前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的計算機思維的培養主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
中圖分類號:G424文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2016)01-0185-02
作者簡介:朱云溪(1980—),男,天津市人,研究生,講師,研究方向:計算機教學。
從現有狀態看,計算機授課涵蓋著單一的內涵,停留于表層。與此同時,擬定了滯后的模式及思路,也缺失可依循的最佳教材。實際上,計算機科目有著更高的靈活特性,依循設定好的邏輯路徑來培育思維,拓展多樣的計算思維。學科有著抽象的表征,要變更不適宜的認知,創設思維導向之下的新教學[1]。計算思維應被融匯于實踐,采納了發散式,培育可得的成效將會更為優良。
1解析計算思維
在2006年,周以真創設了計算思維特有的新內涵。具體而言,計算思維涵蓋了計算機關涉的科目概念,依托這樣的概念著手予以尋求解答、創設某一體系,從根本上辨析了多樣的平日行為。這種思維融匯了更廣范疇的多樣思維。從本源視角看,計算思維協助人們探尋了最適宜的某一解答,是必備的技能,它有著自動及抽象的特性。解析這樣的深層內涵,把它融匯于日常流程的授課。這樣做,培育了更優的學科認知,辨析現有的某一疑難而后去解決。培育計算思維,是教學擬定出來的長期要點,是復雜的教學任務。計算思維側重去辨識問題、想辦法去化解,借助于科學思路。這種思維有著綜合的優勢,抽象可得它的根本內涵。然而,計算思維不可被凝練為預設的程序,它應是靈活的,個體都可接納這樣的思路。采納基礎教學,培育出更為持久的邏輯思路,增添抽象類的新思維[2]。編程授課更應注重這樣的認知,逐漸去培育思路。
2現有教學的弊病
2.1認知的根基偏弱
計算機現有的平日授課仍停留于淺層,沒能鞏固這樣的科目根基。現有的狀態下,基礎授課涵蓋著單一的操作解析、辦公類的常見軟件。這樣的基礎上,添加了較少的編程類常識。這種狀態沒能吻合進展之中的信息水準,教學顯出了偏差。學生沒能明晰最完備的科目體系。學生渴求接納新穎的認知,希望增添現有的課堂趣味。從總體視角看,構建起來的授課體系缺失了完備性,現有內涵仍舊單調。沒能深入去解析,很難培育出真正的計算思路。
2.2沒能替換舊的模式
現今時段內,基礎教學仍存有偏多的漏洞,亟待著手予以改進。應試框架之下,授課依循的流程很單調,傾向機械灌輸。學生只好被動去接納,
沒能擁有主置。在日常課堂內,缺失了長時段的上機演練,理論沒能被融匯于演練的若干細節。信息化態勢下,舊模式凸顯了單一的弊病,學生沒能提起必備的認知熱情,缺失了后續探析的必備興趣。教學模式滯后,是現有授課之中的常見疑難,它壓抑了潛藏的認知熱情,很難培育出歸結及抽象的技能,缺失了邏輯解析。受到課時約束,沒能深入去解析設定好的側重點,忽視選取的重點。對于綜合素質,這是很不利的[3]。
2.3缺失可用的成套教材
培育計算思維,不可脫離選出來的優良教材。雖然講求了創新,也要依循教材擬定的概要架構來解析,擁有明晰的思路導向。然而,計算機基礎可供應的現有教材傾向于枯燥,含有單一內容。在多樣學科間,缺失了互通及延展的新思路,科目沒能被融匯成整體。對于邊緣知識,也沒能真正去擴展。這就阻礙了應有的積極思維,沒能真正去深入。從抽象視角看,學生很難辨識它的內涵。單純側重淺層,沒能融會貫通,也很難依托教材來解析多類的難題。
2.4師資現有的水準不佳
計算機教學應擁有高水準必備的師資。然而,現有師資沒能接納常態的科目培訓,缺失優良的專業類水準。面對變更著的新穎科技,若沒能豐富自身,很易遇有授課進展中的若干疑難。現存師資之中,仍舊依循舊式路徑下的思維,體系也偏落后。從自身來看,沒能歸結得出完備的科目授課體系,意識也很薄弱。授課流程內很難去協助學生創設必備的思路框架。缺失優良的師資,阻礙著思路延展,干擾了塑造出來的靈活思路。化解這種疑難,要增設常規情形下的培訓,提升師資素養,這樣創設的師資才會吻合現有需求。
2.5習慣于忽視操作
應試壓力之下,師生傾向去應對測試,忽視了本源的技能。受到應試干擾,即便增設了日常課堂必備的上機,也側重去演練大綱擬定好的流程,很難自主去創新。學生習慣去依賴,排斥創新操作[4]。上機流程內的操作有著偏重的應試傾向,師生缺失了互通信息、溝通彼此的思路,授課氛圍很壓抑。
3摸索適宜的培育策略
3.1增設靈活的新穎內容
擬定授課必備的內容,增添新穎的、靈活的內容,這樣構建起來的新穎課堂才更便于探析,擁有了啟發性。重設課內的現有內容,依循設定的大綱路徑。歸結并重設細化的多單元,若某一單元涵蓋著運算類的內涵則要側重去解析。不可依循舊式框架內的單一流程來解析,日常講授要擁有啟示性,注重去引發思索。傳遞過來的新知應被變更為可見的新思路,疏導計算思維。設計各時段的授課,要添加多樣的彼此互動,重設搭配著的中間流程。要鼓勵學生去質疑,注重課內的主置。班內學生可被分成細化的學習組,增添組內的探析。共同尋找出可用的化解思路。精心布設內涵,側重去延展思路。例如:在解析C語言特有的編程流程時,要考慮認知的潛在心態。這是由于,C語言有著枯燥及單調的特性,講解傾向于單調。要解析編程步驟,可添加靈活的多樣案例。分步解析運算之中的疑難,隨時去搜集反饋得出的信息。唯有這樣,學生才能緊跟預設的授課思路,歸結并獲取編程范疇的一切要點。要規避片面解析的弊病,篩選的案例應能指引從淺入深這樣的運算思路。
3.2形象化的配套實驗
側重培育綜合思路,要增設課內搭配的上機實驗,培育出形象化特有的新認識。面對教材給出來的抽象機理,要搭配形象實驗。學生擁有著厚重的好奇感,也富于想象力。改變不適宜的思維,計算思路要添加創新。預設的多樣實驗應能貼常,活躍課內的趣味氛圍。經歷了實驗后,學生將不再會畏懼原本抽象的某一難題,逐步去尋找解答,表述出來的流程更為形象[5]。借助于互聯網,課余時段可上網去學習。強調交流彼此,增添綜合的認知。例如:計算機科目涵蓋多樣的運算,遇有枯燥的這類計算,可創設幾何模型,把抽象路徑的運算替換成認知必備的模型。基礎教學緊密關聯著離散數學、幾何之中的多樣圖例、相關聯的圖論。若能舉一反三,變更現有的科目思維,就會凝練得出新穎的發散思路。發散狀態下的新思路延展了運算的視野,也歸結了珍貴的運算經驗。
3.3依循設定的新導向
變更培養依循的理念,預設了新的科目導向。新導向可被設定成計算思路,注重了消化及后續的解析。潛移默化之中,它指引師生去重設模式,選出最適宜自身的計算指向。應當明晰的是:計算思維也不可缺失模式,創設思路及搭配的模式,變更傳統流程內的單調解析。備課時,可依托導圖來整理并歸結這一課節,增設關聯的問題,回溯它關涉的若干知識。思維導向也可擬定折中的新思路,凸顯多樣知識潛藏的彼此關聯。例如:在解析存儲器特有的常識時,即可設定導圖。這樣創設了導圖,密切關聯了處理器、磁盤必備的存儲器、虛擬的內存等。導圖表征著可獲取的運算總容量,依循了折中這樣的思路。若要設定編碼,二進制編碼可分成0及1。這類編碼含有編排好的數值、漢字類的字符、黑白及對應的彩色圖形,還可以含有視頻。導向圖協助創設了更完備的體系,理順了認知思路。歸結并側重演繹,顯示了指引價值。
3.4密切關聯上機
計算機基礎關聯著本專業,它也緊密銜接著其他科目,文理科都不可缺失這樣的科目根基。探析基礎教學,要搭配著課余時段的輔助指引。課內解析某一理論,還要配有后續的上機。唯有注重培育上機必要的技能,才可真正去獲取提升。全面去掌握本源的理論,上機更能明晰它關涉的操作,貼近了日常細節。這樣做,也可引發更厚重的認知興趣,創設愉悅及輕松的上機氛圍[6]。依托于校內網,互通并分享了可獲取的一切資源。這就便利了后續的上機,獲取了互通信息的成效。在校園范疇以內,伴隨網絡的延展,師生即可互通彼此的上機體會,分享珍貴的經驗。校園網預設了各時段的上機規劃,供應了親手去操作的珍貴機會。對于講解之中的某些疑難,借助上機來大膽操作,這也加深了固有的印象。
4應注重的事項
計算機基礎擁有明晰的邏輯,科目也十分抽象。傳授這樣的科目,應能把歸結得出的根本機理變成實踐,凝練可得必備的表述符號、表述的語言等。鍛煉科目思維,尤為注重科目架構內的計算。面對偏繁雜的計算流程,學生常常覺得很難去下手化解,由此帶來了畏難。可嘗試新穎的回歸教學,授課更應貼常的細微生活,以便調動興趣。這是因為,計算機關涉的根本機理都來源平日生活;唯有回歸到根基,依循漸進的路徑來著手探究,才會消解潛在的畏懼。教師被看成指引者,在授課之中顯示了必要價值。由此可見,教師是否擁有最佳的素質,直接關聯著教學可得的實效。要增添教師必備的勝任水準、提升教師素質,可添加日常的配套培訓。在年度時段內,要定時去考核教師,考核得出的分值要掛鉤于可獲取的績效等。增添搭配的培訓,不可急于去培育成熟的這種思路,而要耐心去化解難題[7]。應當鼓勵質疑,即便學生提出了偏差的某種計算思路也應予以肯定。這就協助學生確認了信心,更好地培育思路。培養計算思維也不可缺失更適宜的課內考核。既往考核常常側重原理,沒能設定有著綜合性的題目。對于此,考核也要添加更開放的綜合題目,測查整體的思路。
5結語
計算機授課流程內,設計可得最適宜的程序,培育了計算思維。現有實踐可表明:計算思維可日漸養成,它要被涵蓋在多重的環節之中,融匯于教學中。養成計算思維,解析了計算機搭配的實現機制、相關的約束等。這樣做,提升了原有的認知層次,創設新穎的思路來妥善化解疑難[8]。提升信息素質,面對設定出來的疑難自主去摸索化解途徑,計算思維協助師生去解析深層的科目內涵。
參考文獻:
[1]洪剛.計算機基礎教學中學生計算思維能力的培養[J].大學教育,2014(18).
[2]吳尚.培養計算思維的計算機網絡教學改革探析[J].電子制作,2014(21).
[3]陳露.培養計算機基礎教學中計算思維的舉措探討[J].才智,2015(7).
[4]范銀平.計算機基礎教學中學生計算思維的培養與提高[J].統計與管理,2015(5).
[5]高為民.卓越計劃背景下以計算思維培養為導向的計算機公共課教學改革研究[J].電腦與電信,2015(3).
[6]肖廣德,高丹陽.計算思維的培養:高中信息技術課程的新選擇[J].現代教育技術,2015(7).
[7]張麗,降惠.程序設計類課程教學中學生計算思維能力培養研究[J].農業網絡信息,2015(7).
關鍵詞:計算思維;非計算機專業;計算思維;大學計算機基礎教育
作者簡介:謝(1980-),女,江蘇南京人,南京工業大學電子與信息工程學院,講師。(江蘇 南京 210009)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0109-02
大學教育的目標是培養綜合能力的人才。作為大學通識教育的重要組成部分,大學計算機基礎教育不僅要向學生傳授計算機相關知識、技能,更要培養學生的思維方式。作為計算思維培養的重要載體,“計算機基礎”課程的教育模式是否能滿足非計算機專業學生的各種專業需求、是否能培養學生良好的思維方式和勇于探索的實踐能力,是值得教育者關注和研究的重要課題。
一、非計算機專業的計算思維培養需求
計算思維由美國計算機科學家提出,它與理論思維、實驗思維共同組成人類認識世界和改造世界的三種思維方式。周以真將計算思維定義為“是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動”。簡單來說,計算思維就是以計算機科學的基本概念去理解、解構、解決廣泛性的其他學科上遇到的問題。計算思維以計算機學科為代表,它并不只是一門工具學科,其意義在于可以使用計算機科學的思維去影響乃至主導其他學科(如生物物理數學等)中解決問題的基本思路及思維方式。
計算思維的培養不僅對計算機專業的學生必不可少,對非計算機專業的學生來說也是十分重要的。這體現在:各學科的研究開發工作對計算機科學與技術的需求日益增強,特別在高端交叉學科的人才培養上,計算思維更是不可或缺;人才知識結構中對計算機相關能力的需求逐漸增強,即便是與計算機學科相關性較小的文科專業學生,也必須會使用信息系統并掌握必要的計算機技能。而針對非計算機專業的計算思維培養首先落實在大學計算機公共基礎課程的教學上。然而,目前非計算機專業學生對計算思維的認知度不高、重視程度不夠,再加上計算機公共基礎課程的課時普遍較少,使得計算思維的培養受限。因此如何建立一個科學的計算思維培養方式至關重要。
二、大學“計算機基礎”教學存在的問題
面向非計算機專業學生開設的大學“計算機基礎”課程,存在一些問題。
首先,在課程指導思想上將計算機作為一門工具學科,采取“掃盲”的形式對計算機各方面的內容進行無差別的普及教育,如從計算機硬件、軟件到計算機網絡、多媒體技術、數據庫技術,課程涉及面廣,學生無從理解,只能死記硬背書本上的概念和原理來進行學習,因此學生對待計算機課程沒有熱情,很多學生采取考前突擊的方式應付考試。
其次,由于課時普遍較少,學生實際動手能力的訓練僅限于完成一些最基本的技能,如word、excel等操作,無法真正滿足各類專業對計算機應用能力的需求,造成學生在入學后對第一門計算機課程不重視,認為可有可無,從而影響后續課程的學習。
再次,基礎課程采取的壓縮式內容無法向學生傳遞計算機技術的核心思想與方法,無法完成對學生計算思維培養的目標。因此,很多非計算機專業學生在后續程序語言課程的學習中很難真正理解和運用程序設計方法,采取題海戰術來應對相關資格考試,創新能力十分欠缺。
三、非計算機專業計算思維的培養體系
計算思維并不是一門獨立的學科或新興的內容,它是一種思維方式的培養,是貫穿在整個人才培養體系當中的。因此,對于面向非計算機專業的計算機基礎教育,并不是開設某一門課程就完成計算思維的培養,而是需要一套完整的培養體系。本文從以下四個方面進行探討。
1.建立計算思維的公共認知
提高非計算機專業學生對計算思維的認知,便于他們理解計算思維對自己專業的價值、影響以及將來與所從事工作的相關性和重要性。只有提高對計算思維的認知,才能激發學生的學習熱情和學習興趣,才能為真正落實計算思維的培養構建一個良好的環境。具體可以通過開展與計算思維相關的主題活動來實現。如采取專家講座的形式對當前某個熱門應用進行探討,使學生通過對新概念、新技術的了解來認知計算機技術在相關行業上的應用,往往可以激發學生的好奇心和學習欲望。可以開設面向專業專題講座,邀請專業教師或本專業已走上工作崗位的代表介紹計算機與專業的相關性。還可以通過計算機競賽的形式培養和選拔有潛能的跨專業人才。
2.構建面向專業的計算思維課程體系(見圖1)
隨著信息技術的發展,計算機基礎課程教育呈現出泛在化、平民化、邊緣化、隨意化等特征,主要可以從以下兩方面進行分析:一是學生學習目的不明確,他們普遍認為計算機基礎課很“簡單”,即使沒有教師教也可以自學得很好,而對于計算機的“編程”,他們認為應該是計算機專業學生的事,非計算機專業的學生學了以后作用不大,與今后的工作和生活沾不上邊;二是教師的引導和幫助不夠。某些教師自身對計算機基礎課程在本科教育中的定位和認識比較模糊,認為讓學生學習一些實用技術,不僅能比較快地收到學習成效。且能讓他們在以后的工作中“學以致用”,或者單純以計算機等級考試過級率高低指導學生學習,而“計算思維”的培養是一個長期的過程,與短時間內的計算機基礎教學關系不大。長此以往。計算機基礎課程教學面臨的瓶頸越來越大,學生提不起興趣,教師缺乏教學動力,漸漸陷入到教學越來越可有可無的惡性循環之中。
基于此,要改變傳統計算機基礎教育的現狀,進一步增強學生計算機知識及應用技能方面的教育,培養學生的信息素養和計算思維能力是十分必要且迫切的。本文結合湖南科技學院的實際,在緊緊圍繞“建設特色鮮明的應用技術型地方本科院校”和為地方經濟社會發展提供人才和技術支撐的基本辦學定位的基礎上,結合學校本科培養方案要求和課程性質,探討如何結合計算機課程教學,有機地融入計算思維培養的內容,使之潛移默化,融會貫通,培養學生的計算思維能力。
2.圍繞計算思維進行課程建設的基本思路
計算機基礎教學不應僅注重培養學生的動手能力,還應將課程提升到思想教學的高度,在教學過程中貫穿對學生計算思維的培養,是解決課程建設問題的有效途徑。換而言之,就是在引入這門課程時,應向學生指明,計算機基礎課程不僅是培養計算機的基本操作技能,更要注重在此基礎上,真正掌握利用計算機來解決問題的基本方法和步驟,這也就是我們常說的“知其然。更要知其所以然”。做到了這一點,也就在一定程度上實現了對學生計算思維能力的訓練和培養。
圍繞計算思維進行課程建設,基本思路有:一是緊緊圍繞應用型人才培養關于知識、能力、素質的培養要求,按照“基礎、實用、新型、能力”的教學思想精心設計教學內容。二是以夯實基礎、面向應用、培養創新為培養目標,以課程建設為基礎、以等級考試為抓手、以創新競賽為舞臺,提高學生的學習興趣,提升學生自主學習的積極性與主動性,從而提高他們的計算機素養,培養他們的計算思維。
3.培養計算思維的教學方案
在計算機基礎課程教學中,我院主要開設了三門課程,分別是《大學計算機基礎》、《程序設計基礎》和《Access數據庫技術》。下面,分別從這三門課程的教學目標、教學內容等出發,探討以計算思維能力培養為核心的教學方案。
3.1《大學計算機基礎》課程
《大學計算機基礎》教學的目標是:要求學生從宏觀上掌握和理解計算機的工作原理,讓學生在計算機應用層面對計算思維有一個基本認識。很多學生認為學習這門課只要學會了計算機的基礎操作,或者是學會了幾種常用辦公軟件就算學好了。教師也似乎從某種程序上默認了這一情況。為此,我們對原有的教學方案進行調整,在這門課程中弱化Office軟件課堂講解。強化實踐和自主學習。突破以操作為主的教學模式,取而代之的是開展計算思維基礎知識教學,對計算思維及其主要內容、計算思維的作用、馮·諾依曼計算機、存儲程序等問題進行介紹,讓學生在宏觀上了解計算機思維的基本知識和基本理論。在課程教學內容的安排上,從分析基本的計算環境。到介紹抽象級問題求解的基本方法,將知識傳授與素養培養貫穿于思維教學當中,使學生在對計算系統及環境有所了解的同時,初步體會計算機問題求解的基本方式,逐步培養學生計算思維的養成。
[關鍵詞]高等教育教學改革計算機應用基礎計算思維
[中圖分類號]TP3-4[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2014)06-0062-02
在高校教育中,計算機教育已作為素質教育的一部分成為高校必修課之一。目前很多高校對計算機基礎課程的教學進行了反思,認為應該突破以應用技能培養為主的教學模式,更多地突出計算思維能力的培養。計算機應用基礎是一門重要的計算機基礎課程,一般在第一學期開設,也是改革呼聲較高的課程。該課程內容改革在保持應用性的基礎上,需圍繞計算思維的核心思想,進一步梳理相關的理論思想和知識體系,突出以計算思維為核心、以應用技能為外延的改革思路。
一、計算機基礎教育改革的必要性
2010年,九校聯盟計算機基礎課程研討會形成重要共識,把培養學生的計算思維能力作為計算機基礎教學的核心任務,為計算機基礎教學改革確定了重要方向。2010年10月在“第六屆大學計算機課程報告論壇”中將計算思維引入大學計算機基礎教學,此后計算思維得到了國內計算機基礎教育界的廣泛認可與重視。計算思維包括計算思維意識、計算思維方法和計算思維能力,有利于學生把握計算機硬件及軟件技術的本質和核心,可以為學生今后的自學和進入社會中的工作奠定扎實的基礎。
二、提升計算機應用基礎教學的建議
(一)完善教學內容,將應用教學與計算思維能力培養相結合
目前各高校普遍采用了“1+X”的課程體系。北京服裝學院實施了以計算機應用基礎和六門程序設計類課程組成的“1+6”的計算機基礎課群,為應用技能與計算思維能力培養相結合的教學改革打下了良好的基礎。計算機應用基礎是所有學生必修的課程。目前該課程的主要包括內容見表1。
表 1計算機應用基礎課程的內容
■
可以看到,計算機應用基礎的內容涵蓋了信息技術的絕大多數領域,范圍是比較廣的,在這些模塊中,明顯可以看到授課的內容具有技術理論與實踐應用相結合的鮮明特色。在課程中,幾乎每個概念對應一種計算思維方法,每個章節都是多種計算思維方法的集合。在課程內容多、學時少的情況下,進行以計算思維為導向、應用技能提高為目標的教學改革,是有很大的難度的計算機應用基礎教學內容應該立足應用技能與計算思維培養并舉、理論與實踐結合的思路,使學生對這些信息技術的基本原理以及基本問題求解方法有所認識,進而從中了解從計算思維的基本方法培養計算思維的基本能力。
建議從以下幾個方面加強內容的建設:
1.計算的歷史、影響以及對未來發展的啟示。計算機的發展歷史是人類智慧、創造力和想象力的結晶,與其他學科相互促進和發展,不斷產生新的研究方法和工具。學習計算機的發展史引導學生建立計算思維的意識,思考如何在其中發揮專業作用。
2.介紹馮?諾依曼體系,理解計算機系統的軟硬件模型。讓學生理解為什么會提出采用存儲程序方式,理解現代計算機程序運行的模型。
3.信息的編碼。編碼也是各種標準的核心和基礎。文字編碼比如美國的ASCII、中國的GB2312、國際的UNICODE等都具有廣泛的應用。學生了解了編碼的重要性也會延伸到本專業的各種信息的標準問題,可以發現標準的制定往往意味著市場的占有。
4.操作系統。操作系統是所有計算機系統的基礎軟件平臺,學習使用操作不應該作為重點,需要理解它是如何存儲數據,如何管理各種設備,如何解決計算資源的競爭問題等。
5.計算機網絡。有了計算機網絡,才有了豐富多彩的互聯網世界。網絡中的協議又是網絡技術中的精髓和核心,理解計算機網絡的架構和協議的核心思想有助于學生理解各種網絡上的應用難題。
6.算法和程序。計算機基礎課程的第二部分就是程序設計語言的基礎課程,那么在計算機應用基礎的課上提供計算機算法的表示與評價以及程序流程圖的內容有助于初步理解計算機解決問題的自動實現過程。
(二)整合技能應用類教學資源,創建基于知識點聚類的網絡課程
計算機基礎的課程具有自身的特點,一是應用性比較強,二是知識點較為分散,使得在有限課時的課堂中很難達到較好的教學效果。教師不可能把所有的知識點都在課堂上呈現,也不可能將大量的實踐環節在課堂上實施。課下的學生自主學習和實踐是很重要的環節,網絡教學在自主學習的過程中會起到很大的幫助作用。我們提出知識點聚類的網絡課程(KCOC,Knowledge cluster Online Course)。
KCOC與國外名校的魔課(MOOC,Massive Open Online Course 大型開放式網絡課程)以及我國推進的視頻公開課一樣,不僅可以面向高校學生,也可以為社會大眾提供優質學習資源。不同之處在于,KCOC立足于課堂知識的補充與知識點再現,建議重視以下幾個方面:
1.課程的選擇。KCOC面向學生課外自學應用技能中細小的知識點,選擇計算機課程技能性強的課程,選定的課程可以是計算機基礎課中的某個模塊。例如可以將Photoshop單獨作為一個KCOK課程,也可以在計算機應用基礎課中將Excel、PPT、Word之類的軟件單獨抽取出來作為KCOC的主題課程。
2.教學的設計。計算機應用類的課程有個特點是:每個軟件都具有大量的知識點。比如:如何在word中輸入漢字的偏旁部首,這些知識點很少在課堂上講授,因為它太“小”了,但是對于使用者來說又具有很大的應用性。可以采用知識點聚類的方式,每個軟件劃分為不同的主題,每個主題下聚集相關的知識點的視頻教程。每個視頻需要滿足兩個條件:一是具備緊湊的知識結構,二是時間的適度,最好不超過15分鐘,可以讓學習者一口氣看完。
3.制作的環境。知識點的視頻公開課不是以理論知識和教師風采為主要內容,需要強調可操作性和應用性,建議采用錄屏的方式。每個教師都可以隨時錄制視頻,沒有各種燈光、噪音、著裝等限制。
4.教學的應用。KCOC是高校教學資源共享的一種形式,并不能代替高校課程的系統學習。建設的過程中有計劃地整合每個主題課程的知識點,以滿足高校學生課下自主學習的需求。作為知識普及與資源共享的形式,將KCOC應用于網絡教學和移動課程,可隨時滿足學生的多重需求。
結論
在計算機應用基礎教學不斷改進的背景中,應對教育教學的基本思想和理念做更深的思考,讓計算機基礎教育適應經濟社會發展的需求,與時俱進。計算機教育應包括計算思維培養和計算機應用基礎兩個部分,這兩個部分的教學應與學生的邏輯思維培養以及利用計算思維分析問題、解決問題的能力相適應,并能凸顯專業特色,與其他專業課程之間相互協調、相輔相成,使之成為一個系統的有機整體。在應用技能的培養上,利用KCOC網絡教學彌補課堂的不足,這樣,既沒有弱化計算機軟件的應用技能培養,又引入了計算思維的教學內容和方式,提升了計算機應用基礎的課程內涵。應用技能與計算思維相結合的教學改革是一項系統工程,面臨著教學內容、教學方法、師資力量等一系列問題,需要不斷地分析、研究與探索。
[參考文獻]
[1]齊敏菊,馮康,孫淮寧.高等師范類院校計算機基礎教育改革探討[J].淮南師范學院學報,2013,15(3).
關鍵詞: 計算機教學 創新思維 培養
一、創新思維的基本內涵
“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興亡發達的不竭動力”。社會發展和社會進步需要創新型人才,所以,只有具備創新能力的人,才能適應現代社會發展的需要。創新思維是培養創新型人才的核心,在當前積極推進素質教育的過程中,我們要不斷培養學生主動探索學習的精神,鼓勵學生在實踐中敢于創新、勇于創新,挖掘和探索科學技術知識的中的“新”,成為獨立學習的“學習者”和“創造者”。所謂創新思維是指在學習過程中,利用各種有效方式和途徑調動學生學習的積極性和主動性,使他們進入最佳思維狀態,從而最大限度地發揮自己的創新潛能。因此,只有建構學生的創新思維,才能讓學生的創造性思維和個性特點得到長足的發揮,也才能培養出社會發展所需要的人才。
二、計算機教學培養中學生創新思維的阻礙因素
計算機教學和其他學科的教學不同,在計算機教學過程中,學生的創新思維能力是關鍵環節。然而,受傳統教學模式的影響,一些教師的教學理念仍然滯后,向學生灌輸生硬的理論知識,嚴重挫傷了學生學習的積極性和主動性,阻礙了學生創新思維的建構。
(一)計算機教師的教學理念和方法更新速度較慢。
計算機教學的目的不僅僅是傳授計算機基礎理論知識和基本操作方法的學習,更重要的是通過計算機學習訓練學生的發散性思維、邏輯思維和創新思維能力。然而,一些計算機教師由于受各種因素的影響,教學理念仍停留在傳統模式上,向學生灌輸一大堆系統功能和命令,教學方式缺乏靈活性和生動性。在這種教學理念和教學方法的引導下,學生被動地接受教師灌輸的知識,而不去主動地去學習和探索知識,很大程度上阻礙了創新思維的形成。
(二)計算機教材內容編寫滯后,課程設置不合理。
計算機是一項信息技術,其發展更新的速度較快,計算機教材編寫更新的速度稍有遲緩就跟不上時展的需要。但學校計算機教材中的教學內容始終沒有太多的變化,教材的編寫更新速度遠遠跟不上計算機信息技術發展的速度。此外,學校普遍存在著計算機教學課程設置不合理的現象。計算機教學是一項操作性強的學科,部分學校由于只重視理論而輕視實踐操作,導致學生只學會了理論知識,而在實際操作時出現與實踐脫節的現象,使學生創新思維的建構無從談起。
(三)不科學的教學評價體系使學生創新思維的構建嚴重缺失。
計算機教學的目的是為了培養學生掌握一定的技能,并在學習的過程中,逐步形成自主探索、獨立學習的思維品質。然而由于受傳統教學評價體系的影響,學生不敢創新。目前,計算機考核名目雖繁多,但類型大致相同,大多以填空題或選擇題的形式考查基礎知識、測試打字速度、編輯排版、編制表格,并將打字排版作為重點。[1]這種不科學的教學評價體系無法激發學生大膽地探索和質疑,不能開啟學生的創新思維能力。
三、在計算機教學中培養學生創新思維的對策
計算機是一門技能型、實踐性和知識性都較強的學科,計算機教師要結合計算機課程的資源優勢,在教學過程中采取多種有效方式,培養學生的創新思維、創新精神和創新能力。
(一)樹立全新的教育觀念,創設良好的環境氛圍。
教師是課堂的組織者和引導著,在計算機教學中,培養學員學生的創新思維品質首先要求具有較高業務素質和全新教學理念的計算機教師,只有這樣,才能最大限度地激發學生的創新潛能。課堂教學是培養學生創新思維能力的主導陣地,教師在課堂教學過程中要充分結合學生的學習特點,為學生創造良好的環境氛圍,形成一種沒有束縛的空間,從而喚起學生的創新思維。
(二)及時更新教材編寫內容,合理設置教學課程。
計算機是信息技術,其更新速度較快,在現代化教學過程中,我們要及時更新教材內容才能適應社會發展需要。是否合理安排計算機教學課程也是培養學生創新思維能力的關鍵因素,因此,我們應根據當前重理論輕實踐這一普遍現象,合理設置課程比例,使學生學習到的理論知識能夠在實踐中充分發揮,實現理論與實踐的有效結合,挖掘學生的創新思維。計算機教學應該是一個開放的教學體系,教師要注意計算機發展的最新動態,并把它及時反映到平時的教學之中,[2]從而提高學生學習的積極性和主動性,培養他們的發散性思維和創新思維。
(三)健全合理的教學評價體系,在考核中培養學生的創新思維。
主體性和創新性密不可分,創新性是主體性的最高體現,但是沒有積極主動的學習,就不能有效地培養學生的創新精神和創新能力。[3]當前單一的考核形式嚴重制約了學生創新思維品質的形成。所以,學校應建立健全科學合理的教學評價體系,在考核內容中充分體現學生的創新思維能力,從多個層面綜合考評學生,使學生在計算機學校過程中敢于創新、勇于創新,能夠大膽地對問題提出質疑,為學生的創新思維能力的構建創造良好的平臺,進而有助于學生創新思維的形成。
參考文獻:
[1]戚勝林.中職計算機教學中學生創新能力培養初探[J].中等職業教育,2009,(8).
關鍵詞:創新思維;大學計算機;課程理念;課程體系;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0058-03
人類已進入了21世紀,以電子計算機、網絡通信和多媒體技術等為核心的信息科學和信息技術越來越明顯地顯露出在現代信息社會中的重要地位和作用,它徹底改變了人們的工作、學習和生活方式,成為人類探索自然、組織生產、策劃貿易和金融流通必不可少的工具;成為政府決策、社會保障、社區服務甚至于現代戰爭的重要手段。信息科技已成為衡量一個國家社會發展和綜合國力的重要標志。
國家振興,關鍵靠人才,基礎在教育。學校是知識傳播、應用和創新的基地。專業知識加上現代信息技術知識和應用能力,已成為現代大學生必備的基本素質,因此進一步加強對大學生的現代信息科學和信息技術方面的教育,具有非常重要的意義。大學計算機基礎課程教學屬于學校在培養創新型、實用型、復合型人才方面的具體舉措之一。
一、改革歷程
一般高校學生都來自全國各地,入學前計算機基礎水平參差不齊,國家雖然在普通高中安排了以計算機使用為基本內容的信息技術教育,但是由于地區差異,以及高考指揮棒的影響,進入大學的絕大多數大學新生在中學階段受過的計算機普及教育還不能滿足社會與專業本身對大學生在信息素養方面的需要;再則隨著社會信息化不斷向縱深發展,社會與專業本身對大學畢業生在計算機應用能力方面的要求也與日俱增,而且呈現多樣化趨勢。因此,在讓學生了解信息技術與計算機領域的基本知識、掌握基本技能的基礎上,將信息技術的最新發展和創新思維能力培養與各學科專業的需求、學生的興趣更緊密地結合起來,開設更符合社會需求的大學計算機基礎課程,探索更符合創新人才培養的教學模式,已成為高校培養全面高素質人才的當務之急。為此華東師范大學計算機基礎課程教學的改革、探索和實踐在始終不斷地進行,總體上看,近10年來有3次比較大的改革:從2006年9月~2010年6月期間的基本不分學科和層次全校學生都上兩個學期三門課“Office應用基礎”+“計算機技術基礎”+“計算機技術應用”;轉變為2010年9月~2013年6月的分層次教學,學生入校時先進行分流考試,按照不同的基礎分為達標、良好和提高三個層次進行教學,這種方式的優點是照顧到不同學生的入學基礎差別,但是無法兼顧目標水平一致的通識教育需求;2013年9月~,再次做出與時俱進的重大調整,轉化分階段、分層次、分大類相結合的教學模式。
二、改革方案
(一)課程理念
以“創新思維培養”為目標,不斷更新課程理念,推動大學計算機基礎課程教學改革與實踐。
1.提高信息素養。信息素養是一個人綜合素質的重要組成部分,也是信息化社會“學會學習”、“學會生存”的必備素質。提高大學生的信息素養既是信息時代對高等教育人才培養的要求,也是終身學習必須具備的前提條件。大學計算機基礎課程是培養和提高當代大學生具有適應現代信息社會需求的信息素養的主要途徑,信息素養就是一種信息能力,通過大學計算機基礎課程,培養大學生具有強烈的信息意識,提高大學生的信息能力,加強對信息的敏感度、洞察力及分析能力,對提高大學生的綜合素質具有非常重要的意義。
2.強化實踐能力。實踐能力是大學生素質教育的重要內容之一,強化在校大學生實踐能力的培養是時代的要求,對提升大學生的綜合素質、提高就業競爭力具有很好的作用。
大學計算機基礎課程是一門實踐性很強的課程,實驗教學是計算機基礎教學的關鍵環節。通過構建以應用能力培養為核心的大學計算機基礎教學的實驗體系,加強實踐教學環節,擴大綜合性、設計性實驗,使學生系統掌握基于計算機基本理論的實驗教學內容,提高學生的實踐能力,為學生將來利用計算機知識與技術解決實際問題的能力以及知識綜合運用能力打下良好的基礎。
3.注重專業需求。社會信息化不斷向縱深發展,各行各業的信息化進程不斷加速;信息技術已廣泛滲透到各個專業領域,計算機技術與眾多專業的融合大大豐富了專業課的教學內容,這種融合已成為一種新的科技發展趨勢;各專業對學生的計算機應用能力的要求日趨強烈,而且呈現多樣化特點。
大學計算機基礎教學在各專業的本科培養計劃中已成為不可缺少的一部分,大學計算機基礎教學需要培養大學生利用計算機知識與技術解決專業領域中問題的能力,提高大學生的專業能力,增強大學生的就業和創業能力。
4.激發創新思維。“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力,一個沒有創新能力的民族,難以屹立于世界民族之林”。大學生是國家和民族寶貴的人才資源,其創新能力很大程度上決定了國家未來的創新力和競爭力。加強大學生創新能力的培養,無疑是一項高等教育教學的重要任務。
創新思維能力是創新能力的核心。大學計算機基礎教學在開發學生創造性潛能,培養學生創新意識、創新精神和創新思維能力具有不可或缺的地位和作用。通過多樣化和個性化的教學形式和學習方法,理解知識產生和發展的過程,培養學生的科學精神、創新思維習慣,從而激發大學生的求知欲和創新能力。
(二)課程目標
1.培養學生具有運用計算機獲取信息、處理信息和有效應用所需信息的能力,提高學生的信息素養。
2.培養學生具備利用計算機和網絡平臺、計算機的相關應用技術和工具,解決本專業自身和學科發展領域中問題的能力。
3.加強學生社會責任感、誠信守法和心理健康教育,培養學生自覺遵守信息化社會的相關法律與道德規范,培養學生團隊協作精神,為造就創新型、實用型、復合型人才的目標服務。對學生創新精神與實踐能力的培養是大學計算機基礎課程教學的根本目標。
(三)課程體系結構
以“創新思維能力教育”為特點,形成了有特色的、適合我校非計算機專業本科生的大學計算機基礎課程體系。
從調查研究入手,了解國內外高校計算機公共基礎課程的教學情況和改革趨勢,了解我校各專業對計算機應用和創新思維能力的要求,了解信息社會對非計算機專業人才的計算機能力的要求,努力與國際接軌,形成了以創新思維的教學內容和方法指導教學,使課程更符合我校建設高水平研究型大學對人才培養的需要,也更符合我校學生特色的課程體系(如表1所示)。新課程體系改變過去單一模式的分層教學或模塊化教學,采用新的分層與模塊化有機結合的新教學模式,在兩年多的教學實踐中取得了良好的效果。本課程體系旨在提高大學生的信息素養,培養大學生具有運用計算機獲取信息、處理信息和有效應用所需信息的能力。
(四)課程內容
1.IT實踐基礎。本課程為信息技術方面零基礎的學生開設,讓學生掌握計算機軟、硬件基礎知識,一般常用計算機軟件的使用方法、計算機網絡基礎與應用、信息安全基礎等,以適應后續信息技術課程的基礎需要。
2.大學計算機。本課程是新生入校后的第一門大學計算機公共基礎課程,是后續計算機課程的理論和實踐基礎課程。本課程圍繞計算機技術基礎,融合計算思維概念,旨在培養學生對獲取、存儲、加工和應用信息的基本素養和能力,幫助學生形成良好的相關行為規范,具備通過計算機和互聯網進行有效學習、生活和工作的習慣與能力;作為計算機新意識教育,促使學生涉及信息學科領域,拓展視野,啟迪心智,開闊思維,使學生具有適合當今社會發展的創新思想和理念,即使面對復雜的信息社會環境,仍具有迎接挑戰克服困難的勇氣,提高學生的創新能力和實踐能力。安排在第1學期開設。
3.算法與程序設計基礎。本課程作為各專業的信息技術應用基礎課程,面向除計算機專業外的各專業學生(必修),建議非師范、理工科專業學生選擇。本課程目的是提高學生的信息技術應用與問題求解能力,從而進一步提升學生的計算思維素養,包括非常基礎的模型化、抽象化、邏輯推演能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力,培養學生利用計算機解決與專業、科研、社會需要密切相關的實際問題的能力和基本創新精神,以適應信息化社會的要求、拓寬專業生存空間,使其在后續專業課程的學習和未來的工作中較長期地受益。安排在第2學期開設。
4.數據處理與管理。本課程作為部分文科及商科專業第2學期學生自主選擇的計算機應用課程。本課程目的是使學生通過學習和實踐,掌握利用計算機硬、軟件技術對數據和信息進行有效地收集、存儲、處理、應用和檢索的基本素養,為未來從事諸如信息管理、電子商務、電子政務、網站建設、決策支持、企業資源規劃等等工作,打下堅實的技術基礎。安排在第2學期開設。
5.多媒體技術基礎。本課程作為文科各專業第2學期學生自主選擇的計算機應用課程。本課程目的是進一步提高學生的多媒體技術應用技能和水平,培養學生以計算機為工具解決與專業相關的實際問題的能力,以適應信息化社會的要求、拓寬專業生存空間,使其在后續專業課程的學習和未來的工作中長期受益。提高學生的創新能力和實踐能力,有意識地培養計算思維能力。安排在第2學期開設。
6.計算機綜合實踐。本課程在學生已經掌握了計算機基礎知識和計算機基本操作技能的基礎上,激發學生利用學到的計算機技術創作具有很強原創力并有實際應用價值的作品的興趣,培養學生解決實際問題的能力,提高學生的創新思維能力,并為今后參加工作打下堅實的基礎。安排在第3~6學期開設。
本課程可通過以下五種方式之一獲得免修:
A.參加華東師范大學計算機應用能力大賽,并入圍決賽;
B.全程參加上海市計算機應用能力大賽;
C.全程參加中國計算機設計大賽;
D.參加海峽兩岸信息技術素養及創新活動大賽,獲得初賽合格證書;
E.獲得上海市高校計算機等級考試證書,并參加華東師范大學計算機應用能力大賽。成績合格。
(五)教學方法
1.選課方式的改變。核心課程由以往的所有學生統一地進行同樣內容、同樣方式的教學,逐漸改變為根據學生的基礎水平、專業特點、興趣愛好,雙向選擇方式開設課程。(1)基礎課程安排在第1學期,根據學生入學考試結果,在為每位學生開設“大學計算機”課程的同時,為基礎薄弱學生增加開設MOOC課程“IT實踐基礎”,該課程通過網上資源與實驗室機房面授相結合方式,讓學生充分利用課余時間,盡快將基礎提高,為后續課程的順利展開做好準備。(2)提高課程安排在第2學期,三門課程實施引導性選課,將根據學生的專業特點分類指導選課與根據學生個人興趣愛好的個性化選課相結合,使學生能選到適合他們需要的課程。(3)拓展課程安排在第3~6學期,“計算機綜合實踐”課程則引入競賽機制,將傳統以教師傳授為主的上課方式,轉變為以學生為主體、教師為主導,課堂教學與課后現代信息技術資源平臺支撐下的互動學習相結合的模式。
2.教學方法的改變。大學計算機基礎課程屬于實踐性很強的課程,教學方法上,由純理論講解式教學方式,改變為結合案例為向導,特別對一些操作性較強的內容采用翻轉課堂教學方法,先讓學生自己動手實踐,使學生更牢固地掌握教學內容,并能舉一反三。通過加強對實驗的支持,增加開放實驗,使學生在理論結合實踐的課堂教學之外,能根據自己的興趣愛好和能力,選擇和完成拓展實驗,更深入地理解信息技術對人類的影響,學會思考和學習。
3.現代立體化課程資源支撐體系的構建與服務。通過構建教學資源平臺將課內教學與課外資源平臺相結合,提高大學計算機基礎課程的教學效率。教學資源平臺除了提供各種課程的教學課件、實驗素材、習題練習和測驗等外,還提供了網上問答平臺、實驗自動批改系統等模塊,方便學生個性化學習和教師多元化教學。
三、總結與展望
在所有高等教育課程中,計算機基礎課程無疑是學生入校基礎差異最大、教學內容需要更新最快的那一門,由此帶來的對教師和學生能力的挑戰,隨著時代的發展不但不會減輕,恐怕會愈演愈烈。華東師范大學的師生面對挑戰,不斷進行的探索、研究和嘗試,希望能在改善自身教學質量、優化教學成果的同時,也為兄弟院校相關專業的師生,在教學模式、教學內容和教學方法上,提供一些新的思路和選擇。
參考文獻:
[1]艾明晶,李瑩.以計算思維能力培養為核心的大學計算機課程改革[J].計算機教育,2014,(5):5-9.
[2]聶丹.基于創新型人才培養的大學計算機基礎課程的研究[J].計算機光盤軟件與應用,2013,(15):234-235.
[3]尹建新,張廣群.“技能-能力-思維”三層次大學計算機基礎教學[J].計算機時代,2013,(9):71-73.
【關鍵詞】計算機教學 思維能力 創新能力
學生是未來的創造者,他們的創新能力將影響著一個民族能否自立于世界之林。培養和造就適應未來科技激烈競爭,具有創新精神和持續發展能力的高素質人才,是我們教育工作者的根本任務,也是義不容辭的責任。那么,在教學中,如何培養學生的創新思維能力呢?
一、 要制定合理的教學目標,采用科學的教學方法
教學目標的正確定位,直接影響學生創新能力的發揮。我們要體現以學生為主體的教學原則,著眼于激發學生的主動性和學習興趣,使學生在學習知識、技能的同時,提高自主學習的能力和創新能力。教師要在計算機教學中重視教學目標的導向功能,既要有認知目標,更要有創新精神、創造性思維、創造能力的培養目標。就像我們實際生活中一些比較常見的東西,好多學生并不知道它們的實際制作流程和制作過程,我們用來源于生活中的一些活生生的實例,啟發和引導他們產生學習和求知的欲望,這樣就為以后教學的開展做了很好的準備工作。
二、創設良好的教學氛圍,激發創新意識
1、“創新教育”在課堂教學中要努力為學生創設民主、和諧的課堂氣氛,形成無拘無束的思維空間,讓學生處于一種輕松、愉快的心理狀態,敢于想象,敢于提出問題,最大限度地用眼睛去觀察,用頭腦去思考,用雙手去實踐,用自己的語言表達問題,以主人翁精神參與教學活動,從而誘發學生創新意識,培養學生的創新思維。
2、合理設計教學目標,激發學生學習的興趣。教學目標的定位,要體現以學生為主體的教學原則,著眼于激發學生主動參與學習的積極性,不斷提高各方面的能力,尤其是創新能力。興趣是培養學生創新思維的前提,沒有興趣就談不上創造。俄羅斯教育家托爾斯泰說過:“成功的教育不是限制,而是激發學生的興趣。”。在教WORD應用教程時,我先在大屏幕上演示了一份用WORD編輯的很美觀、精致的晚報,晚報中既有形象各異的文字、圖像,又有各種不同的表格,學生們看后立刻發出驚嘆的聲音,并且各自展開了充分的想象,思考著如何來完成這個設計,在這個濃厚的學習氣氛中,我給學生概括講解WORD所具有的強大功能,學生們馬上產生了強烈的求知欲,個個躍躍欲試,這就為后面授課的順利進行做好了準備。在整個教學過程中,學生始終處于全神貫注的積極求知狀態,喚起了學生的創新意識。
三、提供參與的機會,培養學生創新的能力
1、精心設計問題,提供探究材料,讓聾生自己動手,在探究中發現知識,掌握知識。例如:在學習《Word2000》這門課程時,當學生能在電腦上輸入漢字了,接著便提出新的問題:如何改變字體、字號、顏色、字間距、行間距?如何將文件存盤、打印輸出?如何在文本中插入圖形進行圖文混排?學生正是在這樣不斷提出問題,解決問題的過程中掌握了一個個知識點。
2、啟發聾生積極質疑,鼓勵他們提出問題,尋求解決問題的方法,培養學生的創新意識。“學起于思,思起于疑。”疑,是打開知識大門的鑰匙,常有疑點,常有問題,才能常有思考,常有創新。在計算機教學中我極為重視啟發學生積極質疑,鼓勵他們提出問題,討論、鉆研、尋求解決方法。課堂上我拋棄了一味講解的傳統教法,對諸多的問題,我常說“你想一想”“你試一試”。我總是想方設法去打破課堂上教師說,學生做的狹隘空間,讓學生積極質疑發問,不迷信書本,不迷信教師,獨立思考,在實踐中尋找答案。
3、開設創造性的實驗,增強學生主動參與的意識,提高他們的自學能力和創造能力。計算機課程離不開實驗,加強實踐環節是培養學生創新能力的重要措施。在近幾年的教學中,我進行了一些創造性的實驗,收到了較好的效果。例如,在《計算機應用基礎》課程中,當學習Word文字處理軟件后,要求學生完成畢業自薦表、賀卡、板報、校刊等設計制作;學習完網頁制作后,要求學生設計個人網頁;學習多媒體制作后,增設“多媒體演示文稿設計”的實驗。我讓學生邊學邊設計,學會緊跟技術發展潮流的方法,達到舉一反三、觸類旁通的目的。這樣一來,學生通過查找資料、動手設計和上機操作,一方面增強了其主動參與的意識,學生的學習從原來“老師要我學”,變成了“我要學”。另一方面提高了其自學能力、創新能力。
4、引導學生合作學習,在合作學習中表現自己的創新才能。對于計算機教學來說,特別是學習應用軟件,合作學習更能發揮它的作用。因為學生喜歡有同伴給自己講解與課堂學習有關的學習材料,這些材料中有的是教師在課堂上講過,但學生未能徹底理解的,有的是全新的技能。采用合作學習,同學之間互相演示與提示,可以迅速提高他們的操作水平,彌補對授課內容的不理解。
信息時展日新月異,以物聯網、云計算、數據挖掘、互聯網+等技術平臺的全面推廣,給我們的日常生活、學習和工作來帶了全新的思維變革。在一個信息化迅速發展的社會,對于我們高校的大學計算機基礎教學需要有新鮮血液注入、需要有創新思維引入。那么我們就著手教學理念、培養模式的分析,從學生的基本學習需求為切入點,分析需求目的,并結合專業特點,從課程體系構建、教學內容、教學手段、教材選取、教學資源等方面進行深入有效的挖掘,總結并歸納出一套有助于提高藝術院校學生思維能力提高的新教學改革方案,計算思維是近年來計算機教育領域討論的重要概念,計算思維通過對問題求解、系統設計,把一個困難問題剝絲抽繭分解成若干個子問題,通過大數據挖掘運算技術的特點,求出子問題,并歸納和抽象獲得問題的最終求解。它的本質是自動化和抽象化。
1 藝術院校大學計算機基礎教學改革的必要性
藝術院校計算機基礎教學的重點是計算機應用能力的培養。然而高校中存在部分老師就《大學計算機基礎》課程有一些陳舊的觀點,認為《大學計算機基礎》就是“教學生怎么用office軟件”、“怎么用windows 7”,“學了計算機基礎和專業沒關系”等,另一方面:現在的學生本身起點較高,在高中甚至是初中階段過早接觸電腦,并學習過計算機基礎,所以導致學生很迷茫和不解大學階段還要開設“計算機基礎”課程的緣由。由于這兩方面的觀點具有一定的狹隘性和片面性,導致在藝術院校計算機基礎教學的改革和創新遇到了阻力。同時,藝術院校的計算機基礎教學本身存在諸多問題,沒有符合藝術院校特色的計算機基礎教材,而是采用工科類院校的通用教材;班級人數的設置,課時的設置;如何提高學生學習積極性等情況。
所以,大學計算機基礎課程的教學目標不是定在教會學生實用OFFICE軟件及計算機基礎知識,而是應當加強計算機思維能力的訓練,構建思維模型,有效與專業相結合,培養用計算思維的方法解決問題。
首先,計算思維是一種所有人都必備的能力,也是當前大學通識教育必須覆蓋的內容。其次,近年來,計算機科學對藝術領域產生了巨大的推動作用。計算機科學已從最初信息管理,逐步發展到造型藝術設計、建筑藝術設計、傳媒動畫設計、環境藝術設計等新型交叉學科。再者,計算思維是一種建模、歸納、求解過程,對我院設計類專業發展有獨特的價值。所以,藝術院校的學生能否利用計算機先進技術,結合本專業特點,采用計算思維方式來分析問題并處理解決,也是對藝術院校計算機基礎教學改革的一大挑戰。另外我院專業的特殊性,大量設計類專業需要借助計算機軟件來完成作品的制作和設計,所以推廣面向計算思維的能力培養的教學方法就尤為重要和必要了。
2 面向計算思維能力培養的藝術院校計算機基礎課程改革的思路
計算思維教育的目的是培養一種學習與思維習慣,其目的是用一種新的思維方式解決復雜問題,建模并重組,使問題簡單明了化,有效讓學生接受,逐步培養學生的計算思維能力,最終提高學生的創新能力。在這樣的教育理念思想指導下,我們結合藝術院校的特點和自身課程體系新特點,按照“技能――知識――思維”三層教育理念,構建了面向計算思維能力的藝術院校計算機基礎課程教學改革新方案。
1)計算機文化素質培養與提高
計算機文化教學課堂表現形式可結合多媒體教學、網絡資源分享、網上視頻回顧等。內容涉及計算機發展史、計算機藝術、計算機軟硬件知識、計算機網絡、windows發展歷程到目前互聯網上的云計算、物聯網、大數據等知識拓展,了解和認識計算機,并根據自身專業特點互聯網平臺作為契機如何更好地發展專業和未來,值得學生思考和探索,并激發學生學習計算機的興趣和熱情,調動他們的積極性和創造性。通過計算機文化的滲透,使學生充分理解和認識計算機,感受計算機科學與技術的應用和發展趨勢,能夠在興趣引導下學習計算機的相關技術和知識,學會用計算機來處理數據、解決問題的能力。
2)教學內容與教學資源的改革與創新
根據藝術院校專業的特殊性,在原有的計算機基礎教學上加入新元素。形成新的計算機教育課程體系,分為基礎篇、應用篇、教學實踐、教學資源四部分。其教學內容的改革要體現在立體化的教學資源建設、課堂教學和實踐教學三個方面。
教學資源建設:構建立體化教學資源,能夠體現計算思維方法和過程并以滿足分類分層的個性化學習需要。這些資源以文字、圖形圖表、動畫與流媒?w、音頻視頻等多種媒體展現,其形式多樣,簡單直觀,各種媒體資源優勢互補。并結合藝術設計應用的教學片段資源建設是關鍵。這一方面可以通過構建和設計新的教學片段來實現,另一方面也可以對已有的資源基于計算思維進行改造,給出基于計算思維進行求解的過程和實現,對已有資源進行提升。
課堂教學:加強案例教學,提高課堂教學效率。課堂教學是實時動態調整教學內容的最佳途徑,是提高教學質量的關鍵。而現代教育技術手段的不斷發展,為教學提供了良好的支撐。利用多媒體計算機進行案例,對課程中的一些難點重點、不易理解和呈現的知識點,可以充分真實地展示出來。
實踐教學:我們設立了各種實驗,包括基礎實驗、拓展實驗和創新實驗等。通過實驗來驗證和加強理論教學,掌握計算機技術,了解技術的理論和解決思路。基本實驗主要用于OFFICE軟件應用,拓展實驗主要結合專業特點使用計算機技術,創新實驗主要用于計算思維能力的培養。
現代教育技術手段使用:我們開展網上教學,把大學計算機課程的視頻和多媒體課件定時上傳校園網,便于學生回顧和瀏覽,設置相應的課程任務,鼓勵學生運用所學知識解答任務并提交至服務器,開設在線答疑,幫助學生盡快解決問題。同時可以開發基于移動互聯網的移動學習應用,為學生提供了便捷良好的多樣化、立體化學習。
3)實驗設計與實驗平臺建設
大學計算機基礎作為一門各專業的公共基礎類課程,其課程內容較多、涉及面較寬,尤其對計算機技能的要求很強,如何實現基于“思維能力”培養的教學,是課程改革的關鍵。
第一:加強實驗內容的設計,設計各種類型和不同層次的實驗來檢驗、鞏固和理解教學內容。 第二:搭建各種適應人才培養的實驗環境,通過實驗平臺建設來營造良好的實驗環境。第三:加強實驗學時比例。
3 面向計算思維能力培養的藝術院校計算機基礎課程改革的實施
藝術院校專業眾多,我們選取平面藝術設計和影視動畫設計兩個專業的5個班級300名學生,進行面向計算思維能力培養的計算機基礎教學改革試點。
1) 采用分級分層教學
同一學校、同一專業的學生今后的發展情況不同,每個學生對信息技術的理解、掌握能力也不一樣,所以對學生要設置分級分層培養,尤為重要。計算思維的培養應當循序漸進、分級培養的過程。分級培養分為必修和免修兩個等級。由新生入學考試(浙江省計算機一級應用能力水平測試)的成績設定80分為分界線,高于80分以上的學生為免修,低于80分的學生為必修。必修學生必須完成大學計算機基礎課程;免修學生要選擇多媒體技術及應用和internet實用課程,并鼓勵和推薦免修學生參加計算機大賽或參加與本專業設計大賽。將課程和大賽結合是培養學生信息能力有效途徑,通過大賽可以使學生以計算思維為導向的計算機應用能力不斷提高,并更好的解決設計專業相關問題。分層培養分為A和B兩個層次,通過對一些基礎設計軟件(Photoshop、Flash、PPT)測試,如讓學生做一個海報、動畫、多媒體課件等來劃分層次,A和B兩個層次的學生在完成教學內容的基礎上,對與A層的學生1/2的課時完成教學大綱內容,1/2的課時著重培養計算思維能力解決與專業相關問題,鼓勵參加平面設計大賽或多媒體課件制作大賽。
2) 面向專業應用、面向專業案例教學的計算思維教學
在PPT教學中運用動畫效果疊加、動畫路徑和設置自動播放時間來模擬動畫專業Flash的動畫片頭,在WORD教學中運用文字、圖片和表格排版模擬平面設計Photoshop的海報制作,在FRONTPAGE教學中運用庫、模板等技術模擬動畫專業Dreamweaver的網頁設計。通過大學計算機基礎課程的學習,培養一種計算思維,恰到好處地與專業有效結合,讓計算機基礎的學習延伸到專業學習中去。同時,激發學生對信息技術的熱情,并落實了計算思維的培養過程。
3) 教學評價
通過試點,我們對教學內容、教學方法、教學手段等多項進行綜合教學評價,通過網上的調查問卷反饋,學生對面向計算思維的教學改革的滿意度和認可度達85%,與我們預期的目標非常接近,所以我們可以把這樣的教學改革方式進行推廣,甚至可以在別的課程中嘗試實施。
關鍵詞:計算思維;計算機游戲設計;計算機基礎教學;教學方法
0 引言
當前,計算思維能力的培養成為國內外計算機界的一個熱點課題,計算思維的重要作用受到國內外許多專家學者的關注。美國卡內基·梅隆大學周以真(Jeannette M Wing)教授指出,計算思維是每個人的基本技能。陳國良院士認為,科學思維主要分為理論思維、實驗思維和計算思維三大類,計算思維是科學思維的三大組成之一;計算思維無處不在,當計算思維真正融入人類活動的整體時,它作為一個解決問題的有效工具,人人都應掌握,處處都會被使用。美國計算機協會(ACM)2008年公布的對CC2001進行的中期審查報告(草案),將“計算思維”與“計算機導論”課程綁定在一起,并明確要求該課程講授計算思維的本質。2010年7月20日,九校聯盟在西安對計算思維與大學計算機基礎教學進行了研討,在發表的《九校聯盟(C9)計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》中,也旗幟鮮明地把“計算思維能力的培養”作為計算機基礎教學的核心任務,提出要加強以計算思維能力培養為核心的計算機基礎教學課程體系和教學內容的研究。
目前,對于如何在大學的第一門計算機基礎課程中貫徹計算思維能力的培養,國內學者已提出了一些很好的構想。例如,陳國良院士認為大學第一門計算機基礎課程是計算思維培養的一個關鍵,并以此構建了以計算思維為核心的“計算思維導論”課程。哈爾濱工業大學戰德臣教授認為,大學第一門計算機基礎課程必須強化思維性教學改革,強調可實現思維的教授與培養。浙江大學何銘欽教授等在對C9聯合聲明的解讀中,闡述了其對大學計算機基礎、程序設計基礎、數據庫技術及應用、多媒體技術及應用、微機原理與接口技術、計算機網絡技術及應用等課程的改革思路,提出一方面要突出相應領域問題求解的核心思路和基本方法,另一方面需要通過小規模的應用系統設計與實現,使學生領悟應用系統級的問題求解方式。
當然,計算思維能力的培養不僅僅局限于大學第一門計算機基礎課程,更應該貫穿在其他的計算機基礎課程中。計算機游戲設計作為面向我校非計算機專業學生的一門普及型游戲設計課程,足計算機基礎教學體系的重要組成部分,自開設以來深受學生喜歡。在以計算思維能力培養為核心的教學改革新形勢下,如何在計算機游戲設計課程中貫徹計算思維能力的培養,是該課程教學中需要思考的問題。
1 計算機游戲設計課程適合培養多層次的計算思維能力
計算機游戲設計課程針對大二以上年級開設,選修該課程的學生多數已修完大學計算機基礎,并且修過多媒體技術及應用或高級語言程序設計課程,具備一定的計算機基礎知識和計算機軟件應用能力。經過調整,目前該課程的教學內容包括計算機游戲概述、游戲開發周期、游戲策劃與設計概述、Flas制作基礎、Flash編程基礎、Flash游戲開發技術6部分。
與其他計算機基礎課程相比,大學計算機基礎課程更強調計算機基本概念和基礎知識的講解,而“多媒體技術及應用”和“高級語言程序設計”雖然涉及如何利用計算機進行問題的求解(如編程實現某種排序算法,或利用圖像處理軟件處理某張圖片),但所涉及的問題規模較小。而計算機游戲設計課程的教學內容涉及游戲策劃、設計到開發以及的各個階段,面對的問題更具體,各章節之間內容銜接更緊密,因此非常適合展示如何利用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計和人類行為理解的整個計算思維過程。
從問題求解的角度,計算機游戲設計開發中,具體的動畫、游戲規則、交互方式、關卡設計等,均需要通過計算機進行實現,通過講解這些實際問題的解決思路,可以培養學生利用計算機科學的基本概念進行問題求解的計算思維。例如,在Flas制作中,當關鍵幀、引導路徑制作好后,非關鍵幀即可由計算機自動生成,這一思維方式可以用于啟發學生在日常工作中“抓大放小…‘分清主次”,關鍵問題先解決了,次要問題就容易解決了。而在介紹如何利用ActionScript3.0進行面向對象的Flash游戲開發時,可以將面向對象的設計思想推廣到日常工作和生活中,通過“”和“合理分解”,將重復性的工作分離出來,實現“重用”;而且,啟發學生將面向對象的設計思想與新產品設計關聯起來,如通過對筆記本的“特化”設計上網本和平板電腦,通過對電腦和手機的“組合”設計智能手機,通過對電腦和電視的組合設計“智能電視”等。而游戲開發所采用的事件處理機制,其核心思想是“偵聽消息”“轉發消息”“響應消息”等,公司內部的呼叫中心、聯絡部門以及中介行業均采用了類似的工作模式。
從系統設計的角度,即使比較簡單的游戲,也會涉及動畫、音頻、字幕以及代碼編寫等各個方面,所以必須進行系統全面的設計才能保證其準確運行。在教學過程中,有必要通過多種形式將系統設計的思維方式展示給學生。例如,針對某個具體的游戲,場景動畫角色動畫如何沒計,如何通過代碼將不同內容集成起來,不同對象之間如何調用,如何支持不同的交互方式等,需通過逐步分解、細化的方式,將規模較大、較籠統的問題轉換成比較詳細精確的描述,并有機地串聯起來。設計過程中,一方面需要設計出滿足需求的產品,另一方面,要考慮資源的約束,例如時間、人力、掌握的技術等。這一思維過程,同樣適用于日常工作,面對比較大的項目,需要分解細化,化繁為簡,并合理平衡有限的資源,得到較好的效果。因此,在計算機游戲項目的設計開發中,可以培養學生利用計算機科學的基本概念進行系統設計的計算思維能力。
從人類行為理解的角度來說,計算機游戲本身就是對現實世界的模擬和抽象,是完全由人通過計算機構造出來的虛擬世界。在計算機游戲課程中培養對人類行為理解的能力可以從兩方面著手,一方面,從計算機游戲本身來看,游戲的劇情、場景、角色、關卡、游戲規則等,均基于對人類社會的理解、模擬或擴展而構造出來,因此,在游戲策劃和設計內容中,可以通過介紹“虛擬人生”“開心農場”等角色扮演游戲、策略游戲,培養人類行為理解的能力。另一方面,從游戲交互設計的角度來看,計算機游戲系統對交瓦性要求較高,如何給用戶提供簡單直觀的交互界面,需要很好地理解人類的一些行為模式和用戶心理,因此,在游戲設計開發過程中,也可以培養學生運用計算機科學的基本概念進行人類行為理解方面的計算思維。
2 通過案例教學與實踐項目,貫徹計算思維能力培養
在計算機游戲沒計課程中加強計算思維能力的培養,不能僅介紹教學內容相關的知識點,更需要將思維方式展現給學生,并讓學生明白思維是可實現的。其關鍵是通過案例教學和實踐項目,使學生理解如何將一個復雜問題分解、構造,最后變成可在計算機上運行的程序,即讓學生理解問題的求解過程。針對這一目標,我們在教學過程中需要從以下方面進行改進。
2.1 通過案例教學,貫通知識與計算思維
南于選修計算機游戲設計課程的學生來自不同專業不同年級,文科理科均有,知識結構和能力差異較大,我們采用案例教學方法,通過教學案例,以問題求解為線索,將不同的知識點貫通起來。例如,在游戲策劃和設計階段,我們先對一些常見的游戲進行分析,讓學生參與討論,并提供游戲策劃書和游戲設計文檔實例,展示如何創作游戲的故事大綱,如何完善游戲的情節,如何設計游戲的細節(場景、角色、關}),讓學生了解如何將一個概要的想法,一步一步充實、完善、細化成一個比較完整的游戲設計方案。圖1為教學過程中使用的“挖地雷”“戰場生存記”游戲案例。
在游戲開發中,同樣通過一些Flash游戲的制作實例進行講解。通過案例,從簡單到復雜,將Flas制作、ActionScript3.0編程及游戲制作貫穿起來。例如,在講解彈球游戲時,首先分析游戲規則,對任務進行分解,分析如何進行設計;然后講解單個彈球游戲的動畫制作,并結合游戲講解Actionscript3.0的部分語法規則和編程方式、Flash延遲循環模式、事件處理機制等;再介紹如何對各部分進行集成,完成可玩的單個彈球游戲。在此基礎上,引導學生如何將單個彈球進行封裝,將單個彈球的游戲推廣到任意多個彈球的游戲。在講解其他游戲案例的制作過程時,也遵循這種“建模—分解—設計—功能實現—集成—擴展”的思路。如對于挖地雷的游戲,先分析、設計、實現簡單的挖地雷游戲,然后再添加關卡的設計與實現。通過游戲案例的講解,讓學生完整地了解游戲的設計制作過程。
2.2 加強實踐環節,使學生切身體會問題求解過程
為讓學生深刻地理解問題的求解過程,我們在計算機游戲設計課程中加強了實踐環節,并結合實驗與項目進行課程考核。目前本課程安排有18學時的課內實驗,包括4個實驗項目。實踐教學內容注重培養學生使用Flash設計與制作游戲的能力,鼓勵和支持學生利用業余時間創作計算機小游戲作品。通過在“做”中“學”,激發學生的學習主動性,使學生切身體會問題求解的過程。
此外,課程考核摒棄了筆試方式,采用實驗考核和項目考核相結合的方式。實驗考核主要考查學生平時對相關知識的掌握程度,主要由4次實驗組成。項目考核要求學生分組,完成一個比較完整的游戲項目,學生自由分組,每組不超過3人,利用Flash或其他工具軟件,設計并制作一款可玩小游戲,要求最終提交設計制作文檔、源代碼、可執行文件、PPT演示文稿等材料。游戲項目分數評定采用共同打分方式:每個小組公開演示自己設計制作的游戲,由教師和其他小組成員組成評審團對其進行評分。
例如,圖2為信息與計算科學專業、動畫專業的3位學生設計制作的“吸血鬼角色扮演游戲”,故事里的主人公在做任務維持生活的同時也必須照顧自己的女兒。學生采用“RPG游戲制作大師”制作了地圖、人物、武器等,然后利用ActionScript腳本語言將各個游戲元素集成起來,實現游戲邏輯、游戲交互和關卡。
通過本課程的學習,多數學生能比較深刻地理解計算機游戲的設計與開發過程,掌握計算機游戲的相關基礎知識,完成比較簡單的游戲設計與制作,并增強了利用計算機科學概念進行問題求解、系統設計和人類行為理解的計算思維能力。
3 結語