以计算思维为导向的大学计算机教学改革研究

来源:nylw.net 作者:李可欣 刘文华 发表于:2015-04-13 10:39  点击:
【关健词】计算思维 大学计算机 创新能力 改革
【摘 要】本文针对当前大学计算机教学中出现的问题,提出了一种以计算思维培养为导向的课堂教学新模式,提供新形势下培养复合型创新人才的策略。

        1  引言
  一直以来,大学计算机课程教学侧重于实用软件的操作,而对学生的创新能力和思维能力培养相对薄弱,与素质教育严重脱节,不能满足信息社会对大学生计算机应用能力的要求,所以构建新的教学模式成为高校教学的首要任务。
  2006年,美国卡内基梅隆大学周以真教授在《Communications of the ACM》上提出了计算思维的概念,即把对问题的求解、系统的设计和行为的理解均建立在计算机基础概念上。使学生掌握用计算机求解问题的思维方式,提高计算机应用技能,进而完成对创新能力的培养。
  2  大学计算机教学改革
  2.1 以计算思维为导向
  目前本课程的课堂教学基本以教为主,偏重知识的灌输;学生主要是“遵从、记忆和模仿”,难以让思维和能力有所发展。要实现计算思维教学改革,必须将计算机的知识以可视化的机器思维方式展现出来,而不是单一概念式的传授。因此,以计算思维为导向的大学计算机教学改革重心在于理念的转变、教学方法和手段的创新,是对现有教学模式的挑战。
  2.2 以MOOC为依托
  MOOC作为一种新型的教学模式,它不需要在固定的时间的地点学习,开放免费的最优质课程,能够给出网络考核分值和学习数据的实时收集分析,为学生提供了更广阔的视野和更个性化的学习方式。但是也并不意味着它可以完全取代课堂教学,主要原因如下:
  (1)学习过程灵活的同时也大大减弱了外在的规范,所以容易被放弃。
  (2)MOOC 教学无法创造课堂互动,不能使学生进行思想交流和协作,学生易出现缺乏积极思考问题的热情。
  (3)教师不能对不同程度的受教者进行有针对性的辅导。
  (4)MOOC 无法为学生提供创新实践体验。
  综上所述,MOOC 只是对课堂教学的补充,是一种辅助学习方式。
  2.3  以翻转式教学为切入点
  本文尝试以计算思维为导向,以翻转式教学为切入点,以自建MOOC为依托,实现对大学计算机教学的全方位改革。
  具体实施方案:课前,学生通过 MOOC 预习知识模块,构成计算思维的知识点,然后分组讨论;课堂上,教师运用经典案例延展知识点,运用问题求解的方法来梳理疑难点,重点传授计算机在不同学科应用上的思想和方法。例如,讲授“信息与数据处理”时,教师讲授应避免纠缠实现的细节,而着重讲解思维方式,可按“位置→电信号→编码→存取/ASCII→解码→字形→显示”的思路讲解,帮助学生正确形成数据处理时应该具备的思维方式。与此同时,可将数据处理范围扩大,引导学生继续运用这种思维去探索处理音频、视频和图像等数据的思路及其方法,最后通过实践进行归纳,总结出适用于所有数据处理的维列知识。
  2.4  评价系统的改进
  考核是教学评价的一种有效手段。大学计算机常规的考评方式是期末考试(70%)+平时成绩(30%)。期末考试以书面知识考核为主,而平时成绩以上课出缺勤为主,根本不能有效反映学生的能力。本文考虑应该充分发挥教学评价的激励作用,强化学生创新和实践能力的培养,所以综合改进考评体系。方案为:期末考试(50%)+平时考核(30%,其中MOOC占20%)+课堂实践考核(15%)+课外作业(5%),从而重新定位为以测试思维为主的有效考核。
  3  结语
  大学计算机的教学目的是培养更多具备计算思维能力的创新型人才,使国家实现可持续发展的战略目标。本文构建的新型教学模式以学生为中心,以能力培养为核心,将大学生思维创新落在实处。
  【参考文献】
  [1]Wing J M. Computational Thinking[J]. Communications of ACM, 2006, 49(3): 33-35.
  [2]徐明, 龙军. 基于MOOC理念的网络信息安全系列课程教学改革[J]. 高等教育研究学报, 2013,3(36): 16-19.
  [3]战德臣,聂兰顺,徐晓飞.大学计算机[J].中国大学教学,2011(4):15-20.

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