计算机学科的基本问题范例(3篇)
计算机学科的基本问题范文
1基于计算思维的计算机教学
当今是一个信息无处不在的时代,而计算机是进行信息分析和处理的必要工具,不夸张地说任何行业和岗位如今都离不开计算机的使用。而大学阶段设置计算机公共课的重要意义就在于,能够通过系统的训练和学习培养非计算机专业学生都能够具备一定的计算机应用技能。要做到这一点,就必须传授给学生关于计算机科学的基本知识和原理,并在此基础上有意识培养学生的计算思维。最后,使得学生利用计算思维进行思考并熟练利用计算机解决专业问题。
计算的概念虽然已经产生了多年,但与数学等传统学科相比仍然是一个较新的领域。计算思维与数学思维、实证思维一样,都是大学生应该掌握的一种科学思维方法。事实表明,任何思维方法的形成,都需要大量的实践、分析、总结、提炼,最后形成自然而然的思维方法。单纯通过理论框架学习的思维方法是无法真正运用到实践中的。计算思维作为一种科学思维方法,源自于大量的科学实践。所以如果要培养学生的计算思维,就应该不断地进行科学实践,让学生真正了解计算机进行计算的内在机制。学生在通过使用计算机进行大量计算实践工作后,才能够深刻的体会计算思维,并逐步形成一种思维习惯并自觉运用到专业领域中[3]。从上述过程可知:培养学生的计算思维,就是为了让学生能够更好的掌握并利用计算机作为工具以便解决学习和工作中的问题。因此,在计算机课程中使学生了解计算机系统的工作原理,是理解计算思维的根本基础。
2计算机基础课的改革现状
我校计算机基础课的授课对象是非计算机专业的全体学生,其中既包括文科专业也包括理工科专业,因此课程设置比较复杂,同样的课程在针对不同专业时需要制定不同的大纲和培养方案。而且随着政策和形势的变化,计算机基础课程的课时量在逐步缩减,而教学内容和培养目标并没有变化甚至还有了更高的要求,这给我们的教学工作带来了极大的困难和挑战。近一年来,我们做了大量尝试性的工作:通过设置大量的计算机应用技能的实验与培训环节,着力培养学生的计算机实际运用能力,并在教学实践过程中结合计算机的相关基础理论和思维模式,有意识的培养学生计算思维能力。在教学模式、教学手段、在线教学资源建设等方面开展了一系列的改革和尝试,不断探讨培养学生计算思维能力的先进教学方法及有效途径。
由于计算机基础课的受众广泛性,其教学要兼顾文理科学生的思维特点,在进行讲解时应该契合他们的实际学习的需要。尽量回避纯技术和理论的细节,多讲解一些符合转他们的专业习惯的实际例子。在教学内容的设置上,充分体现计算机应用的广泛性和普遍性。对于非计算机专业学生的工作学习中最常用到的比如:计算机基础操作技能、简单编程技能、网站设计技术、动画制作技术等都有所体现。通过大量实例的介绍,逐步引导学生理解“计算”的含义,了解计算机的工作原理和计算方法。为了更好地突出实践操作在计算机课程学习中的重要性,从根本上提高学生的实践应用能力,我们引入了在线考试系统,学生的考试完全在计算机上进行操作完成,真正考察学生的实际应用能力的掌握情况。而且为了避免客观原因造成的得分偏差,不断加大实践环节在总评成绩中的比重。期末总成绩中,平时上机成绩占到40%,而期末成绩只占总成绩的60%。結合我校具体情况,对于每个章节都设置了阶段性的单元实验,并以老师讲解和辅导为主,并根据各个专业学生的掌握情况充分利用上机考试系统进行综合测试,这样既保证了有效的讲解环节,又通过以考代练的方式驱动学生自觉掌握计算机的实战技能,通过讲练结合的方式不断培养学生分析问题和解决问题的能力。
3进一步的改革思路和措施
实践证明,通过以上的教学模式,我校学生的计算机技能有了一定程度的提升。接下来我们的教学改革工作将围绕如何培养计算思维能力这一根本目标,探究更为有效的改革方案。
3.1建设计算机基础课程群
如前文所述,我校计算机基础课程的设置情况非常复杂,涉及全校各多专业、多个年级。在前期的工作中,已经对全校所有需要开设计算机基础课程的院系、专业进行了调研,从全局掌握了各个院系对计算机课程的需求和预期,并初步计划构建新的计算机基础系列课程群。在详细研讨后,初步确定了课程群的基本框架。从难度来看,该框架大致可分为三个层次,分别是:1)计算机基础;2)计算机技术;3)计算机应用。这三个层次是逐步递进的,并可以分别横向对应于文科专业、文理混合专业和纯理工专业。该框架不是只对应三门课,而是每个层次均为由多门课程构成的课程群。这样对于每个专业,都能结合自身的特点和情况有针对性地选择某个层次或多个层次的某些课程。这样便为逐步培养学生的计算思维能力奠定良好的基础。
3.2进一步改革教学模式
在以往教学中,教师通常是就某个计算机技能灌输式的传授给学生操作方法。但是缺乏对具体问题的思考和结合。要切实培养学生的计算思维能力,就应该做到以问题求解为驱动,以计算思维方法引导学生进行问题分析和求解。由于受到大纲和课时的限制,要保证课程的基础性且要求在有限课时内进行有效教学,又要通过学生自主选题、分析、设计、求解等关键环节有效提高学生的问题分析求解能力以及创新能力,是目前面临的主要问题。本文对前期工作进行了详细总结,并制定了相应的解决方案。该方案是:制定“共性结合个性”的实践教学模式,在大课规定学时内体现共性需求,并通过课外练习对课堂内容进行有效补充;在课堂实践中融入自主选题的项目设计、并通过学生自主组建项目小组、鼓励学生参与形式丰富的计算机技能大赛等方式,实现自主化的个性学习模式,有效补充课堂共性培养的不足。在项目设计中,可以通过先实战、再发现问题、最后思考问题、解决问题的方式逐步引导和培养学生的计算思维能力,通过学生自主选题,启发式的培养学生发现问题、解决问题,逐步设计方案。从而真正的培养学生如何运用计算思维发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时,通过团队项目的锻炼,也培养了学生的团队协作意识,提高了学生的综合素质。
3.3不断提高创新能力
发现问题和解决问题是创新的开始。所谓创新,就是发现了新的需要解决的问题,在研究了现有的理论和方法以后,认为不能解决或者解决得不够好,于是研究新的理论和方法[3]。创新的基础在于发现新问题,创新的关键在于解决新问题。在计算机基础课程中,培养创新能力就是要不断引导学生发现和运用自己的创新精神,形成勤思考、善变通、不墨守成规、敢于挑战权威的学习习惯和思维方式,并且要培养学生敢于并善于动手实践以验证自己的新想法、新观点的优秀素质。而计算思维在发现问题和解决问题的过程中,有着不同的角度。计算思维能力的培养则大大有助于发现问题、解决问题的创新过程。计算思维能力是大学生创新能力的重要组成部分,是创新的科学方法基础。所以通过计算思维的培养,能帮助学生不断提高自己的创新能力,为将来的专业学习和专业发展打下坚实的基础。当然,计算机基础课程既要保证课程的基础性,又要培养学生的创新能力,需要不断地改进以找到最好的培养途径和教学方法。
3.4完善各种形式的学习资源
近年来,我校已经编写了包括《计算机基础》、《C语言程序设计》、《Access数据库应用》等纸质教材,并制作了大量课程配套的PPT素材和资源。但从目前来看,为数众多的教材和教学资源在教学各个环节起到的作用没有达到预期的效果。原因主要在于:1)教学资源的重复性建设,且缺乏针对性和特色;2)教材和教学资源缺乏可扩展性,因此并不能对所有专业的学生都能起到较好的效果。
针对这些问题,本文的改革思路是在编写主要教材的同时,还要做好配套的线上、线下在线资源[4]、和在线案例学习系
统等。在编写教材和设计教学资源时,将知识点尽量细化成高内聚、低耦合的单元模块,这样就便于教学素材、教学资源的灵活组合,从而在大纲要求的框架内能快速的形成有针对性的内容架构。下一步还计划开发计算机基础课程群在线教学平台,该平台将集电子教材、操作视频、知识单元模块等教学资源库。一方面,在线平台能有效的整合教师的教学资源,并不断形成可以共享的在线资源库,从而给教师的备课、案例选择提供丰富且灵活地选择;另一方面,通过在线平台,教师可以方便的指导学生进行在线学习,而且学生也可以通过在线资源,随时随地进行自主学习,从而达到因材施教的个性化学习模式。
4总结
计算机学科的基本问题范文
关键词:计算机专业本科层次珍珠链式教学体系
1.引言
随着我国高等教育的突飞猛进,国内各高等院校均逐渐开设了计算机类相关专业,为我国培养了大量的计算机专门人才。但现阶段的计算机本科教学亦有不尽完善之处。
近些年来,在计算机本科教学中,先后有人提出了分类教学法[1]、项目驱动法等,分类教学法即根据学生是否考研进行分类教学,前者注重考研基础课,后者注重实践;文献[2][3][4]指出项目驱动教学法即通过让学生参与项目达到锻炼学生、促进学生实践学习的教学法。然而我发现这些教学方法均有偏差,分类教学太过功利,只注重考研课必定会造成入读的硕士生综合能力不强,动手能力受限。我通过对本校计算机学院个别班级引入项目驱动法的教学案例进行分析发现,该教学法只能有利于那些本来就学习好的学生,并不能提升整体学生的学习水平,特别是在引入项目前,如果学生基础较差,则不仅无法完成项目,而且对其信心造成巨大打击,从而产生对计算机专业的厌学心理。
我通过对我院学生作对比分析,发现学习成绩较好的学生大都具有坚忍的意志、严谨的态度、科学的方法,思维缜密。概括来说就是具有较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力。故为提高学生的综合素质,针对计算机类本科层次的教学提出一种新的教学体系――珍珠链式教学体系。
2.珍珠链式教学体系
珍珠链式教学体系是一种从顶层设计的渐进式教学体系,如图1所示,它由一条主线和主线上的一系列珍珠构成,将大学的四年划分四个阶段构成了该体系的主线,分别为启蒙阶段、教―学阶段、学―辅阶段、自学阶段。珍珠链教学法中珍珠代表教与学的效果、结果。
2.1启蒙教育阶段
高等教育本科阶段的起点是高中教育,而在教与学方面却均与高中教育差别甚大,故在本科初始阶段,首先转变学生的学习方式,变被动式的学习方式为主动的学习方式,力促学生具有初步的观察能力、资料搜集与整理能力、解决问题能力;其次培养学生对计算机专业的兴趣,以及围绕该专业所应有的品质,注重培养学生踏实、严谨的学习态度,注重培养学生善于思考、勤于思考的习惯,注重培养学生面对问题时顽强的毅力;最后培养学生自我总结、自我学习的能力。
2.2教―学阶段
在教―学阶段,重点放在对计算机基础理论、基本语言、基本应用的讲授,使得学生能熟练地掌握最基本最常用的理论知识、实践案例。通过教师的讲授,学生在逐步掌握基本知识的基础上,能解决相应的问题。
2.3学―辅阶段
在学―辅阶段,主要侧重于对学生解决问题能力的培养。教师设计既定的问题,辅导学生解决该问题。在解决问题的同时,补充讲授解决该问题所应具有的基本知识,培养学生解决问题的思路、方法、技巧,整理涉及的已有知识,加深对其的理解。
2.4自学阶段
在自学阶段,侧重对学生发现问题、分析问题、解决问题整个过程的锻炼。教师通过给出案例,安排学生全面地找出问题,进而分析问题,最后解决问题。
2.5教学效果
珍珠链式教学体系中珍珠代表了学生解决问题的能力,它不仅体现了教与学的效果,而且是对教与学的评价反馈。
在教学的每个阶段,每个时期,教员根据已学知识、已有能力,结合当前目标,设置一个综合性的任务,安排学生解决。
3.珍珠链式教学体系的运行机制
3.1教学安排与教法
在启蒙阶段,重点开设计算机发展历史及其应用现状、信息检索、简单基础计算机编程语言、如何解决问题、科学工作者应有的素质等类似课程。采用引导式、互动式讲授为主,引起学生对计算机科学技术的兴趣,学会碰到问题先分析再思考,通过网络检索资料、分析资料解决问题。
在教―学阶段,偏重对学生基础知识的讲授,对学生知识面的拓展,使得学生熟练掌握解决基本问题所具有的相关知识、基本方法,在问题面前懂得检索哪些资料。故在该阶段主要开设计算机专业的基础课程,如数学类、数据库类、计算机组成原理、计算机网络类。在讲授这些课程时,教师将常用的、基本的理论知识提取出来,给学生做重点讲解,其余的做扩展性讲解。
在学―辅阶段,侧重对学生解决问题能力的训练,开设软件工程、项目管理、系统论等综合性课程,以学生自学,教师辅导为主,逐步培养学生为解决计算机相关问题所具有的初步问题分析能力、规划能力、实施能力、团队协作能力。教师在此阶段以任务、项目驱动式教学,互动式教学为主,对学生提出问题,在学生解决问题的同时给予辅导。
在自学阶段,开设人工智能、离散数学等课程,丰富学生的想象力,引导学生自学,掌握界定问题,抽象出问题的方法,此阶段的教学重点在于引导学生学会从现有事实、现象、情形中抽象出问题。
3.2学法
学生在珍珠链式教学体系中的学习方法主要有以下几种。
主动式学习是指学生保持浓厚的兴趣,积极探索问题,碰到问题能尝试着解决。
自主式学习的前提学生掌握检索资料,分析资料分析方法。自主式学习的关键是学生秉承严谨、科学、实事求是的学习态度和在问题面前坚忍的毅力。
互动式学习的前提是培养学生良好的沟通能力、团队协作的意识。互动式的学习不仅指师生间的互动,而且指学生间的互动,还指学生与诸如网络等知识载体间的互动。
主动、互动的学习还包括对学习方法的学习。
3.4珍珠的形成
珍珠是学生解决问题能力的象征,能力是抽象的,而问题则是具体的,所以在每次学习过程中,教师均要设定难度适中的问题,让学生带着问题学习,了解自己通过学习获得了什么知识,培养了哪些能力,最后解决了什么问题。
在珍珠链式的教学体系中,教师的最大任务就是设定问题、案例、任务,将知识传授、能力培养涵盖于其中。学生学习解决问题的过程是既获取知识,又培养能力的过程。
4.结语
我从教计算机本科教育和管理已有数年,在从教的过程中按照珍珠链式教学模式进行实践探讨,结果表明,这种教学体系下培养的学生无论在实践动手方面,还是在科研方面,都有优异的表现。由于该体系尚在尝试阶段,难免有不足之处,比如在配套资料教材的选取方面不尽如人意。
参考文献:
[1]向胜军.计算机网络课程的分类教学法[J].计算机教育,2011,(11):67-68.
[2]马艳.面向对象数据库程序设计教学方法研究[J].――以ACCESS数据库为例,长江大学学报(自然科学版)2011.8,VOL8,(8):135-136.
[3]李占宣.任务驱动教学法在数据库教学中的应用[J].教育探索,2010,(12):234-235.
计算机学科的基本问题范文篇3
关键词:计算思维;通识教育;课程设置模式
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2013)15-3554-03
近年来,计算思维(ComputationalThinking)的培养成为国际和国内计算机专家和教育学者研究的热点。作为信息时代中的一种最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式和能力,计算思维的培养,在我国高校推行大类教学试点的今天,如何融入高校尤其是研究型高校的计算机通识教育课程体系,成为计算机教学工作者及高等教育课程体系制订者的研究重点课题之一。
1计算思维概念的提出和研究现状
1.1计算思维的概念
计算思维是当前一个颇受关注的涉及计算机科学本质问题和未来走向的基础性概念。这一概念最早是由麻省理工学院(MIT)的SeymourPapert教授在1996年所提出的,随后将这一个概念提出到学术界视野并受到广泛关注的代表人物是美国国家自然基金会计算与信息科学工程部助理部长周以真教授(JM.Wing,CarnegieMellon大学计算机科学系),其于2006年在CommunicationsoftheACM(美国计算机权威期刊)上正式提出计算思维的定义,“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。”[1],我国学者李国杰教授进一步指出:计算思维是一种有关于问题描述、问题建模和问题求解的科学思维能力。[2]周以真教授认为,计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式,就像阅读、写字、做算术一样,成为人们最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式。犹如印刷出版促进3R(Reading,wRittingandRithmetic)的普及,计算活动和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播[1]。这一概念一经提出,旋即引起国内外计算机界、哲学界及社会学界的广泛研究与探讨。
1.2国内外研究现状
当前,计算思维的一系列方法(递归、关注点分离、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复)在教学和培训中的应用研究正在各国逐步展开探索[3]。计算思维的理念在美国教育界得到了广泛支持,不仅有卡内基.梅隆大学的专题讨论,更有包括美国计算机协会(ACM)、美国国家计算机科学技术教师协会(CSTA)、美国数学研究所(AIM)等组织在内的众多团体的参与。美国国家科学基金会(NSF)重大基金资助计划CDI中列出在软件工程课程中引入计算思维中的关注点分离等方法,及其在《图像处理》教学中的应用等研究[3]。
对计算思维的探讨也在英国的教育界持续升温,计算思维对哲学、物理、生物、医学、建筑、教育等各个不同的领域学科的影响是主要的研讨主题,英国计算机学会BCS(BritishComputerSociety)组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研讨并提出了欧洲的行动纲领[2]。
20世纪初,计算思维也进入我国学者的研究视野中.2008年,我国高等学校计算机教育研究会就科学思维与科学方法在计算机学科教学创新中的作用举办研讨会。会议以计算思维领域的研究以及它在科技创新与教育教学中的重要作用为主题,重点研讨如何将计算机课程与学科相结合,讲授计算思维方法。《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》(2010)中也将“把培养学生的‘计算思维’能力作为大学计算机基础教学的核心任务”作为结论性的要点提出[4]。
针对在高等教育阶段的计算思维培养,目前国内学者的一致观点是,计算思维是三大现代科学的基础思维精神和能力之一(另两个为数学、物理能力),是高等学校尤其是研究型大学学生在日常的学习、研究与将来的工作所必须的基本思维能力。在我国目前及将来的高等教育课程体系中,计算思维的培养是不可忽视的一个领域,是大学通识教育层面的重要部分。
笔者认为,大学计算机基础课程体系的改革,可以考虑从计算思维的培养这一角度入手,而不是简单的操作技能的训练,而是以提升素养、训练思维、培养能力作为课程培养目标,以基于学生和学校特点的多种不同形式存在于通识教育课程体系中。
2国内大学计算机通识教育课程的现状
关于通识教育的涵义,国内外学者已有很多不同角度的阐释。从性质、目的、内容三个维度来界定,可以得出大多数国内外专家所认可的通识教育的涵义,“通识教育是针对所有大学生的非专业和非职业性的教育,是高等教育的重要组成部分;是一种关注人的全面和谐发展的文明教育和人性教育;其内容是一种广泛的涉及涵盖所有学科的基本的,一般性的知识及关于人的生活的各个领域的知识和技能的教育[5]”。同时,通识教育的内涵和内容也会随着社会的发展而变化,从而具备一定的时代特征。由此可以得出,随着人类社会进入信息化时代,计算能力成为作为社会人的生存基本必备能力,计算思维的培养也随之成为高校通识教育的重要内容。
谈到我国高校计算机通识教育的现状,就不能不先对目前高校通识教育课程的整体局面作出审视。当前我国大学通识课程多以公共课和选修课的面目出现,很多学校的通识教育基本上局限于教育部所规定的常规公共必修课,如大学英语、思想政治、大学计算机基础等,具备通识性质的课程偏少,课程的内容过于偏向应用型和专业化。虽然一些高校的培养方案里列出的通识课程总量上看似相当多,但是由于教务实际操作上的一些具体原因,如总学分中的必修和选修课程的限定比例、超出学分的课程收费等,所以能够真正让学生修习到的通识课程十分有限,同时课程体系内部承接性和逻辑性不强,同时在学生面对课程作出选择时也缺乏提供以必要的指导。不少学校对通识教育目标的理解尚不够深入,实施途径还比较单一,课程设置和讲授内容也不够合理。
总之,大部分高校包括相当数量的“985”和“211”研究型大学,具有明确教育理念和完整结构的通识教育课程体系还未形成。在这样的普遍对通识教育理念认识不足的环境中,高校计算机公共课程的内容和教学方式也存在相当的偏差,文化的内涵少,基础技能的内容多。课程主要局限于讲授计算机的基本概念以及常用/流行软件产品的使用。计算机公共课程更是仅限于软件操作训练式的“大学计算机基础”及程序设计类课程,计算思维的培养也就无从谈起。
3美国大学通识教育课程开设的经验
通识教育是美国大学本科教育的核心和基础,有着悠久的开展历史。有无开设通识教育是美国大学在通过区域性认证组织认证时的必需条件,因此在美国通过认证的大学都设有通识教育课程。各大学要求学生需要修习的通识教育课程总量大约占到其本科阶段要修习的课程总量的1/3左右[6],在本科教育中的重要地位可见一斑。尤其是众多研究型大学,均将通识教育课程的建设作为其本科教育的核心任务,并在长期的实践中形成了具有不同特色的通识教育课程体系模式。
以下简要介绍其中的三种主要模式:
3.1基于大类学科的模式
基于大类学科的模式是将通识教育课程整体按照传统教育意义上的大类学科来作出区分并分类组织课程,例如自然学科类、社会学科类、人文和艺术学科类等。具体操作时常有两种方式,第一类是自由模式,即完全任由学生按照兴趣在各学科类别的课程中自由选择,仅需满足学校所规定的各大类中必须修习的课程学分数即可;第二类是组合模式,即学校将每个大类学科间的不同课程进行合理搭配与组合后再提供给学生进行限制性选择。组合模式作为基于大类学科模式一种自我修正完善的版本,常常被美国高校采用,此模式能够有效解决自由模式的最为人所诟病的弊端,即学生在各大类间选课时的盲目性和无关联性,有助于实现学科大类中各个学科课程的关联和融合。
3.2基于知识与能力的模式
此种模式在课程设置时将通识培养计划中列出的基本能力和各能力所涉及的知识主题作为论据,而并不遵照传统的学科大类。例如,Harvard大学的作法是将审美能力、文化理解能力、实证数理能力、道德思考能力、认识生命和物质世界的能力作为培养目标[6],将校本的通识教育课程分为8个大类,以供学生从每一类中选取一门课程。此种设置模式在操作层面具备相当大的难度,需要集合各学科领域的教师和专家,在对社会时代的大环境需求及学生的个人发展需求进行深入广泛的探讨的基础上总结归纳出需要培养的基本能力,并将相关各个学科的知识整合融入各个中心能力主题之中。
3.3兼顾模式
顾名思义,此模式混合了以上两种模式的特点,在校本通识教育课程的总体设置中兼顾大类学科和知识能力这两个维度。
分析美国“大学协会”中的59所大学的通识教育体系,采用混合模式的占有56%左右,基于大类学科模式和基于能力发展模式则各占22%。以上分析可以看出,美国研究型大学在通识教育的课程设置中注重人的能力和基本素质的培养,注重各学科主题的交叉融合、学科系统知识的连贯性及学科间视野的开阔启发性。这些经验对于我们推进通识教育课程体系改革,设计建设具有计算思维培养目标的计算机通识课程,具有相当大的借鉴意义。
4基于计算思维培养的高校计算机通识教育课程设计要点
周以真教授认为,“计算思维是人类实现问题求解的一种途径,但决非要使人类像计算机那样思考。与计算机相比,人类富于创造力和想象力,使用计算设备,人们可以运用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题”[7]。计算思维的本质是抽象和自动化,是一种在信息社会中人人都需要具备的基本思维能力,就如同3R能力。以上的想法,清晰地说明了培养计算思维能力在当代教育中的重要意义和基本目的。
如何在高校通识教育课程设计中体现这种思维能力的培养,笔者认为,其核心是要转变对于通识教育的认识观念,从课程设置、教学内容、教学方法等不同层面角度上将计算思维融入教育过程中,潜移默化地培养学生的计算机文化素养,引导其自我建构计算机科学思维能力并自发地应用于学习和研究之中。
根据本文以上的多方面阐述分析和笔者多年从事大学计算机基础教学工作的经验,对未来高校的计算机通识教育课程设置,提出以下的几点,以供参考。
4.1实现“因类施教”
大类教学是我国高校总体课程体系改革的发展方向,在计算机通识教育课程设置中应顺应这种趋势。根据各大类(例如,文史类、艺体类、理学类、工程类)中不同学生特点和专业需要,在计算机教学内容选择上加以区别,实现“因类施教”。
4.2设置“层次递进”的立体多元课程组合
根据专业学科特点,以推荐选修的方式组合呈现具有逻辑承接性的层次递进的计算机类课程,避免学生自由选修的盲目性。在这方面,以华南师范大学为首的一些高校已进行了不少的先行探索,建立了计算机公共课“三层次”等不同的课程体系结构。
4.3结合专业背景实现计算知识与学科知识的交叉融合
注重各个学科与计算机通用理论体系的交叉性领域,在教学内容设计中注重与学科知识的融合,设计具有学科特点和综合性的实验训练内容。可以考虑吸收各专业学科中从事计算机相关研究的教师组成跨专业背景的教学团队,共同从事课程设计和教学。“通过实例教学,使学生了解计算机在不同学科领域的应用和问题解决时所涉及的计算方法与思想。这样一方面有利于学生熟悉计算机学科的普适思维方式,同时又通过面向本学科专业的应用案例的学习从而实现了对专业领域中计算机应用的感性认识和理解”[8]。
4.4利用项目驱动或任务驱动教学模式,培养问题求解的抽象思维
在具体教学中如何组织和呈现相应的教学内容,使学生理解计算思维的基本方法,而不是简单的概念和知识的堆积?笔者认为,较为合适的教学过程应该围绕问题求解的基本过程,采用营造项目或任务驱动的教学环境,通过问题的引入,引导学生寻求解决问题的思路,构造问题的解决方法或实现方法,了解计算思维解决问题的一般步骤,理解计算在问题解决过程中所发挥的作用,拓展学生计算思维的意识与能力。以此提高学生运用计算机知识实现问题的抽象、进行问题求解和形式化描述的能力。
5展望
作为现代科学三大思维能力,计算思维将是每个现代社会公民必需的生存技能和工具。如何加强高校学生尤其是研究型大学学生的计算思维的训练,在我国高等学校通识教育课程体系建设中是不可忽视的重点课题。笔者将在以后的一线教学研究工作中,继续总结经验,向读者提供更具有科学依据的结论和实践指导。
参考文献:
[1]WingJM,谭良.ComputationalThinking[J].CommunicationoftheACM,2006,49(3):33-35.
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[3]郭锂.叶惠文.TPBIM在“广东省高校计算机公共课教学改革”试点课程中的构建与应用——以“网页设计与制作”课程为例[J].中国电化教育,2012,12(3):111-135.
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