浅谈“计算思维”能力培养的教学改革与实践

　　摘 要：在大数据时代背景下，基于数据来做出决策，远远比人们凭借直觉和经验来做出决策更具客观性、科学性。而对大数据的处理，离不开相关工作者的计算思维。计算思维是一种分析和处理数据的基本能力，对于教育领域而言，在计算机教学中培养学生的计算思维，具有十分重要的现实性意义。本文尝试探讨基于计算思维能力培养的教学改革策略，希望本研究能够为教育领域相关人士提供一定的借鉴。

　　关键词：计算思维 能力培养 教学改革 实践

　　在大数据时代，计算机教学拥有前所未有的历史性机遇，同时也面临着一定的挑战。如何把计算思维融入到计算机教学中，已经成为了教育工作者所关注的重点议题。所谓的计算思维，是基于计算机的基础概念，来完成系统设计、理解人类行为等的一系列思维活动。对于教育领域而言，利用计算机基础课程培养学生的计算思维发挥着至关重要的作用。在具体的教育活动开展中，要对传统的教育观念提出了严峻的挑战，不仅仅是完成计算机基础知识的传授，还要注重以严谨的态度来培养学生的一种良好思维习惯，注重培养学生思维模式的形成以及训练。

　　1 计算思维在计算机教学中的重要性

　　伴随计算机在人们日常生活以及社会生产中的广泛应用，可以说，全体社会人员都有学习使用计算机的必要性。对于大学生而言，应该充分利用学习时间，掌握对计算机技术的运用，尤其是利用计算机技术处理大数据。当前，大学生学好计算机基础课程已经不单单是为了学会使用计算机，更是为了养成一种思维方式，即计算思维方式，这种思维方式对大学生而言是受益终身的。从学生的需求出发，教育工作者也要加强计算机教学改革，注重培养学生的计算思维，以符合时代的发展潮流趋势，完成时代所赋予教育工作者的任务。

　　2 计算机教学中要解决的问题

　　当前，时代发展日新月异，科学技术不断进步，社会对当代大学生也提出了更高的要求。那么，计算机教学中培养学生的计算思维能力，要关注哪些方面的问题呢?本文把学生计算思维培养中要解决的核心问题归纳为以下3个方面。

　　第一，计算思维与学生思维能力。计算思维影响着学生的思维方式和思维习惯，从某种意义上而言，计算思维严重影响学生的思维能力。从计算思维的角度来看，不应该是程序化的，应该在多层次上进行思维。同时，计算思维能够帮助学生从更专业的角度来看待学习，并在学习中养成了严谨的思维习惯，自然而然地使用这种计算思维来解决学习和实践中所遇到的问题。

　　第二，计算思维与学生应用能力的培养。从本质上来讲，计算是源自于工程思维，伴随计算机在各行各业中的广泛应用，我们使用计算机的目的在于与世界互动，但是，尽管如此，计算机应用依然存在着一定的局限性，一些工程应用问题始终得不到有效的解决。在这种情况下，计算机学科应运而生。计算机学科的目的在于分析和解决计算机应用中的一系列问题。

　　第三，计算思维与学生创新能力的培养。众所周知，创新是科学进步的基础和前提，而科学有效的思想和方法又是创新不断进步的重要保障。因此，我们有必要掌握先进的思想与方法，并在今后的问题研究过程中，能够从多个角度、全方位地厘清事物之间发生的变化，用已经掌握的科学思想与方法去提出问题、分析问题和解决问题。

　　3 大学计算机课程教学改革与实施方案

　　3.1 基于计算思维能力培养的计算机课程改革新方案

　　所谓的计算思维教育是从一个全新的视角出发，来对计算机教学进行改革。针对当前计算机教学中所存在的问题，来提出一种全新的途径。因此，应该结合计算机课程体系的特点，来引入一种全新的计算思维理念，构建一种全新的计算机课程教学改革方案。

　　3.2 计算机文化素养的提高

　　一般情况下，我国各高等院校把大学计算机基础课程设置在大学一年级。由于大学生来自于不同的地区，他们所具备的计算机文化素养基础不同，考虑到学生个体的差异性，高校还需要积极构建计算机文化教学平台。根据生源的基本信息状况，让学生学循序渐进地接触计算思维相关的教学模式，培养学生对学习计算机基础课程的兴趣，培养学生使用计算机来解决相关问题的习惯。具体来讲，计算机文化教学平台包括实验室展台布置、多媒体软件资源等多种表现形式，包括计算机硬件设备、认知计算机硬件、设备安装与调试等丰富的教学内容，包括调动学生对计算机学习的兴趣，挖掘学生的创造力，让学生对计算机文化有更加深入的了解，并对未来计算机科学发展趋势有一个科学的评估和预测，在未来，能够习惯使用计算机知识来处理海量数据，接受时代赋予的使命与挑战。

　　3.3 创新教学内容和教学资源

　　近年来，伴随科学技术的不断进步与发展，基于计算思维的计算机教学在整个教育体系中也发挥着越来越重要的作用，受到教育工作者的广泛关注。因此，创新教学内容与教学资源，促进计算机基础教学的与时俱进，进而满足新时代背景下学生学习计算机科学的需求是当务之急。具体来讲，创新教学内容主要包括实践教学、课堂教学和立体化教学资源建设3个方面，并对构建更加丰富立体化的教学资源提高了教学的针对性，这些教学资源主要是以音频、视频、图形、图表、媒体、文字等多媒体进行展现，具有简单直观、形式多样、资源优势互补等方面的优点。

　　把案例教学法引入到课堂教学中。为了进一步提高计算机教学的整体质量，以动态调整教学内容的方式，引入案例教学法，能够让学生更加清晰明了地把握教学的重点和难点。同时，充分发挥现代多媒体技术在计算机教学中的重要作用，随时引入新内容、新知识，有助于提高课堂教学的效率。利用多媒体技术能够有效地吸引学生的听讲注意力，提高了学习的兴趣，实现了寓教于乐。

　　3.4 实验设计与实验平台建设

　　众所周知，教学实践是最重要的传播知识的环节，大学计算机基础所涉及的内容较多，涵盖知识面宽泛。如何把计算思维融入到计算机实践教学中，成为了计算机课程教学改革的重点。因此，我们尝试从以下3个方面搭建计算机实验平台：第一，设计计算机实验内容，完成对计算机基础知识的检验、巩固和理解。第二，建设良好的实验环境，来为实验平台建设提供环境支持，进而为培养学生的计算思维能力提供助力。第三，适当调整实验学时的比例。增加实验学时，以教师引导启发为主，培养学生自主完成计算机实验作业。

　　4 结语

　　综上所述，在计算机教学中培养学生的计算思维具有一定的必要性。然而，目前，我国计算机教学中依然存在着诸多方面的问题，需要引起相关教育工作者足够的重视。在今后，相关专家学者还需要从计算机课程改革新方案、提高计算机文化素养、创新教学内容和教学资源以及实验设计与实验平台建设等方面，进一步探讨计算思维能力培养的对策。相关论文可参考：高校医学生计算思维培养模式研究

　　参考文献

　　[1] 李小英,谷长龙,陈娟.浅议基于计算思维的非计算机专业多媒体技术及应用教学改革与实践[A].2014计算机应用技术交流会[C].2014.

　　[2] 赵立双,刘艳春.基于学生“计算思维”能力培养的高校计算机基础教学改革与实践[J].自动化技术与应用， 2015,34(6):95-97

　　[3] 王移芝,金一,周围.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,2014,12(3):11.

《浅谈“计算思维”能力培养的教学改革与实践》

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