基于計(jì)算思維的網(wǎng)站設(shè)計(jì)論文范文
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1在課堂教學(xué)中引入計(jì)算思維
1.1當(dāng)前教學(xué)存在的問(wèn)題當(dāng)前教學(xué)主要講解PHP語(yǔ)法知識(shí)、技術(shù)運(yùn)用及數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)時(shí)不知如何下手，教學(xué)效果不能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。網(wǎng)站開(kāi)發(fā)看似簡(jiǎn)單實(shí)則繁雜，而計(jì)算思維采用抽象和分解來(lái)設(shè)計(jì)巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，這正好可運(yùn)用到網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中。在教學(xué)中引入計(jì)算思維概念，著重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，能很好地解決當(dāng)前教學(xué)遇到的問(wèn)題。
1.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)教師應(yīng)以計(jì)算思維為導(dǎo)向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力，可據(jù)此在課堂教學(xué)中淡化基本語(yǔ)法的講解，著力設(shè)計(jì)問(wèn)題，促使使用計(jì)算思維的方式解決問(wèn)題并強(qiáng)化語(yǔ)法知識(shí)的學(xué)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分：知識(shí)理論篇和案例篇。知識(shí)理論篇主要包括計(jì)算思維概述、HTTP協(xié)議、基本語(yǔ)法、數(shù)組、字符、函數(shù)、文件、日期、類(lèi)和對(duì)象、Cookie、Session、MySQL等；案例篇以設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)站為例講解如何使用計(jì)算思維把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。教師可以在組織具體教學(xué)內(nèi)容時(shí)以問(wèn)題為切入點(diǎn)，安排相應(yīng)語(yǔ)法知識(shí)的講解，同時(shí)涉及某些計(jì)算思維能力的使用。那么什么樣的能力是計(jì)算思維能力呢？我們可把計(jì)算思維分解為一些特征點(diǎn)，這些特征點(diǎn)包括（但不僅限于）如下概念：規(guī)約、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)、系統(tǒng)恢復(fù)、啟發(fā)式、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、調(diào)度、折中、優(yōu)化等[3]。在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)可盡量包括這些計(jì)算思維能力，如設(shè)計(jì)階乘的問(wèn)題來(lái)介紹函數(shù)，采用遞歸的計(jì)算思維解決問(wèn)題；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)加減乘除的簡(jiǎn)單計(jì)算器問(wèn)題介紹類(lèi)和對(duì)象，采用抽象的計(jì)算思維求解問(wèn)題。教學(xué)內(nèi)容的組織難在問(wèn)題的設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)的問(wèn)題要盡量涵蓋上述計(jì)算思維能力，這在短期內(nèi)很難完成，是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程。
1.3教學(xué)手段多樣化目前大部分高校主要采用課堂講授的方式教學(xué)，該教學(xué)方式重在教，學(xué)生是被動(dòng)的學(xué)習(xí)。計(jì)算思維的教學(xué)模式重點(diǎn)是啟發(fā)式教學(xué)，即在有限的課堂學(xué)時(shí)下引入多種教學(xué)手段輔助教學(xué)，可考慮采用如下教學(xué)手段。（1）MOOC教學(xué)。國(guó)內(nèi)外頂尖大學(xué)設(shè)立了許多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，在網(wǎng)上提供免費(fèi)課程。由于課時(shí)有限，教師在課堂上無(wú)法仔細(xì)講解某些知識(shí)點(diǎn)，可讓學(xué)生在課外通過(guò)MOOC學(xué)習(xí)。（2）課堂討論。教師可采用課堂討論的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在討論課上設(shè)計(jì)問(wèn)題讓學(xué)生討論如何解決問(wèn)題，最后教師點(diǎn)評(píng)并歸納出解決此類(lèi)問(wèn)題可采用的計(jì)算思維能力。（3）視頻教學(xué)。任課教師可收集制作與課程有關(guān)的教學(xué)視頻，學(xué)生可在課后觀看學(xué)習(xí)。（4）課程論壇。教師可建立課程論壇，提供與課程相關(guān)的資料下載，及時(shí)解答學(xué)生提出的問(wèn)題，還可發(fā)起對(duì)某個(gè)問(wèn)題的討論。新技術(shù)的出現(xiàn)使得授課方式更加多樣化，教師可在教學(xué)中充分利用這些新技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、積極地學(xué)習(xí)，改變傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)灌輸式教學(xué)方式，以問(wèn)題求解為導(dǎo)向，啟發(fā)學(xué)生思考如何解答問(wèn)題并歸納解答問(wèn)題時(shí)運(yùn)用的計(jì)算思維。
2在實(shí)踐教學(xué)中融入計(jì)算思維
目前的實(shí)踐教學(xué)主要是教師布置一定的上機(jī)習(xí)題讓學(xué)生完成，這些上機(jī)習(xí)題與教學(xué)中講授的知識(shí)點(diǎn)有關(guān)，如循環(huán)語(yǔ)句、數(shù)組、函數(shù)等。這樣的實(shí)踐教學(xué)只是強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握，沒(méi)有進(jìn)行思維的訓(xùn)練。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，今天我們學(xué)習(xí)的某門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言或技術(shù)在不久的將來(lái)可能會(huì)被淘汰，學(xué)生不應(yīng)只掌握某門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言或技術(shù)，而應(yīng)掌握求解問(wèn)題的思維，有了思維可以采用新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言或技術(shù)求解出答案。思維的特性決定了它能給人以啟迪和創(chuàng)造想象的空間。思維具有普適性，知識(shí)和技能具有時(shí)間性的局限，而思維則可跨越時(shí)間性，隨著時(shí)間的推移，知識(shí)和技能可能被遺忘，但思維卻可潛移默化地融入未來(lái)的創(chuàng)新活動(dòng)中[4]。計(jì)算思維具有強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)計(jì)算思維能力的最高目標(biāo)是為了創(chuàng)新[5]。
2.1圍繞計(jì)算思維設(shè)計(jì)上機(jī)內(nèi)容實(shí)踐操作是強(qiáng)化學(xué)習(xí)的一種有力手段。教師應(yīng)該圍繞計(jì)算思維精心設(shè)計(jì)每一道上機(jī)習(xí)題，如在設(shè)計(jì)有關(guān)循環(huán)的上機(jī)習(xí)題時(shí)，可設(shè)計(jì)采用窮舉思維解答的習(xí)題：百錢(qián)買(mǎi)百雞[6]。在每次上機(jī)實(shí)驗(yàn)后，教師可設(shè)計(jì)一些類(lèi)似解題思路的習(xí)題讓學(xué)生課后自己練習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。上機(jī)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生求解問(wèn)題的能力上是一種很重要的手段，教師一定要嚴(yán)格把關(guān)，不能放之任之。為了更好地讓學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)，可以建立上機(jī)實(shí)驗(yàn)考評(píng)機(jī)制，對(duì)每位學(xué)生每次上機(jī)實(shí)驗(yàn)情況打分，期末結(jié)束后給出上機(jī)實(shí)驗(yàn)總分并記入期末總評(píng)中，這樣可以激勵(lì)學(xué)生上機(jī)操作，訓(xùn)練他們解決問(wèn)題的能力。
2.2在實(shí)踐教學(xué)中運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在課堂教學(xué)的最后階段，教師會(huì)講解一個(gè)案例（一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)站）的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)案例的講解可以讓學(xué)生了解如何利用科學(xué)系統(tǒng)的方法把一個(gè)龐大而復(fù)雜的問(wèn)題抽象成多個(gè)小而簡(jiǎn)單的問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，教師在實(shí)踐教學(xué)中為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力，會(huì)布置一個(gè)項(xiàng)目讓學(xué)生完成，如分項(xiàng)目小組（3~4個(gè)學(xué)生一組）完成一個(gè)網(wǎng)站，項(xiàng)目時(shí)間規(guī)定在期末前一個(gè)月內(nèi)；每個(gè)小組設(shè)小組長(zhǎng)一名，負(fù)責(zé)分配任務(wù)和進(jìn)度；采用軟件工程方法實(shí)施項(xiàng)目，要求撰寫(xiě)需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等文檔。在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中學(xué)生會(huì)相互配合和團(tuán)結(jié)協(xié)作，他們會(huì)了解團(tuán)隊(duì)精神的重要性，學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維的方式分析求解問(wèn)題，明白計(jì)算思維的重要性。項(xiàng)目完成后，每個(gè)項(xiàng)目小組推薦一名成員以PPT的形式介紹他們的項(xiàng)目并演示網(wǎng)站。教師和學(xué)生一起討論項(xiàng)目的優(yōu)劣，教師應(yīng)對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分并點(diǎn)評(píng)，指出其中的不足和可以進(jìn)一步完善的地方。
3.1練習(xí)的重要性網(wǎng)站設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐操作性很強(qiáng)的課程，其理論知識(shí)并不難，難在實(shí)踐操作。從多年的教學(xué)情況來(lái)看，學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)方面存在較大困難。筆者從與學(xué)生的交流中發(fā)現(xiàn)他們課后練習(xí)較少，課堂上雖然聽(tīng)懂了，但課后沒(méi)有進(jìn)一步的鞏固，很快又忘記了。根據(jù)上面的描述可知練習(xí)對(duì)于掌握一門(mén)課程知識(shí)很重要，布置一定量的作業(yè)是必要的。然而，由于學(xué)習(xí)該門(mén)課程的學(xué)生眾多，批改作業(yè)會(huì)占用教師的大量時(shí)間，建立一個(gè)在線的練習(xí)系統(tǒng)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。
3.2練習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思采用計(jì)算思維的教學(xué)模式，學(xué)生能更快地具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在發(fā)展日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)面前，一些計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)過(guò)時(shí)，但計(jì)算思維能力仍能適用問(wèn)題的求解，因此練習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。初步構(gòu)思是對(duì)專(zhuān)家學(xué)者提出的計(jì)算思維能力進(jìn)行歸納，總結(jié)哪些能力是計(jì)算思維能力。教師可以針對(duì)每種計(jì)算思維能力設(shè)計(jì)一些習(xí)題并加入到練習(xí)系統(tǒng)中，隨著授課進(jìn)度布置相應(yīng)的練習(xí)給學(xué)生做，如講授到函數(shù)這一節(jié)時(shí)可布置與遞歸有關(guān)的練習(xí)，練習(xí)系統(tǒng)可自動(dòng)批改作業(yè)，這樣既可以減輕教師負(fù)擔(dān)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
4結(jié)語(yǔ)
計(jì)算思維是現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)，眾多專(zhuān)家學(xué)者都希望將其引入課程教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，然而解決計(jì)算思維能力培養(yǎng)“落地”的問(wèn)題，還需要做大量艱苦與細(xì)致的研究工作[7]。筆者以網(wǎng)站設(shè)計(jì)課程如何培養(yǎng)計(jì)算思維能力進(jìn)行探討，在計(jì)算思維的教學(xué)模式下對(duì)教學(xué)內(nèi)容及手段進(jìn)行研究，設(shè)想建立一個(gè)練習(xí)系統(tǒng)進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，以后還希望能建立一個(gè)計(jì)算思維的教學(xué)效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)，從而得到有效的反饋，改進(jìn)教學(xué)。
作者：胡珍新單位：江西師范大學(xué)計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院