高职计算机基础课程计算思维培养研究

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　　摘要：计算思维是一种隐形能力，是人类思维中非常重要的一种能力，也是当今数字化与信息化时代对人才的迫切需求。论文研究了高职计算机基础课程中，通过采用项目式教学、建立自上而下的软件思维、优化教学思路来培养学生的计算思维，并提出了具有可行性的计算思维的评价方法。研究对于计算机基础教师重视与推动新时代人才计算思维能力的培养具有重要的意义。
　　关键词：高职;计算机基础;计算思维
　　中图分类号：G642 文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）10-0148-02
　　在当今大数据和人工智能时代，计算思维在越来越多的行业和领域中展现出强大的计算优势，计算思维能力的培养在高职学生的人才培养中突显出重要的意义。2019年3月，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会第二次全体会议讨论了学生树立计算思维、实现计算机赋能教育的重要性。而目前高职类院校所开设的计算机应用基础课是公共必修课，主要教学内容是掌握基本的计算机技能（如Office2010办公软件、Windows7/10基本操作、计算机基本理论知识等），主要的教学目标是帮助学生通过全国计算机一级等级考试，在此基础上提高学生的实践操作技能，因此，课程侧重于考试与实践操作，而缺乏对学生计算思维能力的培养，不能满足社会发展的需求。
　　1计算思维
　　2016年，美国计算机科学教师协会在《K-12计算机科学标准》（K-12 Computer Science Standards）中对计算思维界定：计算思维是一种解决问题的方法论，这种方法可从计算机科学的领域扩展到所有学科，为分析和开发能够通过计算方法解决的问题，提供一种独特的方法。计算思维专注于抽象、自动化和分析，是计算机科学更广泛学科的核心元素。计算思维和理论思维、实验思维，共同构成了人类社会的三大思维。
　　计算思维是一种可以灵活运用计算工具与方法求解问题的思维活动，对促进人的整体和终身发展具有不可替代的重要作用。特别是随着人工智能在不同程度上嵌入到人类生活的各个领域，普及计算思维的培养，让人们能够充分运用计算思维来应对人工智能对人类生活与社会结构产生的重要影响和冲击，已成为人们的共识。正因如此，计算思维被视为21世纪人们最需具备的素养与技能之一。计算思维能力的提高能有效启发学生对专业领域的思考深度和高度;有助于提升高校课堂教学质量和学生的实践与解决问题的能力。
　　2高职计算机基础课程中计算思维的培养途径
　　2.1采用项目式教学
　　以建构主义为理论基础的培养策略，正好可以涵盖计算思维的维度，使得基于面向问题解决过程的计算思维框架，成为当前认可度较高的一种有效培养学生计算思维的教学方式，包括（1）确定内容，（2）采集，表示分析数据，（3）生成，选择矣规划解决方案，（4）实话解决方案，（5）评估解决方案并继续改进。
　　在高职计算机基础课程中，采用项目式教学，可将教学过程分化为多个任务，涵盖教学目标的各个子目标。针对以上框架，首先确定内容，根据学生所学专业来设计教学内容，包括对教学素材的选择、工具的选择、教学目标的实现等。第二步，采集，表示分析数据，学生根据设计好的内容，进行分析，需要什么样的技能来完成当前的任务。第三步，生成，选择和规划解决方案，学生在分析完成后，形成自己的解决方案。第四步，实施解决方案。教师可以在这个过程中，指导、帮助学生学会解决问题的技能。第五步，评估解决方案并继续改进。学生实践完成后，提交作品给教师后，教师跟学生一起评估完成的效果，并提出改进意见。
　　2.2建立自上而下的软件思维
　　知識的建构过程，一般分为三个阶段，个别认知一框架建构一结构完善。这三个阶段中，笔者认为最重要的是第二步“框架建构”阶段，知识框架的建构是最核心的一个环节，也是最关键的环节。
　　在高职计算机基础课中，学习的软件是Word、Excel和Power-point，这三个软件的使用方法，可以类推到其他的软件中，软件结构的认知，对学生的计算思维能力的培养至关重要。如Word2010中，软件的结构体系如图1，除此之外，每一个小版块右下角都有一个小箭头，可以通过小箭头设置本版块更多的功能。
　　例如，在图片或表格的学习中，学生可以将以下框架结构深刻理解并内化为自己的思维（以插入图片为例），如图2所示：
　　2.3优化授课思路
　　2018年IsTE发布的《教育者计算思维能力标准》中指出，教师承担了学生计算思维的“学习者”“领导者”“协作者”“设计者”和“促进者”等角色。教师需不断加强自身对计算思维的训练和学习，既要了解相关理念和知识，又要学习关于计算思维的教学策略，提升个人计算思维能力。因此，在设定好的项目式教学过程中，教师的引导至关重要。教师具备了优秀的计算思维，才能够正确并高效地引导学生建立计算思维。因此，在授课过程中，必须优化授课思路，教师以自上而下的思维来介绍计算机的结构、软件的结构及每个工具的属性，帮助学生尽快完成框架结构的建立，这样对学生未来开发自学潜能，并将计算思维拓展到更多的软件，甚至其他学科问题的解决，都有很大的帮助。
　　3计算思维培养评价方法
　　学生计算思维的形成，需要一定的工具进行评价，国外学者探索了很多工具来进行评价，大致分为总结性工具、形成性迭代工具、技能转移工具、看法与态度量表与词汇评估五大类。研究认为，利用课堂作业与最终项目，并结合以上有效的评价工具，设计出合理的计算思维评价方案，可以有效地评价学生计算思维的培养成效。比如，在每一阶段的软件学习完成后，可以给学生一个主题，由学生自行设计解决问题的方法，并独立完成创作。教师根据计算思维的要求来设计评价标准，以此来判断学生是否掌握相应的技能。
　　4总结
　　高职计算机基础课中，应当重视对学生计算思维的培养，引导学生尽快建立计算思维，适应时代的发展与需求。合理使用相应的评价工具，对学生的计算思维能力进行评测，有助于改进教学方法，提升教学效率。同时，教师也应当提升个人的计算思维能力，来更好地培养学生具备优秀的计算思维能力，这一能力的培养在当今的时代发展中已经迫不及待。
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