以培养计算思维能力为导向的计算机基础实验教学

甘守飞

（宿州学院信息工程学院　安徽·宿州　234000）



以培养计算思维能力为导向的计算机基础实验教学

甘守飞

（宿州学院信息工程学院安徽·宿州234000）

摘要：《计算机基础》是面向非计算机专业的重要的基础课程。本文在介绍计算思维定义的基础上，通过文科专业“演示文稿的制作”实验教学，详细地描述了以培养计算思维为导向的实验教学过程，即创设情境，引发思考；呈现案例，引入新知；知识分解，讲授新知；知识整合，应用新知；总结复习，布置任务。

关键字：计算思维实验教学演示文稿

一、引言

随着信息时代的发展，社会对人才需求的质量将会进一步提高。目前，计算机基础课程作为非计算机专业的一门基础课程，面临着许多亟待解决的问题。其中最主要的就是教学方法的单一性。长期以来，采用理论+实践的传统教学方法，把实验教学作为理论课的一种辅助，重理论而轻实践，最终导致学生只会按照理论课上的案例进行操作，学生的创新意识薄弱，对实际的应用完全没有概念。特别是对于非计算机专业的学生来说，计算机基础实验课程教学尤为重要，通过实验教学可以培养学生的创新思维，为学生提供一个获得知识和技能，提高自身科学素养的途径［1］。为此，本文以计算机应用基础之演示文稿（PPT）的制作实验教学为例，研究以培养学生计算思维能力为目标的计算机基础实验教学方法。

二、计算思维

计算思维（Computational Thinking）这一概念的出现，时间并不是很长，首次提出计算思维这一概念的是美国卡内基·梅隆大学周以真（Jeannette M. Wing）教授［2］。周教授于2006年3月，在权威杂志上给出计算思维这一概念并定义为：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［2］。计算思维的提出引起了各领域的广泛关注，一些专家学者开始寻找计算思维在各学科的研究与应用。

通过对计算思维的分析，不难看出计算思维实际上就是一种科学思维，与数学思维一样是学生受教育阶段就应该培养的思维能力。是人类潜意识里存在而需要开发的思维活动。近年来，国内的专家学者对计算思维也是特别的关注，尤其是教育界重点关注怎样培养学生的计算思维能力。2010年10月，在“第六届大学生计算机课程报告论坛”上，中国科学技术大学陈国良教授首次提出将计算思维引入大学计算机基础教学中去。陈国良教授认为，计算思维是一种关于问题描述、问题建模和问题求解的科学思维能力［3］。作为高校在提高学生计算思维能力方面，应根据实际情况，不要拘泥于固化的模式，可采用“发散”式“多维”方式。教师可以从“如何教”、“如何学”、“如何做”三大方面［4］，研究适合实际需要的教学方法。作为一名一线的教师，接下来探讨一种融入计算思维培养的计算机基础实验教学方法。

三、以培养计算思维为导向的计算机基础实验教学设计

在计算机基础教学过程中，实验教学是一个重要的教学环节。把培养学生计算思维融入到实验教学设计中，更能有效的解决理论教学中“教什么”、“为何教”以及“如何教”等一些教学问题［5］。

当然，在实际教学设计过程中，应根据学生的专业特点，结合学科的应用范围，充分分析各个专业在课程体系的设置、教学内容的安排以及学生的思维方式和思维能力等方面存在的差异，进而有针对性地开展实验教学，设计出符合学生认知水平和接受能力的计算思维培养方案［6］。特别是对于大学文科类学生，计算思维能力的培养不容忽视。

下面就以文科专业计算机应用基础之演示文稿（PPT）的制作实验教学为例，探讨学生计算思维的培养。Office及其相关软件是计算机应用基础课程的重要组成部分，也是文科专业学生必须重点掌握的知识内容之一。由于很多学生在中学阶段就已经有所接触，往往会持有“重复性学习”的心理，从而严重影响其学习的积极性。针对这种现象，在讲授演示文稿软件实验教学时，一方面应围绕PPT制作的基本流程，培养学生软件操作的基本技能；另一方面应借助大量的案例，突出软件的实用性，同时拓展学生的思维空间，提高其设计能力以及分析和解决问题的能力。基于上述思想，可将实验教学过程设计如下：

（一）创设情境，引发思考

首先，让学生将自己想象成一名企业员工，并思考一个问题：当需要向老板汇报工作或者向客户介绍公司产品时，可以采用什么样的多媒体手段？接下来，通过开展讨论—教师提问，积极调动学生的抽象思维能力，最后总结得出答案：如文字、图片、声音、视频、动画、图表等。

（二）呈现案例，引入新知

教师可以利用多媒体展示一些PPT在不同行业中的应用示例，使学生对ppt的应用有一个直观、整体的认识，从而激发其学习的欲望。接下来，打开软件，分别介绍其环境、组成与功能等相关基础理论，引领学生在实验上机过程中，逐步的学习操作软件的实用重点。

（三）知识分解，讲授新知

围绕实际工作中制作PPT的一般步骤，具体讲解相应的知识内容（如表1所示）。在此环节需要注重知识的拓展，比如：在介绍元素的引入时，应突出素材获取的途径，同时，要让学生了解一些素材创建和编辑的相关软件，包括“Photoshop”、“美图秀秀”、“会声会影”、“格式转换器”等；在美化幻灯片时，则需要介绍幻灯片设计的一些基本原理，包括色彩搭配方案、字体的大小及行距、构图的技巧等；另外，在介绍文件打包时，一定要使学生明白为什么要打包，打包之后又会存在何种弊端，如何解决。

表1　ppt制作步骤及知识点分布

（四）知识整合，应用新知

教师可以首先放映一个实验课前制作完成的PPT作品，然后让学生逐张分析制作的方法，存在的不足，通过上机实验提出改进的措施。教师对学生提出的改进措施进行分析比较，通过这一互动式的教学方法让学生能够对新知识点进行整合，从而达到灵活运用的目标。

（五）总结复习，布置任务

针对所学内容，结合教学重难点，简明扼要地进行总结，以强化学生的认知；另外，要求学生课后选择某一主题，设计并制作一个完整的PPT作品，同时，对实验教学提出具体要求。

结语

计算思维是当前计算机领域的一个非常重要的概念。为了满足社会发展需求，计算思维能力的培养也是当前教育界的一个重要课题。高校应以培养计算思维为核心目标开展计算机基础的实验教学，通过多样化的计算机教学模式和教学方法，逐步提高计算机基础实验教学水平，为促进学生综合素质能力全面发展方面发挥着重要作用。当然，我们也应清楚的看到，计算思维的培养是循序渐进的过程。本文从计算机应用基础之演示文稿（PPT）实验教学进行了研究，下一步将对计算思维广泛引入到其它实验教学中，做继续研究。

参考文献：

［1］晏莉娟.以培养计算思维能力为核心的数据库应用技术实验教学［J］.科技创业，2013（02）：131-132.

［2］Jeannette M. Wing. Computational Thinking［J］. Communications of the ACM，2006，49（03）：33-35.

［3］陈国良.计算思维［J］.中国计算机学会通讯，2011，8（01）：31-34.

［4］周玉萍，张学平，林松.普通高校文科类学生计算思维能力培养的研究［J］.工业与信息化教育，2014（08）：45-47

［5］周会娟，杨奎武，马骏.操作系统教学中计算思维能力的培养研究［J］.中国电子教育，2015（03）：45-48.

［6］余远波，陈明锐.医学院校计算机基础教学与计算思维培养［J］.海南大学学报（自然科学版），2012（02）：184-186.

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

文章编号：1009-8534（2016）03-164-02

基金项目：安徽省高等学校教学研究重点项目“基于精品课程资源+QQ群交流平台的翻转课堂教学模式研究”（2014jyxm378）；宿州学院科研平台开放课题项目“视觉对比显著性分析的红外目标检测算法研究”（2015YKF14）

作者简介：甘守飞（1978年—），宿州学院信息工程学院，实验师，硕士。