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大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與改革論文
摘要：伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)人才的需求空前高漲。在現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系下，計(jì)算思維模式的運(yùn)用已經(jīng)在教育領(lǐng)域達(dá)成基本共識(shí)，認(rèn)可計(jì)算思維所帶來(lái)的教育價(jià)值與教育目標(biāo)。筆者則是從計(jì)算思維的具體運(yùn)用入手，談大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與實(shí)踐改革途徑，在多角度提出計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化方法，視圖打破傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建方面的困惑。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)思維；大學(xué)計(jì)算機(jī)；教學(xué)體系；建設(shè)；改革
1引言
高校作為人才培養(yǎng)的基地，承擔(dān)著向社會(huì)提供高素質(zhì)人才的重?fù)?dān)。大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建作為高校培養(yǎng)高素質(zhì)人才的必備技能，其教育教學(xué)目標(biāo)逐漸明確。計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨新的發(fā)展局面，但該思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)導(dǎo)向教學(xué)思路并不十分清晰。針對(duì)這一問(wèn)題，基于該思維模式下對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行建設(shè)與全面改革，提出改革途徑，為推動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。
2計(jì)算思維與創(chuàng)新教育
從自然科學(xué)領(lǐng)域出發(fā)，計(jì)算思維與理論思維、實(shí)驗(yàn)思維并稱為三大科學(xué)思維。不同的學(xué)科教學(xué)對(duì)不同的思維將會(huì)產(chǎn)生影響。計(jì)算思維可以說(shuō)是一個(gè)本質(zhì)的能力，當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中所有人都需要具備這一項(xiàng)基礎(chǔ)能力。作為當(dāng)代大學(xué)生更應(yīng)該發(fā)揮出計(jì)算思維的本質(zhì)與內(nèi)在價(jià)值[1]。計(jì)算機(jī)思維視角下應(yīng)該做好創(chuàng)新教育的延伸，挖掘計(jì)算思維當(dāng)中的內(nèi)在特點(diǎn)與價(jià)值，從而為新思想、新方法的產(chǎn)生奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面對(duì)信息化時(shí)代的發(fā)展要求，高校應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)階段高等教育的基本要求做好應(yīng)對(duì)復(fù)雜局面的準(zhǔn)備，以全新的方法去培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，并將計(jì)算思維融入到大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中，為實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建與教學(xué)改革提供保障[2]。
3大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與改革必要性
3.1現(xiàn)行教學(xué)體系的不足
高校現(xiàn)行教學(xué)體系方面存在的不足主要從以下三個(gè)方面來(lái)看：其一，以教為主的教學(xué)方法無(wú)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。無(wú)論是傳統(tǒng)的講臺(tái)、黑板、教材的教學(xué)方式，還是當(dāng)前多媒體充分運(yùn)用的現(xiàn)代輔助教學(xué)手段，其本質(zhì)都是以教師為主體去完成教學(xué)信息的傳遞。即便是實(shí)踐課程，也多數(shù)集中在以教師講解的教材內(nèi)容為主，學(xué)生到機(jī)房進(jìn)行實(shí)際操作，學(xué)生創(chuàng)新思維無(wú)法得到體現(xiàn)；其二，以技能傳授為主。高等教育的深化改革大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容得到更新，技能為主的教學(xué)方法主要是引導(dǎo)學(xué)生去參與、去學(xué)習(xí)、去感受，讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣學(xué)、如何學(xué)，較少關(guān)注學(xué)生的興趣動(dòng)向以及對(duì)內(nèi)在原理的掌握程度，不利于終身學(xué)習(xí)能力的提升；其三，只關(guān)注結(jié)果的考核不利于計(jì)算思維的養(yǎng)成。大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐考核內(nèi)容偏側(cè)重于對(duì)知識(shí)的記憶，理論考核內(nèi)容多以選擇題為主，這種固化的考核方法不利于大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)學(xué)生計(jì)算思維的養(yǎng)成[3]。因此，迫切需要通過(guò)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的改革要求，來(lái)全面提高大學(xué)生計(jì)算思維。
3.2培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)與改革，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力提升作用顯著。其一，符合大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求，能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新精神；其二，在信息快速流通的背景下，知識(shí)的更新周期發(fā)生改變，“授之以魚(yú)”不如“授之以漁”，只有掌握計(jì)算機(jī)問(wèn)題的解決方法，才能夠啟發(fā)學(xué)生去主動(dòng)的思考，提高自身對(duì)于問(wèn)題的解決能力，滿足學(xué)生終身學(xué)習(xí)的要求[4]。
4計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)與改革途徑
4.1知識(shí)與思維的協(xié)調(diào)優(yōu)化
知識(shí)與思維需要全面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，如在大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容中所提到的最小集合，其內(nèi)涵的知識(shí)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容覆蓋面較寬。如果在該教學(xué)內(nèi)容的傳授過(guò)程中以知識(shí)灌輸?shù)姆绞酵瓿芍v解，則教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)無(wú)法徹底講完。例如“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”知識(shí)單元當(dāng)中的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如果按照知識(shí)來(lái)介紹，則每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)當(dāng)中的內(nèi)容都可能需要幾個(gè)學(xué)時(shí)來(lái)完成，僅僅一個(gè)二進(jìn)制和編碼就可以講授很多內(nèi)容。但換一個(gè)角度來(lái)看，從計(jì)算思維角度來(lái)分析這些教學(xué)內(nèi)容則簡(jiǎn)單很多，學(xué)生對(duì)于信息的理解上主要用O和I來(lái)表示，由計(jì)算機(jī)做好處理工作，這便能夠壓縮很多內(nèi)容，關(guān)注知識(shí)的貫通，形成一種全新的思維模式與思維形態(tài)。在以計(jì)算思維的處理與引導(dǎo)下，“知識(shí)”能夠隨著“思維”講解而介紹，“思維”隨著“知識(shí)”的貫通而形成，這種教學(xué)內(nèi)容的取舍與優(yōu)化，對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程十分關(guān)鍵與必要[5]。
4.2大思維小技巧的應(yīng)用實(shí)踐
計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)中存在諸多“小技巧”，這些技巧有一些需要教師的傳授，有一些需要學(xué)生本身做好深度挖掘。可以說(shuō)，任何一種表示方法或者算法都是充滿技巧性的，對(duì)學(xué)生具有較強(qiáng)的吸引力。還是以“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”知識(shí)單元為例，為什么幾個(gè)門電路可以形成“加法器”？為什么符號(hào)可以參與到運(yùn)算當(dāng)中并且結(jié)果還正確？這些都需要學(xué)生自己去思考，從中總結(jié)小技巧，調(diào)動(dòng)對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的積極性。然而，大學(xué)計(jì)算機(jī)第一門課程還是應(yīng)該更多的關(guān)注計(jì)算機(jī)學(xué)科當(dāng)中經(jīng)典的計(jì)算思維，以該思維模式為核心，更多的吸引與鼓勵(lì)學(xué)生在新的環(huán)境下形成一種創(chuàng)新性思維，即“大思維”。“大思維”與“小技巧”的應(yīng)用應(yīng)該同時(shí)著眼于實(shí)際，為大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)提供改革所需條件[6]。
4.3寬度教學(xué)與深度拓展
學(xué)生的思維培養(yǎng)已經(jīng)成為教育改革的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，思維的基本特性決定著它所能夠帶給人的啟迪作用，為學(xué)生提供一個(gè)想象的空間。計(jì)算思維模式下大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建與改革，要求實(shí)現(xiàn)寬度教學(xué)與深度拓展。從大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的角度出發(fā)，寬度教學(xué)指的是能夠從社會(huì)/自然生活中的廣義計(jì)算講起，進(jìn)一步講解到計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算系統(tǒng)中的計(jì)算，將生活當(dāng)中的各項(xiàng)基礎(chǔ)原理應(yīng)用到計(jì)算機(jī)概念當(dāng)中，這種映射的方式，一方面能夠讓學(xué)生快速地掌握與理解大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)，另一方面也能夠讓學(xué)生理解大學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)原理與具體層次，全面強(qiáng)化計(jì)算思維的深層次理解。所謂深度拓展，則能夠從深層次上去探究本質(zhì)問(wèn)題，包括思維的本質(zhì)與思維的應(yīng)用等，強(qiáng)化思維對(duì)于學(xué)生所產(chǎn)生的影響，并在思維的影響之下為教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建打下基礎(chǔ)。
4.4思維與實(shí)用的相互轉(zhuǎn)化
計(jì)算思維模式下談及大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)，要求思維因素與實(shí)用性內(nèi)容的相互轉(zhuǎn)化。以科學(xué)的計(jì)算思維為前提，引導(dǎo)與鼓勵(lì)大學(xué)生參與到實(shí)踐中去，突出表現(xiàn)為大學(xué)計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)的靈活運(yùn)用。在早期的研究理論當(dāng)中，認(rèn)為大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)并不具備實(shí)用性價(jià)值，如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)才具備實(shí)用性價(jià)值。從這一觀點(diǎn)可以看出，認(rèn)知上顯然是狹義層面的。經(jīng)過(guò)多年的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革，實(shí)用性內(nèi)容的價(jià)值逐漸被改變，可以說(shuō)其既是容易掌握的，也是不容易掌握的。容易掌握的內(nèi)容主要是指在對(duì)基礎(chǔ)的“思維”了解與掌握之后，對(duì)具體操作的掌握是容易的，各種軟件、硬件以及網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算系統(tǒng)都是遵循著某種思維設(shè)計(jì)而成。提及不容易掌握，則是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言本就是處于動(dòng)態(tài)的變化之中，想要在演變中把握一絲規(guī)律，則顯得較為困難。但根據(jù)計(jì)算思維發(fā)展特性這些問(wèn)題能迎刃而解[7]。
4.5原理與案例的教學(xué)實(shí)踐
相較于傳統(tǒng)的學(xué)科而言，大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的內(nèi)容是一種動(dòng)態(tài)化形態(tài)，會(huì)根據(jù)新概念、新原理的產(chǎn)生而發(fā)生變化，且這種原理多來(lái)自于社會(huì)與自然，在抽象化的處理之后進(jìn)入到不同層次的計(jì)算系統(tǒng)之中。正是這種新概念與新原理的存在，才使得學(xué)科知識(shí)的掌握十分必要。對(duì)于某一些原理，可能是一個(gè)詞或者一個(gè)描述語(yǔ)言，但其背后的價(jià)值與內(nèi)涵卻被忽略。但如果與案例進(jìn)行結(jié)合，則能夠?qū)⒍喾N概念進(jìn)行全面的解讀，在案例的教學(xué)當(dāng)中引出新的計(jì)算學(xué)科術(shù)語(yǔ)，引發(fā)學(xué)生從一個(gè)較淺的理解層次逐步過(guò)渡到一個(gè)較深層次。原理與案例的教學(xué)實(shí)踐看似是對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)方法的變革，實(shí)際上也是對(duì)思維養(yǎng)成與教學(xué)內(nèi)容改革的全新探索。
參考文獻(xiàn)：
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