方案”分成两个教学层面,“1”属第一层面,即在第一学期开设的公共必修课“大学计算机基础”,是面向所有非计算机专业开置通识课程;“X”属第二层面,是与专业需求相结合的几门计算机基础核心课程,可根据各专业需求构造成不同的课程组,作为必修课或选修课来开设。以上这些都为新一轮的大学计算机基础课程教学改革奠定了良好的基础。
二、基于计算机思维培养的大学计算机基础课程教学内容规划
基于计算思维能力培养的大学计算机基础课程的培养目标,就是进一步提高学生的计算机知识和操作技能,培养学生对计算机的认知能力、利用计算机解决和处理实际问题的思维方法和初步能力、培养学生计算思维的意识和能力,掌握计算思维解决问题的一般步骤和方法,基于网络的协同能力和信息社会终身学习能力。根据培养要求,大学计算机基础课程教学内容可分为以下11章:计算机概述、计算机硬件基础、计算机软件基础、计算机运算与编码基础、数据库基础、操作系统、常用软件、Internet应用及计算机网络基础、多媒体知识和应用基础、信息安全基础、信息检索基础。着重培养学生的问题求解能力、系统设计能力和人类行为理解能力。
大学计算机基础课程的各章节知识蕴含很多拓展学生计算机思维训练的知识内容,这部分的内容,要求教师改变传统知识的教学方法,在知识传授的过程中,有机融入思考点,培养学生计算思维能力,掌握计算机思维解决问题的一般步骤和方法。
三、基于计算机思维培养的大学计算机基础课程教学方法
大学计算机基础课程的教学任务分为三种:基本理论知识传授、技能训练、计算思维能力训练。依据不同的教学内容,要灵活选择教学手段和教学方法。
在计算机基础教学中,着力实践动手能力、计算思维能力、应用创新能力的培养。要将学生在学习过程的主体地位与教师的主导作用相结合的原则,以训练为主线,将“教、学、做”融为一体,在教学过程采用“四步骤”的教学方法。
1.引入案例,提出问题
要选择与教学内容和教学目的密切相关的典型案例进行讲解演示,让学生建立感性认识,了解案例的应用背景。在教学的过程中,围绕某个知识点,教师设计若干个富有启发性的问题,提起学生的学习积极性。
如Excel电子表格中要求学生掌握数据筛选、分类汇总、数据统计分析等,单讲理论,学生不易理解和掌握,需要围绕教学目的有针对性地设计一些案例。在教学中可以某单位工资发放的电子表格为案例,运用案例进行教学。
2.案例分析,透析问题
对教学案例进行演示分析,在演示的过程中让学生发现问题、提出问题,并找到解决问题的方法,引导学生学习相关的知识和操作技能。如,讲解Excel数据管理知识模块时,以分析某单位工资发放情况.xls为案例(如下图),围绕着计算实发工资、计算工资的合计和平均值、按工资高低排序、对部门工资进行分类汇总等进行演示,该案例涵盖了公式、函数、排序、分类汇总等知识点。成功的案例教学,关键在于案例的选取与设计,案例的内容应涵盖主要知识点,突出重点难点,案例讲解过程,即是讲授各知识点的过程。
3.案例重现,解决问题
案例演示结束之后,要引导学生对各知识点和操作要领进行归纳、总结。对刚才案例的实际应用意义、重点难点、易错的知识点等及时进行总结、引申和提高。鼓励学生积极探索问题的求解方法,从而培养学生的计算机思维能力。
4.举一反三,融会贯通
为了让学生做到学以致用、举一反三、触类旁通,教师课后应及时布置相关的难度不一的课后作业,供学生在课后进行复习和巩固。
如,讲授工资发放的案例之后,围绕着电子表格公式和函数使用、排序、分类汇总等知识点,布置学生课外完成期末成绩.xls的作业,要求学生完成总成绩、平均分、排名、按课程分类汇总等的操作。
总之,在当前的形势下,计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可缺少的重要环节,是培养复合型创新人才的重要组成部分,大学生计算机基础课程不仅要培养学生具备基本的计算机操作,更重要的是培养面向典型计算环境的问题求解方法。在教学过程中,应体现以人为本、传授知识、培养能力、提高素质、协调发展的现代教育理念,大力培养学生的计算思维能力。
参考文献:
[1]教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会.高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]九校联盟.九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J].北京:中国大学教学,2010(9):4,9.
[3]何钦铭.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学,2010(9):5-9.
[4]朱鸣华.计算机基础教学中计算思维能力培养的探讨[J].中国大学教学,2012(3):33-35.
计算机思维的培养范文4
关键词:大学计算机;面向应用;分类教学;培养计算思维
中图分类号:TP3-4;G642
大学开设计算机课程的目的是为了在社会的未来发展中,提高大学生的职业竞争力,其中,培养计算思维能力对学生计算机能力的提升可以起到一个引导作用。在提高计算机能力时,大学的计算机课程可以采用分类教学的方式,依据学生的学习差异性实行个性多样的教学方法,满足学生不同层面的需求。在进行分类教学时,不但有利于学生的计算思维培养,对于计算机技能也可以进行熟练掌握。
一、大学计算机教学的面向应用
文中所述的大学计算机指的不仅仅是为非计算机专业学生设立的基础计算机教育课程,同时包括对非计算机专业的不同类型专业、不同专业类学校、不同学习层面对计算机能力、知识的要求。
计算机中的工具是其第一属性,简单来说,计算机就是一种用来计算的智能型道具,所以,大学计算机教学的面向应用是其起点也是其终点,如果对计算机没有进行应用,计算机只会变成一个摆设。随着对应用进行层次发展,计算机的发展应用也不会仅仅停留在简单实用方面。如果想利用计算机解决疑点难点,没有很好的水准,是不容易完成的。
大学计算机教学的本质就是进行计算机应用的学习,主要是对学生学习计算机知识、掌握如何应用技能产生帮助,在计算机应用方面打下坚实的基础,对学生以后的就业方向和提高相关专业能力,都有很好的推进作用。
二、大学生计算思维能力的培养
虽然从目前来说还没有被广泛认可的计算思维定义,但是在人才培养的过程中,提出对计算思维进行培养具有重大作用,计算思维是在体现自动化的同时又可以解决问题的一种方式方法。大学生在学校里学到的知识属于人文科学的范畴,创造新的计算机应用方式,是培养计算思维能力的目标,学生不仅是计算机工具的使用者,也需成为计算机应用的创新者。从人才培养方面来看,学生知道利用计算机可以干什么,比只了解计算机如何使用更加重要;学生需要具备并会利用计算思维考虑问题,虽然一般人在使用计算机时,只会使用基本操作,但是从人才培养的角度来看,帮助大学生培养计算思维能力比学会某种计算机应用能力更加重要,计算思维的培养应该达成普通化、常态化,这已经变成共识。
三、进行计算机分类教学的意义
(一)可以满足不同学生对计算机教学的要求
不同专业对计算机知识的掌握程度要求有比较多相似的地方,但是专业之间对要求学生掌握计算机知识熟练程度不一样。例如,学习管理类专业的学生会被要求加强处理数据方面的运用能力,理工科类学生会被要求加强在设计程序方面的计算机应用能力,并根据专业间的侧重点不同进行分类教学。教师可以将学生按照掌握知识程度、学习知识能力等进行分类教学,并将学生的个性特点记录在案,根据实际情况给予不同的教学方式。同时,也可对学生因材施教,订制出符合实际与学生需求的教学计划,满足学生之间的不同学习需要。再者,可以应用分层的办法,将教师交代的作业进行分层布置,有针对性的面对学习层次不同的学生,使学生可以通过独自完善作业,真正的学习到计算机教学中难以理解的部分。
四、大学计算机面向应用的思维培养策略
(一)大学生的计算思维培养
大学计算机课程的开设不仅仅是面对计算机专业学生,对于非计算机专业的学生也需要学会基本操作。开设计算机课程的目的是尽可能的让全部学生可以系统全面的学习计算机知识与操作,在进行教学r,学会方法归纳,将单元的知识点进行归纳整理,及时梳清学习内容。在解释知识重点时,需要与进行操作时所应用的计算思维相结合,让学生注重对计算思维的培养,从而可以让学生将计算思维运用于不同专业实践当中。
(二)注重实践教学
在计算机教学中,实践教学比理论教学更为重要,对学生的要求也更加严格。在进行实践教学时,需要把计算思维始终贯彻在教学实践中,可以在学习内容中适当添加计算思维,引导学生在学习过程中可以感觉到计算思维的效果。可以让学生进行模型制作、应用的意识得到提高。
(三)整合教学资源
对教学平台上的学习资源进行整合与完善,有利于拓宽学生的思维想象空间。可以借助在线网络信息平台为学生提供发散式思维环境,并且在其中可以融入各种学习资源。为学生构筑专门的学习网站,实现教学资源共享等。同时,可以借助校园网展开计算机知识竞赛等比赛,以此加深学生对计算机学习的爱好,并可以增强他们的计算思维。
关键词:
对计算思维进行改革创新是一项庞大的工程,不可能朝夕就能够成功,在途中也会面临很多挑战,对于很多较深的问题都需要进行讨论和研究。因此,在进行计算机教学时要创造出相对稳定,并且可以表现计算机学习方法的内容,在进行计算思维的培养时,可以分层次进行推进,并且通过不断的学习与实践,实现对大学计算机分类教学和对计算思维的合理运用。通过引导,培养学生养成计算思维的习惯,并利用计算思维进行学习思考、解决学习中的问题,进而提升计算机教学的水准,培养出优秀人才。
【参考文献】
[1] 郭延河. 大学计算机面向应用的分类教学与计算思维培养[J].无线互联科技 ,2015,01:283-284.
计算机思维的培养范文5
关键词:计算思维;MOOC;SPOC;Moodle
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)02-0173-02
引言:
“计算机导论”是在计算机专业一年级开设的一门专业基础课程,其面临着内容庞杂,学时不断被缩减,而学生基础参差不齐的矛盾。“计算机导论”原本是一门举足轻重、不可或缺、水平很高的课程。但现状是“计算机导论”在各个学校被视为无足轻重、可有可无、水平不高的课程。究其原因有以下几点:第一,课程内容不清、目的不明确,没有形成一个核心的内容;第二,课程很多时间在讲授事实,很少去讲解思维,缺少思维训练,以至被很多人误认为“水平底”。第三,觉得大学一年级学生接受不了“深”的计算机知识,授课内容定位越来越浅显,以至面临从人才培养方案被删除的危险。第四,课程内容涉及的知识面比较窄,仅仅是讲解一些语言和程序设计,然后用算法解题,不断地让学生做一道道的题目,这不符合“计算机导论”教学思路。第五,教学内容的陈旧,以概念讲概念,以概念讲原理,过度地强调“用”,不正确地理解“用”,以为“用”就是“用软件”、“用电脑”。这些都是影响“计算机导论”课程很严重的问题。这些问题怎么解决?计算机就是“用电脑”、“用软件”吗?计算机就是“编程序”吗?“编程序”就是要学习计算机语言吗?什么是真正的会“编程序”?地方普通高校的计算机学生只需要拥有技能而不需要建立计算思维吗?这些都是“计算机导论”课程改革面临的问题。本文以“计算机导论”课程“算法”内容为例,谈谈地方普通高校在“计算机导论”课程教学改革中的一些具体做法。
一、教学内容搭建与教学策略
根据教育部计算机基础教学指导委员会文件精神,参考“九校联盟”(C9)[1]的计算机基础教学改革经验,地方普通高校明确了以计算思维能力培养为核心的“计算机导论”课程改革方向。结合地方普通高校的实际,在课程内容上将董荣胜教授的“计算机科学导论――思想与方法”[2]与战德臣教授“计算之树”教学体系[3]进行融合,力争实现计算思维与计算机技能培养并重。下面以“算法”知识部分的教学为例进行阐述。
“算法”是程序与计算系统的灵魂[4],“算法”知识部分的教学采取案例驱动的教学方式,以旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)为例展开,全面讲授如何探索出为解决TSP问题而采取的确定的、有限的步骤,即算法;此算法如何经过不断细化,最终能用计算机语言来表达,进而被计算机执行,产生TSP问题的最终计算结果。
TSP问题的求解过程及思维方法包括:数学建模(相关课程:数学建模,离散数学之集合论与图论、数理逻辑等)算法策略设计(相关课程:算法设计与分析)算法的数据结构设计算法的控制结构设计(相关课程:算法与数据结构)算法的程序设计(相关课程:高级语言程序设计)算法的正确性分析(相关课程:算法设计与分析)算法的复杂性分析(相关课程:计算理论与计算复杂性)。
在讲授“算法的数据结构设计”时,引入Vcompter软件进行演示,使学生更易理解数据之间的逻辑关系以及这些逻辑关系如何在计算机中得以实现。为了让学生更容易接受“算法的控制结构设计”,利用可视化工具软件Raptor演示“顺序结构”、“选择结构”、“循环结构”。考虑到大学一年级学生还没有高级语言程序设计的基础,采用简单易学的可视化编程软件Raptor进行“算法的程序设计”的学习。如图1所示:
二、教学模式设计
“算法”知识部分的教学采取目前被计算机教育界积极倡导的MOOC/SPOC及基于Moodle的混合式教学模式。
首先,学生通过互联网进入“中国大学MOOC”,报名参加战德臣教授等教学名师的大学计算机在线课程,利用课余时间,通过在线方式学习相关知识。
其次,任课教师课前将“计算机导论”课程教学大纲、教学日历、教学课件、教学微视频、作业等信息上传到基于Moodle的在线学习平台,学生在线学习及下载使用。
再次,学生完成作业后通过基于Moodle的在线学习平台进行作业提交,教师在线下载学生作业并进行线下批阅,批阅后在线将分数及评语反馈给学生。
最后,学生利用基于Moodle的在线学习平台的即时聊天、讨论区功能,对“计算机导论”课程中遇到的问题,通过聊天工具在线向老师进行提问,或者通过讨论区出来,学生和教师在线或离线讨论。
MOOC/SPOC及基于Moodle的混合式教学模式可以解决有限的课堂教学时间与学生基础参差不齐的矛盾。学生们利用丰富、优质的课外教学资源提前学习或者课后复习,教师也可以及时发现学生的问题,有针对性地解决学生的问题。当然这样的教学改革对学生学习的主动性和自觉性,以及教师的敬业精神和业务水平都提出了更高的要求。
三、总结与展望
地方普通高校在“计算机导论”课程教学中,以用计算思维改造计算机导论、计算机导论要培养计算思维和信息素养的方针和原则为指导,融合董荣胜教授、战德臣教授的大学计算机基础课程知识体系的研究成果,结合本地高校学生的实际和人才培养目标,汲取已开展计算思维教学改革的高校的教学经验,积极探索适合本地高校的MOOC/SPOC及基于Moodle的混合式“计算机导论”的教学模式。
参考文献:
[1]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,(09):5-9.
[2]董荣胜.计算机科学导论――思想与方法[M].北京:高等教育出版社,2013.
计算机思维的培养范文6
自改革开放深入实施后,各国交流日益密切。在此基础上,国家逐渐加强对人才的重视,如何高效培养创新性人才,是各国高校都比较关注的问题。尤其在近年来,计算机逐渐被广泛应用到各领域后,加强对人才计算机基础教育思维能力的培养,成为未来人才培养的重点方向。从某种角度而言,提高人才的计算机水平,提高其思维能力,对于促进人才全面发展,具有重要的作用。因此,本文展开对计算机基础教育思维能力的培养路径分析,对于日后促进计算机人才的发展,具有现实性研究价值和意义。
1 基础教育与思维能力
(1)基础教育
基础教育主要是指在学习过程中,为了掌握更多学问和知识,而学习的具有基础性价值的知识[1]。基础教育是学习其他知识的基础和前提,通过基础教育,能够使学习者掌握扎实的基本功,从而为学习其他学习、其他类型的知识奠定基础。计算机基础教育,就是在学习计算机综合知识前,掌握计算机的基础性知识,比如计算机的构成、计算机键盘中英文的含义以及五笔打字等。
(2)思维能力
思维能力是人们在生活与学习过程中,对遇到的问题进行分析、概括与总结,是比较抽象的过程。思维能力所涵盖的能力较多,包括分析能力、理解能力、推理能力和判断能力等[2]。通常来说,思维能力作为学习能力的核心,提高人们的思维能力,对于人们有效解决问题,具有重要的影响。因此,在教育教学中,应充分重视对学生思维能力的培养。
2 计算机基础教育思维能力实践活动分析
(1)计算机“一串”教学模式
在对计算机基础教育思维能力实践活动进行分析时,首先从计算机“一串”教学模式展开探讨。从某种角度而言,“一串”教学模式就是针对学生的理解和学习能力,对学生思维创新拓展的训练。在计算机基础课程教育教学中,通常需要学生结合本专业的实际教学内容,将相应的教学内容进行编程,实现对计算机教学内容的根本掌握。在教学前,根据学生所学的计算机基础课程难易程度不同,将其分为四个层次,即A、B、C、D四个层次。A层次是最高级,通常为软件和通信类学生;B层次为次级,通常是科学技术类学生;C层次为一般级,通常是运输类学生;D层次为最低级,通常是英语类学生。通过分层次后,对各层次的创新培养教学方案加以制定[3]。在教学前,会指导B层次学生对适合其能力的教学测试题进行作答,若答题结果较好,则对所有层次学生按照原定的A套教学方案进行教学。若答题结果不好,则对所有层次学生按照B套教学方案进行教学。同时,在教学过程中要根据学生的实际理解和学习能力,适当调整教学方案。
(2)计算机“二横”教学模式
在对计算机基础教育思维能力实践活动进行分析时,“二横”教学模式也是比较重要的[4]。“二横”教学模式即“两步走”教学模式,在计算机教学过程中通过两步走的方式完成教学。第一步,主要是在现有教学目标和教学方案的基础上,采用实例程序设计教学方法。在基础课程教学中,以实际的计算机程序实例设计为主要的教学内容,使学生根据对实例程序设计的分析,自主学习基础知识,实现对程序的独立学习和设计。在此过程中,教师仅起到指导和引导的作用,并对学生在学习中遇到的问题加以收集和整理,针对难点性问题,教师进行统一的指导和讲解。第二步,分层次学习。在计算机基础课程教育中,应根据授课和实验的比例进行分层次教学,授课比例为1,实验比例为2。教师在计算机机房利用1/3的课程时间对学生进行授课,并通过实践的方式向学生讲解处理问题的方法。利用2/3的课程时间,指导学生前往实验室通过学习的内容,自行开发程序软件并完成实验任务。
3 计算机基础教育思维能力的培养路径研究
(1)重?计算机基础类课程的教育
在计算机基础教育思维能力培养中,应充分加强对计算机基础类课程教育的重视。在计算机教育中,基础类课程教育就是培养学生了解计算机、会使用计算机等[5]。如图1所示为计算机基础课程教学体系,根据图中教学体系的显示,能够明确高校计算机基础类课程,分为三个层次。对于大学计算机基础,其主要是为了提高学生对计算机系统的认知,为了解决基础性的问题。对于程序设计类课程问题,是为了学生学习专业计算机知识奠定基础的,学习内容相对简单。对于科研创新课程教育,则是从专业计算机教学角度出发,提高学生创新意识和研发能力的。因此,在重视计算机基础课程教育时,可以根据学生的学习层次进行合理选择。
(2)重视技术型和交叉型课程的教育
计算机技术型教育和交叉课程教育,对计算机学生思维能力的培养,也具有重要的影响。在计算机技术课程教育中,其教学目标主要是通过计算机知识的传授,充分实现对学生利用计算机软件或是硬件技术解决问题的能力培养。在高校计算机基础课程教育中,应明确技术型课程教育的重要性,并将其应用到学生思维能力培养中。此外,在交叉型课程教育中,其主要是通过对学生计算机基础课程的讲授,使学生比较熟练地运用计算机[6]。在重视计算机交叉课程的教育时,需要对交叉课程教育基本目标加以了解,并根据交叉课程的具体教学内容,依据学生对计算机的实际需求,制定个性化的计算机交叉基础课程思维能力培养方案。由此,为学生计算机基础教育思维能力的提升,奠定基础。
(3)引入新的计算机基础教育教学理念和手段
在计算机基础教育教学中,教学理念和教学手段是尤为必要的[7]。因此,在对计算机学生基础教育思维能力进行培养时,要注重对教学理念和教学手段的创新。在教学理念中,计算机教师要充分转变传统的教学理念。在计算机基础课程教学中,充分以学生为教学主体,在学生学习计算机基础相关知识时,教师在一旁进行指导或是引导,收集学生在学习时遇到的各种问题。在学生自主学习完成后,针对教学中的难题进行引导和讲解,提高学生在计算机基础课程中的自主学习能力。在教学手段中,计算机教师可以利用微信公众号平台的方式,使学生深切地感受到电子信息技术在人们生产生活中的重要性。由此,从根本上激发学生对计算机知识的兴趣,能够认真、自主的完成对计算机课程知识的学习。
(4)创新计算机基础教育思维能力的教学方法
在计算机基础教育思维能力培养时,要创新教学方法,提高计算机学生的思维转换能力。计算机教师在展开基础教育时,要根据教育思维的教学理念,对计算机教学方法进行创新。首先,要明确计算机基础教育的教学目标[8]。主要是为了通过对学生的计算机基础知识教育,提高学生对计算机知识的掌握能力,首先对其创新能力和思维能力的培养。其次,要明确教学重点,解决教师在计算机基础课程教学中如何教、学生如何学的问题。最后,针对提出的计算机基础课程教学问题,计算机教师可以借助“一串”教学和“二横”教学,根据学生的不同专业、对计算机课程知识的需求程度,为学生进行编层,为学生需要学习的计算机基础知识进行编程,从而使学生能够学习到与其能力相适应和其实际所学要的计算机基础知识,使计算机学生能够真正地做到学以致用。