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大学计算机基础教学中的计算思维培养   (3)

时间:2016-03-03 10:21 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:龚沛曾 杨志强 点击次数:


  (3)实施问题驱动式的教学方法,从计算思维的角度来讲解计算机基础概念和原理知识。例如:通过展示计算机科学的最新成果,了解计算机能做什么。思考计算科学的两个基本问题:什么事计算机比人做得好,什么事人比计算机做得好?计算机有没有智能?从而培养计算思维意识。讲授操作系统基础时首先提出"车辆追尾问题所在?正常情况下公交车不来,责任在谁"等问题,说明操作系统解决此问题的方法和思想。又如Cache是一个预置和缓存问题,其思想是一个典型的计算思维案例。以前,可能仅仅讲解Cache起什么作用;从计算思维的角度来说,则需要讲解如何起作用。
  2.程序设计课程
  程序设计课程是计算思维教学的重点。尽管计算思维不仅仅是程序设计,但是计算思维最终需要程序设计去实现。程序设计课程包括三方面的内容:程序设计语言、算法和编程。程序设计语言和编程不属于计算思维的范畴;算法是关于解决问题的方法,是计算思维的内容。以往该课程由于学时少、内容多,学生在一个学期内学习思考的时间短,学生接受新事物的能力个体差异大,稍不留神有的学生就要跟不上步伐。现采用跨两个学期实施,有假期作为缓冲,在没有增加学时的情况下,实际使学生增加了学习、思考、自学、实践的时间。
  我们在程序设计课程中强化计算思维教学主要需要进行四方面的工作。
  (1)将程序设计课程的部分内容前置到大学计算机基础课程中。这部分内容约5周(10学时),主要包括:程序设计语言基础知识,结构化程序设计,算法的表示,简单算法的设计。
  (2)从计算思维的角度出发,重组经典案例,将问题求解提升到计算思维的高度。
  计算思维中问题求解的一般步骤为:
  问题抽象化的描述,问题表示,即如何建立模型;
  寻找解决方案,问题求解,即如何设计算法;
  计算机实现过程、效率,即如何有效地求解、编码;
  现实问题的延伸。
  按照计算思维重组教学案例,让学生更能体会计算思维的本质,即抽象和自动化。
  (3)引入应用程序开发。由于程序设计课程的部分内容前置到大学计算机基础课程中,腾出了10学时,可以开发一定规模的应用程序,提升了该课程的教学质量。对学习C/C++程序设计的理工类学生,要求完成一个应用性、综合性强的大作业,将数组、结构、链表、文件等有机地结合起来;对学习VB或C#的综合类学生,要求学生结合经典算法、图形技术、生活趣味问题或专业问题设计应用程序。目标都是引导学生探究问题求解的思路和方法,提高计算机素质。
  (4)在教学方法上,尊重学生不同的认知方式,提倡算法的多样化。比较计算思维与传统思维解决问题的区别,倡导算法的简化和优化,从而培养计算思维。
  3."X"门应用课程
  "X"门应用课程是计算思维教学的高层次,目的是培养学生利用计算机技术解决他们本专业中问题的能力,也是学校卓越人才培养要求落到实处的体现。可以说,任何一个应用程序或作品都是计算思维"物化"的结果。以计算学科基本问题为导向,以经典案例为基础,以项目开发为目的,以新技术新开发平台为载体,强化学科基础概念和基本原理的理解,着力提高学生的计算思维能力,一直是我们改革的目标和努力的方向。例如在"数据库技术及应用"、"多媒体技术及应用"、"软件开发技术基础"、"Web技术及应用"等课程建设和改革中,学生的计算机综合能力得到了很好的锻炼和提升。
  在2011年秋季学期中,我们选择了2个班4个专业的学生在大学计算机基础教学中进行了计算思维教学探索。实践结果表明,学生的可塑性和潜力很大,既没有弱化"计算机软件的使用",又引入了计算思维的教学和程序设计算法的训练,提升了该课程的内涵,改革得到学生的认可。当然计算思维工作要全面推开以及在后继课程中分类分层联动实施,工作量很大,面临着挑战。计算思维教学改革是一项系统工程,不是一件一蹴而就的事情,需要不断学习、研究、探索、实践和优化,任重而道远。
  参考文献:
  [1]陈国良,董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育J].中国大学教学,2011(1).
  [2]李廉.计算思维一一概念与挑战J].中国大学教学,2012(1).
  [3]何钦铭,陆汉权,冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J].中国大学教学,2010(9).
 

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