面向计算思维培养的大学计算机基础教学

面向计算思维培养的大学计算机基础教学

摘要：针对大学计算机课程的教学特点，探讨以计算思维为核心内容的大学计算机基础课程的教学改革，提出“分类培养、专业融合”的理论教学方法和“两个阶段培养”的实验教学方法，指出该教学改革能有效提高计算机基础教学效果、使学生在获得专业知识与技能过程中，训练和培养计算思维能力，

关键词：计算思维；大学计算机基础；教学改革

1.计算思维是改变大学计算机基础课程现状的核心推力

计算思维（Computational Thinking）是美国卡内基梅隆大学计算机系周以真教授提出的概念，其定义为“运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”。计算思维反映了计算机技术本质特征和解决问题的核心方法，能够提升非计算机专业学生的计算素养，培养学生用计算机处理和解决领域问题时的思维方法和表达形式，对学生有深远影响。2010年陈国良院士提出将“计算思维能力培养”作为计算机基础课程教学改革切入点的倡议，2012年7月，教指委在西安举办了“第一届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”。2013年7月“第二届计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”在成都召开。这些都表明，增强计算思维能力的培养已成为非计算机专业计算机课程教学改革的重要方向。

大学计算机基础是大学本科的公共基础课程，通常作为大学第一学期的课程。当前，在该课程教学过程中存在一些问题，已经引起广泛关注：首先，多数教学内容是计算机专业知识的浓缩，缺乏主线，显得多而杂；其次，实践环节侧重软件工具使用，由于不少学生在高中阶段已经掌握这些工具的使用，导致其失去对该课程的学习兴趣。不少专业教师和教育管理者已经针对课程教学中存在的问题进行了有益探索与实践，例如，面向多类专业不同计算机基础的学生，组织了分类教学，收到一定效果，但没有从根本上改变课程现状。而以计算思维教育与训练为核心实施大学计算机基础的改革与创新，能从根本上改变该课程的现状，并有效提升教学质量与效果。

2.大学计算机基础课程教学过程体现计算思维培养

2.1亟待解决的问题

课程的改革目标是让学生在学习计算机核心知识和掌握应用工具的基础上学习运用高效的思维去思考，将无意识的计算思维教学理念提升到有意识、系统性的计算思维教学。力求从根本上扭转目前大学计算机基础课程所面临的教学困境。针对以上目标，需要以计算思维为核心重构教学内容，并通过合适的教学实践手段和方法使得这些重构的内容能够被学生接受和理解。通过分析，提炼出要解决的具体问题如下：