計算機基礎教學的思維培養范文

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一、計算思維的內容及理解

其實，計算思維的思想自古至今在人們的工作、學習和生活中處處存在，只是一直沒有得到系統的闡述和理論的提升。比如做一道數學題、規劃一條旅游線路、設計一次課堂教學等等，每一個例子都涉及了問題的提出、理解、設計及求解等過程，都使用到了計算思維的方法。計算思維是人本來就有的，不是刻板的技能，是多個層次的抽象。計算思維早在計算機出現之前就已經存在了。計算機出現后，人將自身的計算思維的成果交給計算機去實現自動化。計算機計算能力強大，但卻沒有主動的思維能力，只能對人安排好的步驟去解決問題。而人的計算思維則具有主動性和創造力，人能借助自身的聰穎和想象力賦予計算機以智能和激情，使得計算機的工作不再機械和枯燥。周以真教授將計算思維這一思想上升到了理論的高度，不僅提出了計算思維的概念和定義，認為計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。同時她還對計算思維作了更詳細的表述，將計算思維概括為具體的七大類方法。計算思維不僅適用于計算機學科，而且適用于所有能用計算機去進行輔助研究的學科。計算機學科具有廣泛的社會基礎，而計算思維是所有人都具備的潛在思維。計算思維具有規約、嵌入、轉化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、保護、冗余、容錯、糾錯、系統恢復、啟發式、規劃、學習、調度、折中，優化等特征點，貫穿了人們解決實際問題的始終，包含了解決各種問題以及解決問題的各個階段所有可以采用的核心思想。

二、在計算機基礎教學中應注重計算思維能力的培養

計算機基礎教學主要分為兩大類，一是計算機基礎理論學習，二是程序設計基礎學習。計算機基礎理論的每一章都對應了計算機專業的一門主干課程，內容系統而全面。程序設計基礎內容從語法到算法，知識點零散且繁多。如果教師不將這些內容進行精心的組織和提煉就一股腦灌輸給非計算機專業的學生，那么效果可想而知。進行概念填空式的教學方式已被證明不可行，教師不能再像以往那樣專注于知識點的細枝末節。以前教師都是將整個課程作為一個完整的教學活動，平時講授基本知識點，最后通過期末考試對學生學習效果進行評價。學生在學習每章的知識點時并不知道這些知識點之間有什么聯系，也不知道有什么實際用途。學習完后沒有及時通過形象的系統案例輔助記憶，所以遺忘也很快。期末考試只能測試出學生的應試能力，并不能測試出學生利用所學知識解決問題的能力。計算思維的培養恰好能夠解決這個問題。教師應根據知識點的分布將整個課程分成若干個小的教學活動，不再照本宣科，而是從為什么學、怎樣去學、如何才能學得好、學了有什么用這幾個方面去設計每一次的教學活動，啟發學生如何去思考，發掘學生潛能，每一次的教學活動都是對學生計算思維的一次鍛煉。

1.理論知識的學習學生理論知識的學習主要以課堂教學為主。傳統的課堂教學都是以教師講為主，偶爾的師生互動也僅限于知識點的問答，學生的主觀能動性得不到發揮，計算思維能力得不到培養。教師在課堂教學設計時，應注重資料準備工作，對新知識點的講授不能僅依賴于課本，而更應該聯系實際，特別是聯系學生所學專業。比如在對化學專業的學生講授二進制和八進制時，可將其與化學元素分布規律聯系起來，這樣不僅激發了學生的興趣，而且在無形中將枯燥的純計算機知識變得通俗易學，記憶深刻。教師在課堂上還應該鼓勵學生走上講臺，勇敢發表對所學知識的理解。一旦學生主動思考了，那他們就會很自然地去分析問題，收集信息并找到途徑解決問題。而教師要做的就是拋出問題，對學生解決問題的方式方法提出切實的建議，幫助學生進步。

2.實踐環節的訓練對于計算機基礎教學來說，實踐環節主要分為基本操作和大作業兩部分。基本操作部分由學生根據實驗指導書的要求按部就班完成，大作業則由教師根據教學目標來設計。大作業是對學生基本操作部分學習情況的一個綜合的考核辦法，既測試了學生的基本技能，又培養了學生協同創新的能力。大作業為學生計算思維能力的培養提供了很好的途徑。教師設計大作業時應將規約、嵌入、轉化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、保護、冗余、容錯、糾錯、系統恢復、啟發式、規劃、學習、調度、折中，優化等計算思維的特征點融入其中，簡化實驗要求，明確實驗目的，預留給學生較大的自由發揮的空間。如PowerPoint大作業的布置，可對分組人數、幻燈片的數量、考核知識點（如超鏈接、圖表、聲音等）、演示時間等進行限制，但對文稿主題不做要求。學生在完成大作業時可最大程度地發揮創造力，主動思考，參與到尋找主題、搜集資料、學習技術、測試效果、成果演示一系列的活動之中，真正體會到自己才是教學活動的主體，從而更加積極地投入到下一次的集體教學活動中去。

三、總結

美國人已經提出，在2050年以前要讓地球上每一個公民都具備“計算思維”的能力，要掃“計算機盲”。這里所指的計算機盲并不是指沒有接觸過計算機，沒有掌握計算機基本操作的人，而是指不會利用計算思維解決問題的人。計算思維與人們的工作和生活密切相關，計算思維理所當然地應當成為人類不可或缺的一種生存能力。計算機基礎教學不再僅是教授計算機概念知識和基本操作，而是教會學生利用計算機學科思維去解決實際問題。目前，計算思維在我國還處于比較抽象的概念性傳播和學習階段，還不能直接全面地應用到教學中去。計算思維與具體教學內容的結合案例還需要不斷地去研究和探索。

作者：徐新艷孫冰單位：南京工業大學電子與信息工程學院