体育院校以计算思维为导向的计算机基础课程改革研究

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　　摘  要：计算机基础课程是计算机科学与相关专业之间连接的纽带，在体育院校计算机基础课程教学中，融入计算思维的概念，对于学生运用计算思维来解决体育学科中遇到的问题具有十分重要的意义。该文在对当前体育院校计算机基础教学存在问题进行分析的基础上，探讨了在计算机基础教学中如何融入计算思维，提出需重新设计教学内容框架，改革教学方式，并给出了具体的可操作模式，具有一定的实用价值。
　　关键词：计算机基础  计算思维  体育院校  教学模式  教学改革
　　中图分类号：G642    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（a）-0129-03
　　《计算机应用基础》课程是大部分高校学生入学后的第一门信息技术课程，该课程旨在培养学生使用计算机知识和技术进行分析和解决实际问题的能力，提升学生的创新意识，培养学生的信息素养，为学生学习后继课程打下坚实的信息技术基础。在体育院校，对于非计算机专业，《计算机应用基础》可能是唯一一门信息技术课程，其重要性自然是不言而喻的。
　　近年来，随着中小学信息技术课程的普及，很多高校认为计算机基础知识学生在中小学阶段都学过了，大学里再开设就没有意义，很多高校的大学计算机基础课程正在被弱化，在制定教学计划时首先考虑减少公共基础课程的学时，加上在多年的教学实践中，计算机基础课程基本上以讲授计算机的基本概念以及流行软件的使用为主。面对这种情况，学生和教师，乃至于教育界的专家学者都在质疑大学计算机基础课程是否有存在的必要，导致课程被贬值，课时被挤压，大学计算机基础课程面临着巨大的挑战[1]。
　　因此迫切需要对计算机基础课程进行教学改革，使得计算机基础教学回归计算机基础课程的本质，该课程应当像大学物理、高等数学等公共课一样，不是简单的技术学习，而是要培养一种思维方式，能够让学生在求解问题的同时掌握一种终身受用的思维方法。
　　1  计算思维基本概念
　　计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，由周以真[2]于2006年3月首次提出。2010年，周以真教授又指出计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的思维过程，其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。
　　计算机学科是计算思维的代表学科，思维的训练是一个长期的过程，在计算机基础教学中，不是仅仅通过几节课就要求学生了解计算思维的内涵，而要通过营造环境、设计案例让学生潜移默化地掌握思维的方法[3]。
　　2  体育院校大学计算机基础教学存在问题分析
　　目前的信息技术课程普遍注重操作技能及应用能力的培养，但学生对于计算机科学技术的发展思想和理论认知不足，很难养成对问题求解、系统设计和行为理解的计算思维能力。在实际教学过程中，很多人包括计算机教师都对计算机基础课程教学存在误区，认为计算机就是个工具，计算机基础教学就是教学生怎么将计算机作为工具使用。这种“狭义工具论”[4]，使得学生逐渐淡化对计算机学科的系统认识，无法掌握计算机科学的核心思想和方法。究其原因如下。
　　一是教学内容更新不及时。计算机基础教学几十年来的教学内容几乎没有更新，在教学内容的组织上依然以各种常用软件的使用为重点，没有充分运用计算思维对课堂内容进行重新梳理和构造。
　　二是课堂教学学生参与度低。课堂教学依然是知识传授型教学，学生参与度不高，不能真正激发学生学习兴趣，更谈不上计算思维的培养了。
　　三是优质数字资源缺乏。近几年出现了很多网络教学平台、网络课程等数字资源，初衷是打破时空限制，让学生能利用资源开展自主学习，但当前的教學资源普遍存在的问题一是内容重复的比较多，二是网络资源脱离课堂教学，没有融入到日常的教学活动中，三是网络资源内容更新缓慢，缺乏能根据实际教学过程动态变化的教学资源。
　　大学计算机基础教育的目的在于使学生熟练运用计算机技术及计算思维解决各自专业领域相关问题，而不仅局限于对计算工具的简单运用。在体育院校，由于学生文化课水平较低，计算机课程的开设更倾向于实用软件的教学，对于理论部分涉及较少，距离计算思维的培养还是有很大距离的。实际上，体育学科有自身的特点，很多体育学科离不开计算机的辅助，在计算机基础教学中融入计算思维，对于学生运用计算思维来解决体育学科中遇到的问题具有十分重要的意义。
　　该课题的目的在于推进体育院校计算机基础课程改革，在计算机基础课程教学中融入计算思维理念，以培养大学生的可持续学习和发展的能力，最终达到不仅授人以鱼，更要授人以渔的目的。
　　3  计算思维导向的大学计算机基础课程改革探索
　　计算机基础课程是计算机科学与相关专业之间连接的纽带，合理运用计算思维，可以更好地解决该专业问题，起到事半功倍的效果。因此，在体育院校计算机基础课程教学中，应当融入计算思维的概念，使得计算机基础课程回归它的基础地位，培养学生运用计算思维解决该专业的实际问题[5]，使得学生逐步具备可持续发展的再学习能力，对于将来学生走向社会依然具备自我学习能力的培养具有十分重要的作用。
　　在此，笔者做了一些尝试，希望能为体育院校计算机基础课程改革提供一些思路。
　　3.1 重新设计教学内容框架
　　3.1.1 理论部分
　　大学计算机基础课程教材涉及到的理论部分比较简单，对于很多问题的阐述浅尝辄止，不能很好地体现计算思维的概念，因此在教学内容上需要做一些改变，尽可能体现计算思维的内容。
　　计算机概述部分：计算工具的不断革新恰恰是因为有计算的需求;计算技术的不断发展又促进了在各行业的应用。从单机到互联网主机，无不体现着技术的变革，通过讲述学生感兴趣的跟生活息息相关的人工智能、物联网、云计算、大数据等前沿的计算机新技术，重点介绍其在各个领域尤其是在学生所学专业领域的典型应用，会让学生有个直观的概念，而不是抽象的、觉得跟自己毫无关系的技术。 　　计算机的工作原理部分：计算机要想自动计算，自然需要数据能够存储、表示，由此引出计算机中的数据表示，引导学生理解为什么要使用二进制;从日常生活中的常见应用，如人脸识别、指纹识别等，介绍图片信息的采集、编码与压缩。培养学生在碰到实际生活中的各类现象及问题的时候，能独立思考，这是如何实现的？如果让自己来设计，如何用计算机来表示，又如何用计算机来解决？
　　操作系统部分：从裸机出发，到DOS界面，到Windows界面，充分理解操作系统的基本功能，重点介绍操作系统是如何实现计算资源的分工合作与协同管理的基本思维，理解计算机资源的共享和竞争;引导学生类比现实生活中哪些地方体现了这一思想。
　　计算机网络部分：从资源共享和信息交换的角度出发介绍网络基础知识，其核心是规则（协议）问题，培养学生不管做任何事都要遵从一定的规则。
　　数据库技术：从日常生活中的实际场景出发介绍数据库中的各类关系及基础知识;以设计体育场馆管理系统为例介绍怎样进行数据抽象和设计，并利用 Access建立数据库系统，理解系统化问题求解的典型思路。
　　3.1.2 实践部分
　　对于应用软件的学习，应根据学生层次的不同，设计不同的教学内容以满足不同的学习需求。应用软件中也有很多体现计算思维的地方，可采用任务驱动法，结合学生专业，对每一类软件设计一个大的任务，从宏观上把握大方向，细节问题让学生自主探究、自主学习。一方面引导学生从需求着手，以计算思维方法引导学生进行问题建模和求解，培养学生发现问题、解决问题的能力;另一方面培养学生综合素质，比如学会搜索引擎、学会自主学习等。
　　3.2 改革教学模式，提高学生参与度
　　随着多媒体技术的蓬勃发展，网络教学平台发挥着越来越大的作用，可引导学生充分利用多媒体网络教学资源进行课外学习以满足自身需要。这就要求教师要大胆改革教学模式，创新教学方式，以满足不同特点的学生学习需求。
　　3.2.1 混合式教学模式
　　现在绝大多数高校都建设了自己的慕课平台、网教平台、网络学习空间等，教师应当积极使用各类平台等新型的教学模式，充分发挥学生的主观能动性与网络的强大资源魅力，课堂上布置任务，进行思路讲解与分析;软件的细节问题引导学生借助于微课、慕课等形式，自主学习;遗留问题自己尝试解决，实在解决不了的，留到课堂上小组讨论，教师精讲，往往能起到事半功倍的效果。
　　3.2.2 任务驱动式教学模式
　　根据学生专业不同，设计不同的任务。教学过程中，提前布置任务，让学生带着任务去自主学习，课堂上组织学生自主提出思路，通过讨论找出解决问题的方法，教师指导。这样可以锻炼学生逐步学会如何根据需求提出解决问题的思路，并最终实现它。
　　通过课堂教学，潜移默化地培养学生的计算思维，培養学生运用计算思维解决本专业的实际问题，逐渐具备终身学习的能力。
　　3.3 充实优质数字资源
　　充分利用网络教学资源进行混合式教学探索，在教学过程中不断迭代教学资源以适应不同学生的需求，通过学生的密切参与，不仅可以了解学生的需求及学习状况，也能为后续的课程教学积累丰富的资源。学生在自主探究学习过程中，逐渐培养自己发现问题、解决问题的能力。
　　4  结语
　　计算思维已经渗透到我们生活的方方面面，未来应当同数学、语文、物理一样，成为信息社会解决问题的一种普适的基本能力。因此，在体育院校计算机基础课程教学中，通过课程改革，融入计算思维的理念，有助于学生养成以信息技术的视角思考问题、解决问题的思维模式。它的最终目标是培养大学生具备可持续学习和发展的能力，是一种受益终身的教育。
　　参考文献
　　[1] 谷宗运，阚峻岭，谭红春.面向计算思维的大学计算机课程改革探索与实践[J].软件导刊，2018（12）：223-226.
　　[2] 周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯，2007（11）：83-85.
　　[3] 李小红，范建坤，杨丽.基于计算思维的地方高校计算机基础教学探析[J].信息与电脑：理论版，2017（21）：233-235.
　　[4] 金莹，陶先平，张莉，等.以计算思维为导向的大学计算机基础教学改革[J].计算机教育，2018（10）：125-128.
　　[5] 杨文正，刘敏昆.计算思维导向的多元混合教学及其应用研究——以“大学计算机基础”课程为例[J].中国电化教育，2017（4）：129-136.
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