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【摘 要】以计算思维为核心的计算机基础教学改革势在必行，本文从改革教学内容进行分类教学、重新设置课程体系和侧重问题求解教学方法几个方面做出初步探索。
【关键词】计算思维 计算机基础教学
【项目支持】湖南师范大学校级教改项目《计算机基础二》
【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0050-02
一、引言
计算思维是2016年美国卡内基梅隆大学计算机系主任周以真教授提出并定义的：计算思维就是使用计算机的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。这是继数学思维、逻辑思维之后提出的第三大思维科学，是每个人必备的基本技能，如同阅读、写作和算术。在未来，计算思维将指导人们用计算机求解问题的方式来科学合理地解决工作生活中的诸多问题，如：如何快速起草文件并分发给各部门；去访问多个城市如何制定最佳路径；面对多项事务时如何进行最优并行处理；在海量数据中如何快速定位查找目标？美国大学通识教育非常重视大学生计算思维能力的培养。从2006年开始美国国家科学基金会先后启动了四项国家计划，旨在振兴美国的计算機教育，培养学生计算思维能力，促进工程技术和自然科学领域产生出革命性创新成果。近几年，国内一些知名高校和科研院所也开始了计算思维的相关研究和探讨工作。这其中包括北京大学、清华大学、上海交通大学在内的九所高校经过多次研讨后，促成教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会发布计算机基础教学发展战略：计算思维是计算机基础教学的核心任务，现今教学改革重心是加强计算思维能力培养为核心的计算机基础课程建设。
二、计算思维教学面临的问题
1、无成熟完整体系可借鉴
由于计算思维是一个新鲜事物，国内从事该研究的高校和科研机构还不是很多，且相关的研究工作也是非常有限。因此，计算思维的精准定义、特征、原理等都没有完全达成共识，“以计算思维为核心”的计算机基础课程体系、教学方法、教学资源以及评价体系等也都还在不断地建设和完善中，在国内当前还没有成熟完整的体系可借鉴和引用。所以，当前计算机基础课程教学出现了多极分化的局面。走在改革前沿的高校，像上海交通大学、南方科技大学已面向2010级新生开设了全新的计算机基础课程――《计算思维导论》，开始了以计算思维为核心的课程改革教学实践。大部分高校还处于研讨和筹备阶段，本人所在高校湖南师范大学2014年7月成功举办了“湖南省计算思维导向的大学计算机课程教学高级研修班”，旨在提高湖南省青年骨干教师的计算思维认识和教学水平。本校的计算思维导向的计算机改革也在教学课程体系、教学方法、教学评价等方面逐步铺开。据了解，还有一部分二本及高职院校计算机教学还是按照原来方式进行，没有上升到培养学生思维的层次。
2、课程体系陈旧，教学内容、教学方法没有体现计算思维
目前，大部分高校还是沿多年来的大学计算机基础课程体系，第一学期学习大学计算机文化基础，第二学期学习一门程序设计语言。走在改革前沿的高校所推出的能体现计算思维的课程也是凤毛翷角，屈指可数。计算思维是蕴涵在广大计算机课程中的，比如程序设计、数据库、计算机原理、软件工程、计算机算法、图形图像处理等等。因此，有必要紧跟时代步划对现有课程体系进行重新设计和调整。增加学生感兴趣且能体现计算思维的课程，让学生有更多的选择和更广的知识面，能进行更多的计算思维的学习和实践。此外，停留在技能培养层次上的教学内容和教学方法，都要进行以培养计算思维能力为目标的改变。计算思维的培养应在教学内容和教学方法上明显地体现出来。
三、实现“计算思维培养”策略初探
1、分类教学，重新设计教学内容
“因材施教”，就是不同的学生个体应该进行差异化教学，这种以学生为中心的教学理念更有利于每个学生的全面发展。然而，高校大学计算机基础教育作为通识教育课程往往被曲解为大家都共同学习的课程，所以，不管什么专业，不管学生已有计算机水平怎么样，大家都修一样的课程。这一点，本人感受深刻。多年来，我校没有进行理科、文科和艺术类的专业区分教学，给学生学习带来了不少的疑惑和难度，特别是对于艺术类学生想学的跟专业挂钩的软件学不上，相反跟专业毫不相干的课程却晦涩难懂。因此，有必要针对不同专业将教学内容进行重新设计，应更加贴近专业领域相关知识。如：中文类可加强各种高级文案及常规数据统计分析等办公软件的学习；数学类可学习Matlab数学软件的应用；美术设计类可加强图形图像和辅助设计软件的学习；新闻编导类可进行视频剪辑处理软件的学习。这样，通过使用计算机的相关知识来解决本专业的一些问题，使计算思维的学习落在实处，让学生想学爱学，并能切切实实学好，并为学生以后在本专业的长足发展打下坚实的基础。
2、重新设置课程体系
计算思维的培养不是一两门课就能实现的，针对当前非计算机专业计算机课程较少的现状，应该设置更多的能体现计算思维的课程供不同专业学生选择，完善相关课程群的建设。在美国，像麻省理工学院、斯坦福大学、芝加哥大学、卡内基梅隆大学等，他们的计算机课程都是由计算机学院开出，就算是非计算机专业也一样都有着非常完善的计算机课程体系。特别值得一提的是，如果学完为非计算机专业所开的较低层次的某些课，要是感兴趣，还可接着选修计算机专业的课程。目前，许多高校也正在着手相关课程群的建设。通过向其他学校的调研学习，我校今年推出了新的包含必修和选修两个层次的计算机基础课程群。如图1：
必修 选修
第一学期 大学计算机基础 Office高级应用
Java程序设计
电子商务
手机App应用开发
第二学期 Office高级应用（音乐、体育类） C语言程序设计（医学类）
VFP程序设计与应用（部分理工类）
Access程序设计（部分文科类）
PhotoShop（美术类）
图1 计算机基础教学课程体系
虽然，课程体系设置还有待完善，但相对于以前已有很大改进，基本可满足不同专业层次的课程需求。而且這些课基本上都是应用型的，便于学生在学习时能加以实践操作，在培养应用能力的同时达到训练计算思维的目的。
3、改革教学方法，侧重问题求解和实践
计算思维，说到底是一种利用计算机解决问题的思维。在以计算思维为核心的教学中，应该改变以往教学中侧重讲解知识和传授操作技能的方法，要结合课程知识合理设计问题，让学生多思考、多实践，在解决问题的实践过程中，领悟知识和训练思维。这就需要老师们总结多年教学经验，对本课程的教学用例加以优化和整合，对教学组织形式加以改良。例如，在VFP程序设计与应用课程中，整个课程可围绕开发一个学生成绩管理系统而进行。将学生分成多个项目小组，以项目开发的流程来学习整个课程知识。先整体介绍系统功能和需解决的问题，然后将系统分而治之，分解成课程对应知识点的功能模块和小问题，逐一去学习和解决。如：系统底层数据设计可在数据库（表）部分完成，查询功能设计可在学习SQL语句和查询设计器中完成，界面设计可在表单和菜单部分进行，生成运行程序可在项目管理器部分进行。提出问题，思考问题，结合所学知识解决问题。这样让学生对所学知识感觉更具体和直观，能学以致用，学有所获。为了保证学生在今后的学习中有充足的时间动手实践，我校为此将实践课时大大提高，与理论课时的比例调高至2：1。这些都是为顺利开展以解决问题为出发点的计算思维学习提供强有力的支持。
四、结束语
以计算思维为核心的计算机基础教学改革任重而道远，相信在众多计算机教育工作者的共同努力下，这项改革能取得成效，造福于广大学生，造福于中国教育。
参考文献：
[1]冯博琴. 对于计算思维能力培养“落地”问题的探讨.中国大学教学.2012-9
[2]刘晓霞. 美国名校计算机本科教学体系现状分析.高等理科教育.2006-11
作者简介：
邓冬梅，1974年出生，湖南师范大学副教授，研究方向：计算机软件
【关键词】计算思维 计算机基础教学
【项目支持】湖南师范大学校级教改项目《计算机基础二》
【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0050-02
一、引言
计算思维是2016年美国卡内基梅隆大学计算机系主任周以真教授提出并定义的：计算思维就是使用计算机的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。这是继数学思维、逻辑思维之后提出的第三大思维科学，是每个人必备的基本技能，如同阅读、写作和算术。在未来，计算思维将指导人们用计算机求解问题的方式来科学合理地解决工作生活中的诸多问题，如：如何快速起草文件并分发给各部门；去访问多个城市如何制定最佳路径；面对多项事务时如何进行最优并行处理；在海量数据中如何快速定位查找目标？美国大学通识教育非常重视大学生计算思维能力的培养。从2006年开始美国国家科学基金会先后启动了四项国家计划，旨在振兴美国的计算機教育，培养学生计算思维能力，促进工程技术和自然科学领域产生出革命性创新成果。近几年，国内一些知名高校和科研院所也开始了计算思维的相关研究和探讨工作。这其中包括北京大学、清华大学、上海交通大学在内的九所高校经过多次研讨后，促成教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会发布计算机基础教学发展战略：计算思维是计算机基础教学的核心任务，现今教学改革重心是加强计算思维能力培养为核心的计算机基础课程建设。
二、计算思维教学面临的问题
1、无成熟完整体系可借鉴
由于计算思维是一个新鲜事物，国内从事该研究的高校和科研机构还不是很多，且相关的研究工作也是非常有限。因此，计算思维的精准定义、特征、原理等都没有完全达成共识，“以计算思维为核心”的计算机基础课程体系、教学方法、教学资源以及评价体系等也都还在不断地建设和完善中，在国内当前还没有成熟完整的体系可借鉴和引用。所以，当前计算机基础课程教学出现了多极分化的局面。走在改革前沿的高校，像上海交通大学、南方科技大学已面向2010级新生开设了全新的计算机基础课程――《计算思维导论》，开始了以计算思维为核心的课程改革教学实践。大部分高校还处于研讨和筹备阶段，本人所在高校湖南师范大学2014年7月成功举办了“湖南省计算思维导向的大学计算机课程教学高级研修班”，旨在提高湖南省青年骨干教师的计算思维认识和教学水平。本校的计算思维导向的计算机改革也在教学课程体系、教学方法、教学评价等方面逐步铺开。据了解，还有一部分二本及高职院校计算机教学还是按照原来方式进行，没有上升到培养学生思维的层次。
2、课程体系陈旧，教学内容、教学方法没有体现计算思维
目前，大部分高校还是沿多年来的大学计算机基础课程体系，第一学期学习大学计算机文化基础，第二学期学习一门程序设计语言。走在改革前沿的高校所推出的能体现计算思维的课程也是凤毛翷角，屈指可数。计算思维是蕴涵在广大计算机课程中的，比如程序设计、数据库、计算机原理、软件工程、计算机算法、图形图像处理等等。因此，有必要紧跟时代步划对现有课程体系进行重新设计和调整。增加学生感兴趣且能体现计算思维的课程，让学生有更多的选择和更广的知识面，能进行更多的计算思维的学习和实践。此外，停留在技能培养层次上的教学内容和教学方法，都要进行以培养计算思维能力为目标的改变。计算思维的培养应在教学内容和教学方法上明显地体现出来。
三、实现“计算思维培养”策略初探
1、分类教学，重新设计教学内容
“因材施教”，就是不同的学生个体应该进行差异化教学，这种以学生为中心的教学理念更有利于每个学生的全面发展。然而，高校大学计算机基础教育作为通识教育课程往往被曲解为大家都共同学习的课程，所以，不管什么专业，不管学生已有计算机水平怎么样，大家都修一样的课程。这一点，本人感受深刻。多年来，我校没有进行理科、文科和艺术类的专业区分教学，给学生学习带来了不少的疑惑和难度，特别是对于艺术类学生想学的跟专业挂钩的软件学不上，相反跟专业毫不相干的课程却晦涩难懂。因此，有必要针对不同专业将教学内容进行重新设计，应更加贴近专业领域相关知识。如：中文类可加强各种高级文案及常规数据统计分析等办公软件的学习；数学类可学习Matlab数学软件的应用；美术设计类可加强图形图像和辅助设计软件的学习；新闻编导类可进行视频剪辑处理软件的学习。这样，通过使用计算机的相关知识来解决本专业的一些问题，使计算思维的学习落在实处，让学生想学爱学，并能切切实实学好，并为学生以后在本专业的长足发展打下坚实的基础。
2、重新设置课程体系
计算思维的培养不是一两门课就能实现的，针对当前非计算机专业计算机课程较少的现状，应该设置更多的能体现计算思维的课程供不同专业学生选择，完善相关课程群的建设。在美国，像麻省理工学院、斯坦福大学、芝加哥大学、卡内基梅隆大学等，他们的计算机课程都是由计算机学院开出，就算是非计算机专业也一样都有着非常完善的计算机课程体系。特别值得一提的是，如果学完为非计算机专业所开的较低层次的某些课，要是感兴趣，还可接着选修计算机专业的课程。目前，许多高校也正在着手相关课程群的建设。通过向其他学校的调研学习，我校今年推出了新的包含必修和选修两个层次的计算机基础课程群。如图1：
必修 选修
第一学期 大学计算机基础 Office高级应用
Java程序设计
电子商务
手机App应用开发
第二学期 Office高级应用（音乐、体育类） C语言程序设计（医学类）
VFP程序设计与应用（部分理工类）
Access程序设计（部分文科类）
PhotoShop（美术类）
图1 计算机基础教学课程体系
虽然，课程体系设置还有待完善，但相对于以前已有很大改进，基本可满足不同专业层次的课程需求。而且這些课基本上都是应用型的，便于学生在学习时能加以实践操作，在培养应用能力的同时达到训练计算思维的目的。
3、改革教学方法，侧重问题求解和实践
计算思维，说到底是一种利用计算机解决问题的思维。在以计算思维为核心的教学中，应该改变以往教学中侧重讲解知识和传授操作技能的方法，要结合课程知识合理设计问题，让学生多思考、多实践，在解决问题的实践过程中，领悟知识和训练思维。这就需要老师们总结多年教学经验，对本课程的教学用例加以优化和整合，对教学组织形式加以改良。例如，在VFP程序设计与应用课程中，整个课程可围绕开发一个学生成绩管理系统而进行。将学生分成多个项目小组，以项目开发的流程来学习整个课程知识。先整体介绍系统功能和需解决的问题，然后将系统分而治之，分解成课程对应知识点的功能模块和小问题，逐一去学习和解决。如：系统底层数据设计可在数据库（表）部分完成，查询功能设计可在学习SQL语句和查询设计器中完成，界面设计可在表单和菜单部分进行，生成运行程序可在项目管理器部分进行。提出问题，思考问题，结合所学知识解决问题。这样让学生对所学知识感觉更具体和直观，能学以致用，学有所获。为了保证学生在今后的学习中有充足的时间动手实践，我校为此将实践课时大大提高，与理论课时的比例调高至2：1。这些都是为顺利开展以解决问题为出发点的计算思维学习提供强有力的支持。
四、结束语
以计算思维为核心的计算机基础教学改革任重而道远，相信在众多计算机教育工作者的共同努力下，这项改革能取得成效，造福于广大学生，造福于中国教育。
参考文献：
[1]冯博琴. 对于计算思维能力培养“落地”问题的探讨.中国大学教学.2012-9
[2]刘晓霞. 美国名校计算机本科教学体系现状分析.高等理科教育.2006-11
作者简介：
邓冬梅，1974年出生，湖南师范大学副教授，研究方向：计算机软件