大学计算机基础课程改革研究

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引言

近年来，“计算思维”思想概念在大学计算机相关课程的改革中被称为一项重要的指导思想和研究方向，随即展开了关于“计算思维”的教育研究的热潮，尤其是对大学计算机教育的研究。陈国良教授等研究学者认为“计算思维”与逻辑思维、验证思维一并称为推动人类和现代科技发展的三大思维，计算机与数学、物理一样是培养新时代各个领域人才的必备基础课程。计算思维在各个领域中的作用及影响力逐渐被人们所认识。1982年，诺贝尔物理学奖得主KenWilson在他的获奖演讲中就提到计算在他的工作中扮演的重要角色;2013年的诺贝尔物理学奖、生理学或医学奖都与“计算”有关;“计算思维”是理解自然、社会等现象的新视角，是解决问题的新方法，是创造知识、提高创造力和创新能力的新途径。成都理工大学的孙淑霞教授针对地方高校进行了以计算思维为导向的大学计算机基础课程改革和教学内容设计。

一、基于计算思维的教育亟待解决的核心问题

通过周以真教授的定义，可以将“计算思维”看作是一种思想或方法理论。其实在日常教学中，每有非计算机专业学生问起学习计算机基础课程的作用时，教师通常给予“培养学生运用计算机的方式思考问题”等类似的回答。虽然在朦胧之中，也有将“计算”的基本思路注入到教学中去，但也难免为枯燥、烦闷的计算机理论所掩盖。另一个重要的问题就是以往“大学计算机基础”课程制订教学目的时以学生掌握了多少操作为基本考核目标，这就使得“大学计算机基础”教育陷入了“狭义工具论”的深渊。会使学生感到“从来都没有体验过计算的愉悦———计算原理的相互影响以及问题有效解决的思维方式”，对计算机的教育非常有害，这样会使学生对计算学科的认识淡化，无助于计算技术中最重要的核心思想与方法的掌握。如何解决这两个问题，是所有“大学计算机基础”的一线教师和教学改革者的燃眉之急。下面，就依照我校近两年的“大学计算机基础”课程的发展现状，浅谈在农林类高校中如何进一步发展基于计算思维的大学计算机基础课程教学。

二、基于计算思维大学计算机基础课程的教育实践

1．课程的构建

在大学计算机基础课程的构建方面，采用了“一个教学目标、三个实验层次、分专业立体”的培养原则。“一个目标”是以提高人才的基于“计算思维”等综合素质或能力为目标;“三个实验层次”是根据学生的认知规律和不同专业、层次学生的学习需求，将课程的层次分为基础验证性实验、综合性设计性实验和创新性实验，充分调动学生主动参与、积极思考的能动性，培养学生的计算思维和创新能力。结合网络学习资源，建立了包括自主学习系统、多媒体交互教学系统和学生创新能力培养辅助系统的“分专业立体培养体系”。使大学计算机基础课程教学既有内延又有外展，有效地促进了学生“计算”能力和“计算”素质的提高。

2．教材的修订

从教材的修订入手进行课程内容的更新和结构调整。修订后的大学计算机基础教材具有如下特点:注重内容的基础性、系统性和实用性;能够体现最新计算机技术前沿以及“计算技术”在农业院校的应用;强调“技能”实用性，更新书中的大量案例;应用性和概念性内容与时俱进，通过算法及基于Raptor的程序设计基础等以问题求解为核心的内容设置增强“计算思维”思想概念的引入和理解;知识点组织模块化，对于不同层次和专业的学生都可以根据需求进行调整，具备良好的适用性。

3．编写基于“计算思维”的与农业各领域相关的案例集

在精选案例时，充分考虑学生的专业和层次的不同，将案例集的整理分为两个层面:基础案例集和项目驱动型案例集。基础案例集中的案例采用迭代式案例模式，比如在Excel教学中使用同一个案例，采用迭代的方式循序渐进地重点讲解单元格格式→引用→公式→排序→分类汇总→图表→数据透视表→图表输出等知识点。案例驱动的教学模式使枯燥的计算方法变得生动，更能让学生感受到“计算”的乐趣。使用案例驱动的方式讲解程序设计的语法现象和知识点，结合生产实践和经典案例提出问题，引导学生思考，讲解解决思路，引出常见的语法现象，使学生理解和掌握解决问题的思维方式，达到“计算思维”培养的目的。项目驱动型案例集依托服务垦区和地方现代化大农业方面的技术优势，结合各个专业对计算机基础教学的需要进行构建。这些案例来源于教师主持或参与的横、纵向课题，例如选取“水稻本田现代化管理系统”“水稻智能化浸种催芽设备”“地下水位监测系统”等系统中的数据采集与格式转换、A/D转换等内容作为数据表示部分的案例展示;将横向课题“农场社区管理系统”和“农场党建管理系统”作为数据库的案例展示给学生，让学生参与到实际问题的解决方法的思考中，学习和领悟运用“计算”思维解决问题的方式，均取得了良好的效果。

三、结论

1．大学计算机基础课程应该根据专业进行进一步细化。

在现阶段区分文科类、理工类专业的基础上进一步分成农业工程类、文科经管类、农学类、动物科学类、生命科学类等等。不同的专业运用“计算思维”的核心问题解决思想理解各自专业的实例，将更有利于非计算机专业的学生运用“计算思维”解决问题。

2．合理配置“大学计算机基础”课程。

软件应用培养要分层，技术基础培养分专业，“计算思维”的培养是根本。

3．教学过程合理规划。

合适的教育理论和教材需要合理的教学过程才能将“计算思维”的思想精髓给予学生，需要结合案例和项目等使教学过程更加生动有趣。所以进一步研究案例的构建和教学过程的设计也是“计算思维”思想在大学计算机基础课程中的发展的重要部分。

作者：王雪 陈争光 许楠 关海鸥 衣淑娟 单位：黑龙江八一农垦大学信息技术学院