日期:2023-01-06 阅读量:0次 所属栏目:高等教育
第1篇:大学计算机教学中的计算思维培养
目前各高校普遍根据教指委《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》采用了“1+X”的课程体系,发达地区有的高校采用了“2+X”的课程体系。计算机基础教学已经规范化和科学化,以计算思维能力培养为核心的计算机基础课程教学改革具有良好的基础。“大学计算机基础”是所有学生必修的课程,课程包含了计算机基本知识、基本使用技能和网络、数据库与多媒体三大核心模块使用。课程内容多、学时少、学生程度不一。针对这些问题在该课程中实施以计算思维为导向的教学改革,有难度但也是趋势,更需要探索和实践。
1大学计算机教学的现状
“大学计算机基础”课程是本科生进入大学后首先学习的计算机课程。近年来,许多高校都把该课程列为必修的公共基础课程之一。计算机基础教学作为本科教育教学的重要组成部分,课程的内涵和目标需要充分体现时代的特征和需求,不断与时俱进,改革创新。课程的目标不仅仅要传授、训练和拓展大学生在计算机方面的基础知识和应用能力,更要展现计算机学科的思维方式,培养当代大学生用计算机解决和处理问题的思维和能力,提升大学生的综合素质,强化创新实践能力。
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,它涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。大学计算机基础教学是培养大学生计算思维能力的重要课程载体。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学要培养对计算机的认知能力、利用计算机解决问题能力、基于网络的协同能力和信息社会终身学习能力。这四个方面能力的培养,恰恰说明了计算思维能力培养的核心要素。
2计算思维的培养
2006年3月,美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真()教授在美国计算机权威期刊《CommunicationsoftheACM》杂志上给出,并定义的计算思维(ComputationalThinking)。周教授认为: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。
以上是关于计算思维的一个总定义,周教授为了让人们更易于理解,又将它更进一步地定义为:通过约简、嵌入、转化和仿真等方法,把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的方法;是一种递归思维,是一种并行处理,是一种把代码译成数据又能把数据译成代码,是一种多维分析推广的类型检查方法;是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法,是基于关注分离的方法(SoC方法);是一种选择合适的方式去陈述一个问题,或对一个问题的相关方面建模使其易于处理的思维方法;是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式,并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法;是利用启发式推理寻求解答,也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法;是利用海量数据来加快计算,在时间和空间之间,在处理能力和存储容量之间进行折衷的思维方法。
明确、恰当地将计算思维融入“大学计算机基础”课程教学过程中,以提高学生运用计算机知识抽象问题、进行问题求解和形式化描述的能力,对新形式下计算机基础教学改革是一个挑战和必须面对的课题。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任委员陈国良院士对大学计算机基础课程实施计算思维给出了教学方法原则建议:以计算学科基本问题为导向,以经典案例为基础,通过实验了解和应用编程的基本原理,通过习题课强化学科基础概念的理解,着力提高学生的计算思维能力。
周以真教授认为计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法,现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法,以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设。计算思维中的抽象完全超越物理的时空观,并完全用符号来表示,其中,数字抽象只是一类特例。与数学和物理科学相比,计算思维中的抽象显得更为丰富,也更为复杂。数学抽象的最大特点是抛开现实事物的物理、化学和生物学等特性,而仅保留其量的关系和空间的形式,而计算思维中的抽象却不仅仅如此。计算思维利用启发式推理来寻求解答,就是在不确定情况下的规划、学习和调度。它就是搜索、搜索、再搜索,结果是一系列的网页,一个赢得游戏的策略,或者一个反例。计算思维利用海量数据来加快计算,在时间和空间之间,在处理能力和存储容量之间进行权衡。
以计算思维为核心的课程改革正在不断地探讨和深入,实施中还会遇到一些问题需要解决和面对。计算思维既然与人们的工作和生活如此密切相关,理所当然地应当成为人类不可或缺的一种生存能力。它应当有效地融入我们每一堂课之中。计算机基础教学中计算思维能力的培养,是一个较为长期的过程,需要我们不断探索与实践。
作者:石建国
第2篇:基于计算思维的大学计算机基础教学中excel教学方法的研究
计算思维一词由卡内基﹒梅龙大学的周以真教授提出,其定义是:运用计算机科学的基础概念去求解问题,设计系统和理解人类的行为。其功能是让各个领域的人才都可以像计算机科学家一样思考,将计算技术和各学科理论、技术与艺术进行融合实现新的创新,也就是说,计算思维与其他学科的思维进行互相融合,便可以促进各学科学生创造性思维的形成。在文献【2】中提到了思维性教学,思维性教学的理念则可以概括为“知识”随着“思维”的讲解而展开,“思维”随着“知识”的贯通而形成,“能力”随着“思维”的理解和训练而提高。
在大学计算机基础课程中,电子表格excel是必讲的一部分内容。无论是以实验形式进行讲解还是以课堂讲授的方式进行讲解,都是教学中的一个重点和难点,那么如何将计算思维用思维性教学的方法应用到计算机基础课excel的教学中呢?
我们可以采取关注点分离(separationofconcerns,soc)的方法,soc是一种普通的处理复杂问题的系统思维方法和原则,在计算机软硬件的许多方面都有体现。这一思维的形成注重层次化,模块化的设计理念和自顶向下的设计思想的培养。
1 将excel中的知识点串联起来,把它们之间的联系讲清楚。
Excel中的知识点大体总结如下:
(1) 数据类型(基本数据):什么样的数据用什么类型表示
(2) 数据排序:某个字段的数据按照某种关系进行显示
(3) 数据筛选:显示符合某种条件的数据
(4) 分类汇总:对多个字段进行分类统计
(5) 图表:用图的形式表示数据之间的关系
(6) 透视图和透视表:根据某种要求进行相应的统计
这些知识点都是以基本数据为中心,根据基本数据进行相应的操作。
2用数据挖掘中最著名的例子“啤酒与尿布”的关系说明数据之间存在着某种关系,通过不同的角度对这些数据进行分析会得出一些不同的结果。
“啤酒与尿布”的故事产生于20世纪90年代的美国沃尔玛超市中,沃尔玛超市管理人员分析销售数据时发现了一个令人难于理解的现象:在某些特定的情况下,“啤酒”与“尿布”两件看上去毫无关系的商品会经常出现在同一个购物小票中,这种独特的销售现象引起了管理人员的注意,经过后续调查发现,这种现象出现在年轻的父亲身上。年轻的父亲在购买尿布的同时,往往会顺便为自己购买啤酒,沃尔玛发现了这一独特的现象,开始在卖场尝试将啤酒与尿布摆放在相同的区域,让年轻的父亲可以同时找到这两件商品,很快完成购物,沃尔玛超市从而获得了很好的商品销售收入。
通过这个例子告诉学生,要在普通的现象中发现其中的联系,同样是相同的数据,往往分析的角度不同,但是分析问题的方法都是相同的。
3给学生几个带有大量数据的表格。
员工基本信息表(员工编号,姓名,性别,出生日期,学历,入职时间,部门,工资,离职时间,离职原因)
产品销售情况表(产品编号,销售日期,员工编号,生产日期,数量,销售地区,单价,销售额)
产品生产情况表(产品编号,生产日期,数量)
产品维修情况表(产品编号,生产日起,维修日期,故障原因,维修人员编号)
库存情况表(产品编号,生产日期,数量)
4让学生根据表格中的数据进行分析,用excel来支持他们得出的结论。
每个学生都会从自己考虑的角度,对相同的数据进行分析,筛选出自己需要的数据,组成新的表格,为了让自己的结论更加直观形象,都会使用图表或是透视图和透视表来表示,得出自己的结论。
有的同学通过对员工基本情况表的分析,得出公司员工年龄、性别和学历的分布,进而说明公司现在的人员构成情况,可以得出是否需要再次进行招聘来补充后备力量,招聘符合什么条件的人员;还是对人员基本情况表的分析,有些同学通过对离职人员的分析,得出离职人员的部门、离职人员在职的时间和工资的分布,可以得出哪个部门离职人员最多,离职人员的工资是否过低,是否需要用提高工资来留住员工。
有的同学通过对产品销售情况表的分析,分析出哪些产品在哪个地区比较受欢迎,哪些地区市场的占有率比较低,市场还有待开发;还是对产品销售情况表的分析,有些同学通过对销售人员的分析,得出哪个销售人员的销售业绩比较好,哪种产品的销量比较多,是否需要进行产量的增加或是开发新的产品来满足市场需要。
有的同学通过对产品维修情况表的分析,得出返修产品的分布,进而得出返修产品是否存在普遍性,故障原因在哪里。
有的同学通过对库存情况表的分析,得出库存产品的分布,进而得出哪些产品库存过多,同时可以分析出哪些产品不受欢迎。
这样学生的思路打开了,他们会主动的去想用什么样的形式能更好的支持自己所得出来的结论。
5 对学生的结果进行点评,进而检查学生对知识点的掌握。
学生进行数据分析,都是从某一个自己想要的结果开始,为了得到这个结果,根据现有的数据运用已经学过的知识来证明和分析,这样就形成了一个自顶而下的分析方法,也就是前文中所提到的的soc方法中的设计思想。
在大学计算机基础excel的教学中用思维性教学的方法把计算思维解决问题的方式传授给学生,让学生学会的是一种解决问题的方法。学生从自己关心的角度去分析相同的数据,无论结果是什么,他们都是经过思考的,这样学生就把“知识”转化成了“思维”,“思维”也随着“知识”的展开而展开,这样不仅教会了学生基本的知识,而且也教会了学生用思维的方式去解决自己面临的问题。
作者:刘玉利等
第3篇:面向计算思维培养的大学计算机基础教学
最早提出计算思维的是美国的卡内基梅隆大学计算机系的周以真教授,具体的定义是,使用计算机科学的基本概念去求解问题,设计系统与理解人类的行为,涵盖了计算机科学之广度的一系列的思维活动。计算机思维反应的是计算机技术本质的特征与解决问题的核心办法,可以提升非专业的学生的计算素养,能够培养学生使用计算机处理与解决领域问题的思维方法与表达形式,会对学生产生深远的影响。
一、需要解决的问题
改革的最终目的是能够使学生在对计算机核心知识的学习以及在可以使用应用工具的基础上能够运用高效的思维去思考,把无意识的计算思维教学理念提高到有意识、系统性的计算机思维教学。达到从根本中解决当前大学计算机基础课程中面临的教学困境,根据以上的目标,需要通过计算思维作为核心然后对教学内容进行重构,然后通过合适的教学实践使这些重构之后的内容能够让学生接受。通过分析,得出了如下的几个具体的问题:
在有限的课时之内培养学生哪些具体的计算思维要素;怎样在学生还没有掌握一门编程语言的时候实践所学到的计算思维的内容;面对不同基础与专业的学生该怎样体现不同的计算思维教育与训练内容。
二、分类教学与专业融合的教学内容的设计
西北工业大学是一所发展航空航天航海工程与研究为特色,以工科理科为主,将管理、文学、经济、法律协调发展的研究型、多学科与开放式的大学。其中对于不同专业的学生的计算机知识的要求也各不相同,其中也存在比较大差异,就算是相同专业的学生的计算机水平也是存在差异的,针对这种情况,来进行分类教学是非常有必要的。比如在程序设计的过程中依据文理科进行分类实践教学并取得了非常好的效果,也积累了一定的经验,这种方法在大学的计算机基础课程的教学中却还没有实施。而这次计算机思维培养为核心的大学计算及基础课程的教学改革除了在教学内容上按照文理分工之外,还要考虑特殊方向与专业学生群体的计算机教育的需求,按照需求将教学内容分为了如下四个方向:针对理工科专业学生;针对文管专业的学生;针对国际班全英文的计算机教学;针对教育实验学院卓越班的学生。
西北工业大学属于重点理工科院校,大部分学生都是理工科,以2013年的数据为例,理工专业的学生占了百分之六十二,文管类的学生只占了百分之十七,国际班与卓越班分别占了百分之四与百分之十七。在确定每个专业的学生的教学内容的时候就需要遵循两个融合的原则,就是将计算机基础教育与培养进行融合,将计算机基础知识与学生的专业技术融合,注重计算机基础知识与学生专业方向的融合。关于两个融合,具体的内容如下:
对计算思维培养的融合,具体指的是将计算机科学中最有基础性与长期性的计算思想传授给学生,让学生学会该怎样把问题转化成能够使用计算机解决的方式,培养学生从本质与全局来建立解决问题的思路。专业技术融合,具体指的是依据学生专业的特点与需要,在对计算思维的培养的基础上动态的选择课程的内容,形成可以定制的教学模块,然后实施分层教学。
三、两阶段培养与可视化计算思维实践的实验环节
传统的观念中,实验教学一直是作为理论教学的辅助内容,与理论教学在章节的内容上是相对应的。然而,在我们的教学改革中国,却将实验课程与理论课程的关系确立为互补关系,实验课程具有相应的独立性,在内容中体现的是两阶段培养的实验教学理念。在第一阶段的实验为计算机基础知识的实践,从Windows的使用开始,以及一些常用的软件的使用,常见的网络的应用等。这个阶段的主要目标就是培养学生对计算机的基础的操作技能与常用的工具软件的操作的掌握。在第二个阶段中主要学习的是关于计算思维的实验,这部分的内容是要求学生依据具体的应用进行程序的设计,能够实现典型的算法。
本文在“一,需要解决的问题中”提到的第二个问题,这个阶段的学生还不具备程序设计的基础知识与经验的情况下,我们认为可以使用可视化编程工具来支持可视化的程序设计,主要就是让程序人员利用软件本身提供的空间来构造应用程序中的各种界面,在当今的软件开发领域,可视化的编程技术已经成为重要的工具与手段了。因此我们在实验改革中引入可视化的编程工具Raptor,让不具备编程基础的学生可以实施算法的实践与验证。Raptor是一种可视化的程序设计环境,程序设计中的要素都是通过图形与符号的方式进行展现的,当前在世界的二十几个国家与地区的高等院校中得到使用。
四、结语
通过分析教师与学生的调查结果,对工作中的不足进行了总结,也从中得出了宝贵的经验,主要包括:在教学中对计算思维的培养是对学生创新力培养的重点,对大学生全面的素质教育与能力的培养担负着重要的职责。在教学的过程中,以及通过调查反馈的教学过程中的必要改革的方腊向都是正确的,是受到广大的教师与学生认可的。另外,此课程的改革具备适应与完善的过程,对课程进行教学工作的教师要深入的加深对计算思维的理解,并要对典型的案例进行合理的选择,在课时少的时候,要有效的组织教学内容,教学内容要科学,兼顾广度与深度。最后,在以后的工作中,还需要继续加大对计算思维的大学计算机基础教学的建设工作,进一步探索与挖掘对计算思维的培养方式。
作者:张敬瑜
第4篇:基于计算思维的大学计算机教学研究
“计算思维”这一名词来源于一项美国的计算思维专题讨论,那里给出的专业名词解释为:一个所有课堂问题解决的工具。这一名词在诞生之日起就引起了全世界范围内的广泛议论与轰动。在中国,也有着一大批的教育工作者以及科学工作者针对这一概念做出了有益于、适用于我国教育工作的贡献,但在新教育背景下,如何应用计算思维来丰富、优化大学计算机教学工作又成为广大教育工作者心头的难题。下面做出论述。
1计算思维的具体含义与现实意义
我们所处的这个时代是信息的时代,近年来我们正在大步迈向云计算的时代,每天我们都会与计算机接触,每天都会接触到计算活动,长而久之这里就出现了计算思维。从今天科学技术发展的趋势以及云计算的快速发展来看,计算思维必将长其并且严重影响我们今后生活。
所谓计算思维的现实意义,就是指的是人类自从步入文明社会以来一直没有间断过的计算习惯。在远古时代人类就已经开始了那石头记数就开始计算活动了,从那个时候开始计算就一直没有离开过我们的生活,从这里看来就说明计算思维已经根深蒂固到我们的生活中。
2大学计算机教学现状
2.1时代变化,对于计算机课程的态度的巨大变化
随着我国科学技术的长足发展以及人们生活水平的不断提高,使得计算机设备在人们生活中随处可见,人们每天都会发微博、看电视、电影、新闻等。自以为每天都和计算机打交道,对电脑每个人都敢说是半个专业的人物,在这种思想的作用下,学生对计算机课的热情度就自然会大打折扣,这样计算机课程目标就会很难达到。同时也是由于这种思想、心理的作用使得学生将计算机作为一个工具,事实上计算机的却是一个工具,的却是方便人们生活的工具,但是在中国人的心理,都不会将工具当成特别重要的东西,只是等到要用到的时候才会用。在这种思想心理的作用下,计算机课程就很难不成为选修课了。
2.2计算机课程定位问题
我国自从在高等院校非计算机专业学生内开展计算机基础课程开始,课程定位就存在着问题,就没有从根本上就没有将计算机课程放在重要的地位上,这方面的内容体现在两个方面。其一为在计算机课程一开始就是为基础课程,同数学、物理、英语等课程具有相同的地位,但是由于老师没有提起相当大的注意性。
3如何应用计算思维优化设置教学内容
3.1课程设置以及定位内容
计算机课程作为基础性课程,与数学、英语等重要理科性学习一样,需要得到相当的重视,作为必修课来设置,首先就是要做到的就是需要保证有足够的课时。目前大学阶段的改革内容中有一个重要的内容就是压缩课时,然而各专业都将这一矛头都指向了计算机基础教育这一课程内容,更有甚者,有的高校甚至还将计算机基础课程当程选修课,有的还将计算机课程取消。这样的现象与课程设立之处的目的有较大的出入不利于课程内容的开展。
除了上述的内容之外,还要做到课程门类与课程数目的科学设定。计算机课程的安排应该根据专业每类加设或者减少课程内容,例如电子类的专业,就可以加设编程课程。课程的数量设置在每周两至三节课为宜。
3.2课程教学内容的制定
计算机课程究竟要讲什么一直是计算机教育工作者所要关注的问题,现在的情况来看我国计算机教育教材内容相对来说较为闲散、繁琐。其实在笔者看来随着我国科学技术的不断发展,以及学生对计算机知识的熟悉度越来越熟悉,学习计算机历史的意义并不是很大。同时我们要理解学习这些内容很容易让学生产生厌学与烦躁的心理,这些对计算机学习效果都具有不良的影响。然而本着计算思维,我国计算机课程内容的设定也要本着计算思维为原则。计算机自诞生以来,其中一个重要的内容就是二进制,以及计算机结构的设置情况。这一内容不但以前要认真学习,而且在现在以及将来都要认真学习。
3.3教学方法的设定
⑴重视概念含义。思维的含义内容中一个重要的内容就是概念,一些准确科学的名词概念对于思维的形成是至关重要的,因此教学内容中我们应该引入详细正确的概念。然而有的大学在讲述计算机课程时,对有关概念的含义内容只是一言带过,从来不会深入探讨研究,这样对于学生计算思维的形成很不利,因此对于学生计算机学习成果也有较大的影响。因此这种深究概念的教学方法应该得到大力推广实行。
⑵重视实践操作。思维的形成在于人们参与各种社会活动经验积累所形成的,同时在计算机学习教学中,要想获得较高的学习成绩同样需要老师重视学生动手的操作。具体可以增设实验课的课时,同时要保证学生上机操作的质量就要保证学生在有兴趣的基础上进行操作,这就需要老师要有较高的计算机知识,来吸引学生的学习兴趣。
作者:朱娇
第5篇:大学非专业计算机基础实验课程教学探索
0引言
随着社会信息化程度的普及,计算机在人们生活中显得越来越重要,计算机应用能力正成为现代社会每个人的基本生存能力之一。大学计算机基础课程是培养学生计算机应用能力的重要途径,在培养应用型、复合型、信息化人才方面,有着举足轻重的作用。
在综合性大学里非计算机专业学生占了高校的绝大多数,对于这部分非计算机专业的学生来说如何将计算机知识融合到本专业中,利用计算机工具更好的服务于本专业的需求才是根本目标。因此在高校中开展计算机基础教育,尤其抓好非计算机专业的计算机基础教育是高校计算机教育改革的重大课题[1]。
作为一门实践性很强的课程,实验教学是计算机基础教学中非常重要的组成部分。实验教学相对于理论教学更具有直观性、实践性和创造性,是学生实践能力和创造能力培养的必要环节。只有通过计算机实验教学才可以使学生真正掌握计算机应用的基础知识和基本技能,并具备应用计算机的能力。但是,目前大学计算机基础实验教学特别是非专业计算机基础实验教学中还存在着一些不足:如实验内容缺乏层次性没有考虑学生的基础不同,实验教材过于统一,没有考虑学生的专业差异,实验课程内容老化、僵化,脱离时代发展等等。
本文根据作者对计算机基础实验课的观察,从实践出发,分析了当前非专业计算机基础实验课程存在的问题,针对这些问题提出了一些改进建议,为提高和培养非计算机专业学生的计算机应用能力提供了新思路。
1当前大学计算机基础实验课程存在的问题
1.1学生计算机知识层次参差不齐
就笔者所在学校(江苏大学)而言,由于是一所全国重点大学,面向全国各地招生。生源地地区计算机基础教育的差异导致了学生的计算机素养存在明显差异。一些经济发达地区在中学甚至小学就开设了计算机课程,这部分学生已经学过了一定的计算机基础知识,具备一定的计算机基础知识和操作技能;而一些经济欠发达地区的学生则对计算机知之甚少,甚至有部分从未接触过计算机。另外,对于具有计算机基础知识的学生同样也存在着差异,少数学生在中学阶段就参加过信息技术竞赛,学习过计算机相关理论知识,甚至掌握一门编程语言;也有部分学生对计算机的掌握停留在会上网、会聊QQ、打游戏的层次。
1.2实验课程内容老套,跟不上时代发展
在摩尔定律的“作用”下技术迅速更新换代,性能不断提高,计算机软件的发展也是日新月异,软件公司不断推出功能更全、使用更方便、安全性更高的软件。而我们的计算机基础实验教材还停留在若干年前,导致教材内容老套,脱离时代发展。部分过时应用软件的使用阻碍了学生计算机应用能力的培养。例如,VFP6.0(VisualFoxPro6.0)是微软公司1998年跟Windows98操作系统同时推出的一款数据库产品。如今Windows操作系统从Windows98到Windows2000,WindowsXP再到目前的Windows7,已经经过了四代的更替,微软在推出VisualFoxPro9.0之后于2007年便宣布停止VisualFoxPro的研发。而VFP6.0这样一款数据库开发产品仍然是计算机基础实验课程要学习的两个大编程工具(另一个是C语言)之一,也是计算机等级证书考试项目之一。
1.3实验内容单一没有针对性
笔者所在学校是一所含理、工、农、医、文等十大学科门类的综合性大学。尽管我校各个专业均开设计算机基础课程,但是采用的教材却是统一的教材,只是在编程语言上根据偏文专业和偏理专业分成学C语言和学VFP或者VB两种。尽管学校对不同专业的计算机编程课程进行了粗略的划分,仍然不能满足不同专业的不同需求,导致专业需求较高的学生学不够,层次较低的学生学不会的情况。
1.4重理论轻实验,实验学时偏少
由于受到实验室和教学计划等条件的制约,目前非专业计算机基础课的实验学时和讲授学时的比例还是不太合理,实验学时偏少。由于计算机基础课涉及的计算机专业基础的面很广,从计算机硬件、操作系统到数据库技术、网络技术、办公自动化等等,讲授的内容非常多,而且涉及面非常广泛。计算机基础课作为一门应用型的课程,是一门实际操作性非常强的课程,各种各样计算机软件如果不经过反复练习操作,是无法熟练掌握的。以作者所在的江苏大学为例,非专业计算基础课的总课时为60学时,其中实验课时为20学时,事实上学生很难在这短短的20学时里熟练地掌握Windows操作系统、Office软件系列(包括Word、Excel、PowerPoint)等等。
2计算机基础实验课程教学改进建议
针对上述问题,笔者认为可以从下述几个方面加以改进。
2.1因材施教、分层教学
面对不同计算机知识层次的学生,笔者认为,采用分层教学的方式是一个可行的方案[2]。也就是根据不同知识层次的学生分开教学,针对不同知识层次指定不同的教学方案。这样从学生的角度来看,有一定基础的学生可以更加深入的学习有关的计算机知识,基础差的学生则可以从最基本的计算机操作开始学习,提高了这两部分学生的学习兴趣,从而获得更好的教学效果。对于教师来说,摆脱了传统教学时两种学生差别难于兼顾的问题,可以更好的备课和教学,优化教育配置,有利于教学质量的提高。
2.2与时俱进,不断更新实验教学内容
计算机技术是一个飞速发展的技术,同时也是一门实用性很强的工具,计算机基础实验教学的内容应该紧跟时代发展不断更新,才能学以致用。在实验教学中,应该适当的拓宽教学内容,除了要完成大纲、教材所包含的知识点之外,还可以将生活中常用的、积极时尚的内容引入到实验教学中,如使用微博、网络购物等等。这样不但拓宽了学生的知识面,提高了学生计算机应用的能力,还丰富了教学内容,提高学生的学习兴趣。
2.3根据不同专业指定不同的实验教学内容
对于一所综合性大学来讲,非计算机专业包括了理科、工科、文科、医学等等,每个学科差别很大,不同学科对于计算机有着不同层次的需求。对于所有专业都使用同一种实验教学内容往往导致学非所需的现象,这是一种浪费。笔者认为对于不同的专业应该制定不同的实验教学内容和方案,统筹安排教学资源。例如对于一些文科专业,与其学习将来根本不会用到VFP编程,不如把这部分内容换成工作时更常使用的高级Office应用、多媒体软件等实用性软件。学生知道现在学习的是将来有用的,必定会更加认真的学习,避免了为了学习而学习的情况发生。
2.4提升计算机基础实验教学的地位,增加实验教学的课时
目前我校计算机基础实验课时占整个课时的1/3,在目前整个计算机课时压缩的情况下,这1/3的课时勉强够练习计算机基础大纲要求的各个考点之用,紧靠课内时间无法熟练使用计算机各种软件的需要。为此,笔者认为应适当增加计算机基础课的课时,特别是实验课的课时。同时应分配免费计时,鼓励学生利用业余时间去学校机房练习计算机操作,以提高实践能力。
3结束语
随着时代的发展,计算机应用能力正成为现代社会每个人的基本生存能力之一,本文就非专业计算机基础实验教学的改革思路进行了探讨,目的是要通过计算机基础教学的改革提升计算机基础教学的质量,提高学生的计算机应用能力。然而改革从来都不是手到擒来的,学生计算机应用能力的提高不但需要教师、学生的努力,还需要学校的支持。希望通过各方面的努力,大学计算机教育能够适应时代的需求,更多的培养时代需要的优秀人才。
作者:刘毅等
第6篇:大学计算机基础教学与计算思维的融合
1前言
目前,计算机技术在日常生活、办公、学习、工业生产等方面已得到广泛应用,熟练地掌握计算机基础技能成为现今社会考查个人能力的标准之一。因此,如何培养非计算机专业学生的计算机基础技能成为各高校面临的一个主要问题[1]。
大学计算机基础课程是针对大学一年级学生开设的计算机基础性课程,其目的是使学生更好地掌握基本的计算机信息技术知识,并能更好地运用计算机知识解决各自专业以后可能遇到的问题。该课程是河南师范大学计算机专业和非计算机专业学生的必修课程,在提高学生综合素质、培养创新能力上起到重要作用。本文主要探讨关于非计算机专业学生的大学计算机文化基础课程的学习。大学计算机基础课程主要有内容涉及面广、知识点多、学时相对较少的特点。而该课程所面对的学生层次不一,一部分学生在中学时接触计算机教育比较多,而另一部分学生可能根本就没有接触过计算机,这样就造成两极分化,如果按照正常的教学进度去讲,可能就会出现有些学生觉得枯燥无味,而有些学生却听不懂、跟不上的情况。这些都对计算机教学带来巨大的挑战[1-2]。
2大学计算机基础教学中存在的问题及应对措施
对培养目标的认识不够在日常教学过程中,多数教师在对本门课程的整体理解上存有偏差,认为大学计算机基础就是Office办公软件的使用,学会使用Office办公软件就达到了学习本门课程的目的,而对计算机基础在今后学习、工作中的意义,没有进行充分的强调,导致一部分非计算机专业的学生认为本门课程不是专业课,不重要,学成什么样都可以。这种认识会淡化学生对计算学科的认识,严重阻碍学生对计算机技术核心思想与方法的掌握。
大学计算机基础教学与计算思维融合需要来自各专业的学生,汇集多方面的思维,需要学生、教师共同努力,结合学生专业,吸引学生对计算机产生兴趣。在教学过程中,教师应通过抽象理论讲解和典型案例剖析的结合向学生强调计算机基础的重要性。结合当今实际互联网动向,让学生能从实际中体验到所学知识的具体应用,把抽象化为具体。
存在重实验、轻理论的情况在教学过程中,许多教师比较注重学生的动手能力和对计算机的实际操作能力,在教授Word排版、Excel的应用、PPT的制作上花费大量时间去讲解,但对基础的理论知识一带而过,没有进行较为详细的讲解,以至于大部分学生在以后的学习过程中“知其然而不知其所以然”。
学生入校时对计算机知识的掌握程度不同,真正全面掌握计算机基础知识的学生非常少,即使一部分来自发展较好地区的学生对计算机掌握的知识比较多,也仅限于基本操作和简单的Office办公软件的使用,而全面掌握计算机基础知识的学生非常少。而这部分学生也很容易对计算机基础这门课程的认识产生偏差,认为自己已经掌握了足够的计算机知识,认为教师所讲的内容自己早就会了,不需要再重复学习。以至于这些学生上课不注意听讲,甚至逃课,而真正期末考试的时候,他们的成绩却远不如那些根本没有接触过计算机的学生,时常还会出现“挂科”现象。究其原因,就是学生只注重操作步骤,完成了一个小小的操作就认为学会了该项知识,却没有通过系统的理论学习将学习内容串联起来,因而达不到全面掌握学习内容的目的。
针对这种问题,教师应该突破约定俗成的教学模式,理论联系实际,又作用于实践,从两个方面对学生进行详细的讲解、指导,增加计算机传授量,让学生充分认识到计算机理论知识的重要性,并能用所学到的理论解决实际操作中遇到的问题,达到全面掌握学习内容的目的。
注重教学形式多于教学内容教学形式服务于教学内容,最终的目的是实现教学内容的传授,使学生能够更好地掌握教学内容。而一部分教师在教学过程中更加注重教学形式,认为“先上理论课,再上实验课”的教学形式比较落后,而“理论讲解和上机实验同步进行”的教学形式更好,如果学校因为硬件设施的影响无法实现后者的上课要求时,有些教师会出现比较气馁的情绪,严重影响教学效果。这种情况一旦出现,将会大大削弱学生的兴趣,形成恶性循环。
其实,在教学过程中,不能说哪种形式更好,把握好教学目标,找到较为适合的方式,同样能达到较好的课堂效果。教学内容是根据教师给学生传授知识和技能,概括教学目标来确定的。比如,基于河南师范大学目前的教学条件,学校安排大学计算机基础授课方式普遍采用的是“先上理论课,再上实验课”的教学形式,这样能实现学生在课堂上更集中注意力去学习教师所教授的内容,更有助于理论知识的学习。这样的效果是“理论讲解和上机实验同步进行”的教学形式所不能比拟的。在课堂上,教师可以将理论知识和计算思维通过提问和讨论的方法传授给学生,在一节课将要结束时再辅以学生以相应的任务,比如给学生分组,让一组学生共同去完成一个任务,那么学生在上机实验课会更有目标练习,并解决相应的问题,以达到熟练掌握学习内容的目的。
3计算思维在计算机基础教学中的重要意义
计算思维是2006年美国卡内基·梅隆大学的周以真教授提出的。它是运用计算机科学的基础概念来求解问题、设计系统和理解人类行为的科学方法。它通过选择合适的方式陈述一个问题,对问题的相关方面进行建模并用最有效的办法实现问题的求解[3-4]。计算思维是人类求解问题的一条途径,它是一种思想,是求解问题、与人交流和管理日常生活中所需要用到的一种科学思维方法。
能使学生终生受益我国学生在计算和计算机理解方面存在不足。当前计算机的应用已经遍及全社会,现代社会对于计算机应用水平的要求已经不局限于计算机专业的学生,而是全社会成员都必须具有的基本素质,所有大学生都必须具有对于计算机技术深度运用的能力。而恰恰在这一方面,我国与发达国家之间存在较大的差距。在这样的背景下,作为对于计算机应用能力的培养,仅仅掌握几项具体的应用技能是远远不够的,必须对于计算以及计算机科学的思维形式有较为深刻的理解,接受对于计算思维的严格培养,才能使得学生走上社会以后具有很好的应用计算机解决问题的思维习惯,成为当下这个信息社会、大数据社会的合格公民。
如同所有人都具备“读、写、算”能力一样,计算思维是大学生必须具备的思维能力,是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。将计算思维融入计算机基础教学中,不仅可以使学生更好地理解每个知识点,而且可以将这些知识点相互关联在一起,形成一串知识链,更能促进理论知识的掌握。从长远来看,还促进了学生的科研精神和逻辑思维,使学生在正确的指导下进行科研创新,让学生举一反三。此外,计算思维还能帮助学生寻找到解决问题的最优途径,降低做事成本,提高办事效率,使其终身受益。
不受软件更新换代影响计算思维是利用启发式推理寻求解答,即在确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。当遇到软件的更新换代时,学生能在这种思维方法的引导下快速熟悉新版本软件的操作。
Office办公软件是计算机基础学习的一个重要部分,而Office的更新换代在近十几年里经历了Office2000、Office2003、Office2007、Office2010等。如果不能很好地培养学生的计算思维,就可能出现以下问题:学生只会用当时学习的那个版本的软件,换个新版本的软件就不会用,或是接受起来要比经过计算思维训练的学生慢。
4将计算思维融入教学的具体实践
将计算思维融入不同的教学方法中如何培养学生的计算思维能力是贯穿大学计算机基础教学的核心任务[5]。在教学过程中充分发挥“学生的主体地位,教师的主导作用”,将计算思维融入案例教学法、任务驱动法、课堂讨论和提问等教学方法中,引导学生进行学习和思考。在本文中强调理论教学在整个计算机教学中的重要作用,希望通过理论教学引导学生形成计算思维,并将计算思维反馈于理论学习、作用于实验上机,这样才能提高学生的学习主动性,促进学生主动思考。
河南师范大学所用的计算机基础教材是由科学出版社出版的,徐久成、王岁花主编的《大学计算机基础》。书中的第一章所涉及的内容比较广,有计算机的发展历史,计算机的分类、应用,进位计数制、数制转换,软硬件系统等。对大一学生来说,这些知识比较抽象,难以理解。以进位计数制的讲解为例,可以借助日常生活中的例子来讲:“我们接触比较多的就是十进制,在计数时,从1数到10,进1位。在计算日期的时候所采取的进位又不同:1小时=60分,采用的是60进制;1天=24小时,采用的24进制。而在计算机中采用的是二进制,原因是在电子器件信号中只有高电平和低电平两种状态,表示通和断,硬件上便于实现,便用0、1两个数码来表示。而有时采用八进制和十六进制是因为便于书写和阅读。”这样辅以生活中的例子进行讲解,学生对进制将会有一个比较清晰的理解,并了解到其深层次的原理,从而形成一种“思维”,在以后的学习类似于牵涉0、1两种状态时就自然地接受,不再产生障碍。
培养学生的探索精神探索精神可以帮助学生冲破一切禁锢,找到生活中存在的真理。计算机基础教学过程就是培养学生的计算思维的过程,学生掌握了计算思维就会对有关计算方面的知识产生兴趣,从而在学习过程中不断地探索,寻求知识的真理。而那些没有掌握计算思维的学生,对所学的知识总是一知半解、缺乏兴趣,总是教师教什么就学什么,按部就班,缺乏主动探索精神。
计算机基础这门课程知识点多,涉及的知识面广,仅仅依靠课堂讲授,时间上远远不够。这就是许多教师总感觉课程讲不完,许多内容加快节奏甚至一带而过的真正原因。并且学生也感觉很委屈,觉得教师讲课讲得太快,许多知识无法理解。而在课堂上主动培养学生计算思维的教学方法上起课来则较为轻松,上课效果也更好。例如,在给学生讲解Excel中函数的使用方法时,所涉及的函数很多,书中也只是讲解了ABS函数、ADD函数、AVERAGE函数等几个常用函数的使用方法。在日后的学习中会遇到一些问题涉及课本以外的函数,而一部分学生没有学习过就不会使用。因此,在教学过程中可以这样讲解:ABS函数是求绝对值函数,是单操作数,ADD函数和AVERAGE函数是多操作数。并对这些函数进行总结,找出其共同点和不同点,学生一经形成这样的思维,在遇到新的函数时会很容易掌握其使用方法。在上机实验课时也不会只练习教师讲过的知识,而是会去尝试一些新的内容,引起学生的思考和探索,因而提高教学效率和教学质量。
5结语
教育的探索永无止境,教学的改革还在继续。在非计算机专业的大学计算机基础教学改革过程中,需要教育工作者不断地探索,发现教育过程中存在的问题,寻求更好的解决办法,将理论教学与实践教学相结合,促进学生对计算机基础的深入理解和学习,提高学生的计算机综合素质,用计算思维来武装学生,提高学生的思考能力,培养学生主动探索的精神。
作者:李晓艳等
第7篇:计算思维视野下大学计算机基础分层教学构建
在现今阶段计算机基础课程的教学过程中,大多数的高校面临的一个问题是如何让学生在面对所学计算机基础知识时对其进行具体构建,而解决这一问题的一个重要方法就是引导学生进行一种计算思维理念的构建。计算思维理念是一种无形的概念,是高校计算机专业的学生在学习计算机基础课程时所产生的一种思维方式,是一种对计算机设备进行控制,从而对现今这个计算机时代所产生问题进行解决的一种能力。本文通过对现今高校的计算机基础教学进行研究,结合计算思维理论进行分层教学探讨,最终使得在教学实践中对当代大学生人才培养起一个积极的作用。
1计算思维的理念
计算思维理念的首次提出是在2006年的《CommunicationsoftheACM》杂志上,由美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真()教授提出。当时一提出,国内外许多的知名学者便予以响应,得到了整个教育界的广泛支持。周以真教授认为计算思维是一种利用计算机科学的基础概念,对人类整个思维活动中的一些行为及问题进行求解的一种思维活动。它是通过对问题进行约简、通过嵌入、转化以及仿真的一些方法,把复杂、困难的问题简单化,是用一种递归模式来分析解决方法的思维模式。同时,这种思维理念是抽象的,是超越现实生活中的时间和空间限制的东西。计算思维不是像常规模式一样程序化的理念,而是一种更加超然的概念化的产物。它带给人类一条解决问题的新途径,是一种计算机的机械化运算加上人类主观意志的丰富想象力的新概念,从某种意义上是一种思想上的境界。它的产生,使得原来社会生活中许多人类想都敢不敢想的问题有了解决的可能。同时,它完成了从理想的精神层面走到了现实的具体物化,对人类未来的发展有着很重要的启发作用。在现阶段的大学高校中,计算思维会对高校计算机专业新生的原有思维模式进行一种理念上的“颠覆”,大大地提高他们对计算机专业的学习兴趣,提高他们个人的提出问题并对其进行解决的能力,对计算机专业的基础教学起一个积极的作用。
2计算思维与大学计算机基础教学
随着社会的飞速发展和人民生活水平的不断提高,党的十八大提出了“富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、诚信、友善”的二十四字方针。在现今社会经济体制下,大大学生作为祖国未来的栋梁,对于我国社会体制,国防建设有着很重要的意义。在这样一个新时期下,高校必须发挥其教育教学的功能,从学生出发,以人为本,充分考虑学生的学习特点,对高校现有的教学模式进行一定程度上的改革创新,从而使大学生树立起正确的人生观、世界观、价值观。在21世纪中,计算机科学是一门年轻的学科,这里的年轻也就意味着它也是一门先进的学科。在计算机科学中,它的基础课程对于学生认识计算机这门学科,从而对其产生兴趣,以及在实践中培养学生的创新能力,从而提高他们的综合素质。这已经成为组成高校通识教育的一个重要部分。而现今阶段许多高校面临的一个问题就是如何对计算机基础教学有一个明确的认识和一种准确的定位,如何对计算机基础教学进行改革,使之能够适应当下的现代信息化社会的发展。
3计算思维视野下的分层教学分析
现今阶段的高校大学中,计算机基础教学主要面临着两个问题,即“两非”现象。一是在学生进入大学学习前,不同的地区对计算机技术的普及度也不同,导致学生进入大学后在学习计算机基础的过程中,出现了有的学生对计算机基础课程一无所知,而有的同学则有一定的课程知识储备,这样的现象就会导致高校的计算机专业基础课程的授课教师在进行课堂教学时,面对学生不同的学习起点,而产生一定的困惑,最终影响整个计算机基础教学的教学过程。
随着问题的出现,解决问题的方法也被学者专家提了出来,就是根据计算机基础教学中所出现的两非现象,从而对学生对计算机基础课程的认知度、学习进度、课堂效率等方面,从而对学生进行一个某种程度上的分层,再通过计算思维的广阔视野,来引导学生进行计算机基础课程的学习,最终通过掌握和理解达到能够通过自身知识储备来解决问题的能力。这种新的模式是一种从课程内容体系的独特角度进行教学,使学生对计算机应用能力的可持续发展性进行了解,从而对现有的理论知识进行升华,上升到对计算机知识的应用能力进行培养的一种新方式。分层教学的构建思路主要有以下三点:
(1)把计算思维的理念融入计算机基础教学理念当中。由于分层教学是一种对现有教学观念的革新,从一定的角度上,也可以理解为要根据不同地区高校的计算机基础教学资源、不同学校的教学方法。在加入计算思维后,对其进行一种可持续发展的优化配置,最大限度地调动起学校、教师、学生的教学理念。在具体的实施过程中,要根据计算机基础课程的不同定位,以及不同的构成,从理论方面、技术层面、工程、工具、服务以及应用特点的不同维度进行教学,把现有的教学资源进行最大程度的调配,从而提高整个计算机基础教学过程中的教学质量。
(2)对大学现有计算机基础课程体系进行改革。现今阶段,许多地区的大学计算机基础教学课程的重心被放在了理论层面,一直处于一种理论教学大于实践教学的地位。当计算机基础教学中加入了计算思维的理念后,它的重心就已经向实践有所倾斜,所以,面对这一现象,高校的计算机基础课程教学应该对原有的理论课和实践课的整体比例进行调整,把重心向实践课程方面转移。
(3)在分层教学的基础上加上计算思维。高校计算机基础课程教学过程中,教师要对学生的思维链进行一个从理论的起点到最后应用的终点的引导,通过对计算机基础知识这种抽象的概念进行教学,带领学生了解计算机基础教学内容的基本原理构成。在进行实践的同时,加强学生对科学理论概念的理解,在不知不觉中提高学生的计算思维能力。
4小结
高校的计算机基础教学课程是当代大学生学习现代计算机知识的主要途径,在整个社会的教育领域占有很重要的地位。本文通过对计算思维视野下大学计算机基础分层教学构建进行研究,提出了自己的一些看法,然而由于个人所学知识以及阅历的局限性,并未能够做到面面俱到,希望能够凭借本文引起广大学者的关注。
作者:尹红征
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