計算機技術引導基礎教育論文

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一、信息時代對大學計算機基礎教育的嶄新要求

大學計算機基礎課程在高等學校開設已有30多年歷史，在學生綜合素質、創新能力培養方面發揮著重要作用，并已經成為高等學校通識教育的重要組成部分，更是培養大學生在信息時代解決工作、學習、專業和生活等信息化技術問題，成為高等學校培養復合創新型人才的基礎性教育內容。因此，深化大學計算機基礎教學改革，其核心是進行教育理念更新、構建新型人才培養模式和深化教學內容改革，最終的目的是全面提高當代大學生計算機技術的整體素養。2010年7月由北京大學、清華大學、浙江大學等九所“985工程”建設大學在西安交通大學舉辦的大學計算機基礎課程研討會上，各方面專家對計算思維與大學計算機基礎教學進行深入討論，核心問題是如何在信息化時代真正提高我國大學計算機基礎教學質量，會議形成一系列大學計算機基礎教學的業界共識，并發表“九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明”。

該聲明達成四個方面共識：一是大家一致認同大學計算機基礎教學是培養創新能力強、綜合素質高的復合型專業人才的重要環節和組成部分；二是大家旗幟鮮明地確定計算思維能力培養是大學計算機基礎教學的核心任務；三是進一步加強師資隊伍和教學機制建設，真正確立大學計算機基礎教學的基礎地位；四是開展以計算思維能力培養為核心的計算機基礎教學課程理論、體系和內容的學術研究。近年來，全國高等學校有關部門和專家學者圍繞這些共識，從計算思維研究方面積極推動有關計算思維理論、體系和方法論研究，并逐步波及理工農醫學科、工程領域和社會經濟等多個研究領域。，2013年大學計算機課程教學指導委員會有關專家齊聚深圳，就進一步推動以計算思維為切入點的“大學計算機課程改革項目”研究，并在此會議后發表計算機教學改革宣言。旨在運用計算思維的概念、方法和理念，產生新理論、成果和技術，提升創新型國家經濟、科學和文化的等國家軟實力。因此，高等學校必須正確認識大學計算機基礎教學在大學教育的重要地位，需要把培養大學生計算思維能力作為高等教育的重要理念之一，并以計算思維能力培養為核心，提升大學生計算機技術素養教育水平。在重大教育理念轉型期，高等學校通過大學計算機基礎教育改革，構建適應信息化時代的新型大學計算機基礎教學體系。

二、計算思維對大學生計算機技術素養的基本要求

一般認為，大學生計算機技術素養是大學生通過計算機基礎課程學習及其實踐，在計算思維和計算機理論、技術方面獲得穩定的技術理論、計算思維、操作能力、技術方法、技術評價和技術反思的綜合素養，能夠解決信息時代各種計算機科學與專業應用方面的諸多問題，這些技術能力和素質相互滲透，相互融合，共同構成了大學生理解現代信息技術世界的必備素質。

（一）大學生必須掌握計算思維方法隨著大數據分析平臺、高速移動通訊、普適云計算和全球化物聯網等新事物不斷涌現，世界許多領域正在發生一系列顛覆性的技術突破，以計算思維驅動的計算機技術正在參與和改變當今世界的商業盈利模式、經濟增長形態和文化傳播方式，在許多領域中人們對于計算思維及其計算機技術參與變革諸多事物的重新認知，可謂日新月異的世界、瞠目結舌的結果。龐大的網上購物成為人們習以為常的消費方式，傳統的商業盈利模式和經濟增長方式面臨最嚴重的挑戰與轉型。人們開始摒棄了依賴經驗和直覺的傳統決策習慣，將日益依賴于大數據及其分析而做出的極其縝密的優化方案。匯集龐大數據資源的互聯網正在數字化改造科學界、經濟界和各國政府管理、運營和協作。隨著世界信息化進程不斷加快，計算思維及其計算機技術應用將無處不在、無事不及和無人不用，計算思維能力和計算機技術素養成為人們認識、發現、分析和解決問題的基本能力之一。因此，計算機基礎課程不僅要教給大學生科學知識，更要教給他們科學思維方法，掌握解決社會、政治和經濟等問題的有效武器，并因此而受益終身。一個國家及其國民沒經過計算思維的系統培養，將在信息化世界激烈競爭中敗下陣來，導致國家處于落后地位、國民個人無競爭力而言。在一定意義上，高等學校計算思維教育已經不僅是大學生個人能力、素質提升的簡單問題，而要上升到影響國家戰略安全的一個重要而緊迫的國事。因為信息時代只有善于計算思維的青年才是在未來世界占有優勢地位，他們才能勝任國家繁榮富強、中華民族復興的歷史重任，中國大學生才能具有高尚的道德品質、堅定的理想信仰、科學的思維方式和充實的知識能力，才能兌現中華民族偉大的中國夢。所以，以計算思維為導向的通識教育，將在很大程度上提升我國大學生的思想境界、思維水平和認知高度。生長在21世紀的大學生若不具備計算思維和計算機技術素養，將在數字化環境下失去從業競爭優勢。計算機逐步成為生活、工作和學習的必需工具，數字化逐步成為人們日常工作和生活的基本手段，計算思維必成為一個現代公民必須掌握的基本思維模式。

（二）大學生必須學會計算思維方式通過大學計算機基礎課程的系統學習，教師使計算思維成為大學生應該具備的基礎思維能力，成為所有大學生處理許多數字化問題應該具備的基本能力。在當前社會活動已經越來越多地依賴計算思維和計算機技術的背景下，大學生在計算機基礎課程究竟怎樣獲得計算思維、學習那些知識和怎么學習這些知識，成為大學生接受大學計算機基礎教育的一個突出問題。尤其在大學計算機基礎教與學過程中，大學生最重要是運用計算思維把需要解決的問題轉化為能夠用計算機教師解決的可行形式，并形成解決這些問題的計算機具體技術技巧，這也是大學強化計算思維培養所強調的重點內容。計算思維的科學價值和深刻內涵，正在被當今社會的計算機技術發展進一步發現、驗證和確立。大學生學會使用計算思維方法解決問題比起學會具體解決實際問題的某個技術，難度要大得很多，相對具體解決實際問題的某個技術而言，顯然運用計算思維方法解決問題更加重要和根本，大學生接受計算機課程的計算思維培養已經不僅是學會應用計算機，而是掌握一種思維方式，這種思維方式對于學生從事任何專業、任何工作都是終身受有益的。

計算思維的培養可以造就大學生具有良好思維習慣、扎實知識修養和銳意創新的專業人才。因此，大學生在必須跟上大學計算機基礎課程改革需要，必須跟上時展的步伐，與時俱進，創新進取，這是信息時代賦予我國大學生接受建設思維培養、完成大學計算機基礎教育的學習重任。但在傳統大學計算機基礎教育中大學生如何建立計算思維的習得方式、教師如何構建計算思維教學模式都是沒有先例可效仿，也是相當困難的。這是因為，比起技能學習和能力學習，計算思維的教學、能力的獲得更需要探索、創新。因此，大學生需要具有學習新知的勇氣、自我挑戰精神來探索和習得計算思維能力。目前，許多大學生不能深刻理解大學計算機基礎課程的計算思維能力培養的重要意義，對課程的一般認識還基本停留在計算機理論學習、操作技能培養的淺顯層面。狹義的計算機技能培養觀念深深地根植于他們的基本認知中，對大學計算機基礎課程是否未能深刻反映計算思維能力培養的性質，不能理解計算思維已經廣泛滲透社會、經濟和文化等各個領域的嚴酷現實。這要求計算機基礎課程教師需要抓住教育部實施本科教學質量工程的大好機遇，開展以計算思維培養為切入點的大學計算機基礎課程改革，這項改革將會更好地實現專業化和信息化相融合的人才培養模式，提升未來社會大學生對于計算思維、計算機及其技術的理解和應用的整體水平。大學生通過大學計算機基礎教育，使得從理論層面理解計算思維的意義、理念、內涵、功能和表達形式，從系統層面科學規劃大學計算機課程的知識結構和課程體系，從操作層面認識計算思維是多元化思維能力之一，從實踐層面獲得不同層次思維能力的創新思考、研究與探索。

三、大學生計算機技術素養教育對教師提出的基本要求

縱觀大學計算機基礎教學人才培養模式、教學內容和教學方法等存在一些共性問題。在人才培養方面，盡管大學計算機基礎教學作為高等學校公共基礎課程，但由于多方面的原因，許多院校課程的人才培養、教學目標定位不準，不能結合大學生所學專業定位計算機基礎教學目標，課程內容不能結合專業發展的實際情況，往往教學內容陳舊、學時數量太多或教學質量太差，無法滿足社會對專業學學生的基本需要。尤其專業針對性不強、定位不夠明確，導致教學內容、知識體系嚴重偏離專業應用的實際，導致畢業生雖然計算機理論基礎比較扎實，但計算機應用工具和方法不熟、實踐經驗不足、動手能力差，缺乏獨立解決實際問題的扎實能力。在教學方法方面，存在教師課堂傳授理論知識，課后學生上機練習，雖然也反復強調實踐的重要性，但理論與實踐嚴重脫節，特別是在實踐內容和教學方法方面，過多強調理論知識的了解和掌握，而忽視了與實際應用相結合。因此，計算思維對大學計算機基礎教學的師資隊伍建設、人才培養模式、教學內容和教學方法，尤其對教師素養提出更高的要求。

（一）深刻認識計算思維教育的重要性和現實意義盡管大家有目共睹高等學校大學的計算機課程教學及其成果，計算思維培養已經成為大學通識教育的重要內容，但目前依舊需要解決一些深層次的理論性、制度性和技術性難題，大學計算機基礎教學改革仍面臨嚴峻的挑戰。調查發現，我國大學生計算思維素質很低，表現為大學生能夠很好掌握計算機技術，但運用計算思維解決具體問題水平很低，他們不擅長用科學思維而擅長用傳統技術來解決現實問題，缺乏創新動力不足、原創成果不多，缺乏引領技術發展潮流的創新能力。教師必須認識到以培養計算思維意識、理念和方法為目標的大學計算機教學改革，勢在必行，大勢所趨，加快大學生的建設思維是教學改革的核心任務，從而在根本上提高大學生計算思維意識和計算機應用的素養與水平。

（二）圍繞計算思維開展大學計算機基礎教學改革大學計算機基礎教學面臨最大挑戰，如何構建培養計算思維能力教學體系，涉及教學內容組織、師資隊伍建設、教學法改革以及實踐教學建設等基本內容，是課程改革最重要、最基本和最關鍵的部分，同時也是最復雜的教育任務。如何落實計算思維培養內容、目標和方法，提高教學效果、還缺乏足夠的教學實踐、明確的教學規范和充足的教學資源，還需要圍繞計算思維開展教材建設、教學內容和教學方法的配套改革。從根本上解決計算思維的內容表達，清晰闡述計算思維的特征和方法，通過具體的教學內容講授，使得學生逐步認識、理解和掌握計算思維認識、運用和解決問題的基本方法。

（三）強化教師計算思維和計算機技術素養大學計算機基礎教學必須強化專業教師計算思維能力和計算機技術素養，必須達到一個從事大學計算機基礎教育的教師標準。第一，教師必須深刻認識計算思維的教育價值，經常參與專業化計算機技術教育學習，具備在教育環境中使用計算機和相關技術的必備能力，達到計算機教育技術的基礎標準。能夠熟練使用計算機操作系統及其各種軟件，參與和熟悉包括“慕課”在內的現代國際化教育形式，操作帶有外圍設備計算機系統及其故障檢修技術，專業評價計算機系統的軟硬件性能，并根據所需應用展示計算機技術在商業、工業和社會中應用的相關知識。第二，教師能夠識別、描述影響計算機技術進步的資源特征、發展趨勢及其社會作用，促進和構建對大學生進行網絡道德、法律和安全的教育策略，培養學生符合道德、合法地使用計算機技術資源、網絡信息和軟件資源，引導大學生終生學習并成為新的學習者和教育者，能夠運用計算機技術進行交流、協作、開展研究和解決專業問題，用來支持解決問題、數據收集、信息管理、交流、表達和做出決策。第三，將運用計算機及其技術支持不同教學年級水平和學科領域的計算機基礎教學，探究、評價和使用包括應用軟件、教學軟件、工具和有關文獻資源。描述與課程相關使用計算機技術資源的教學原則、研究狀況及技術評價。為特定目的而設計網站、數據平臺的解決方案，利用通訊工具遠程訪問和實現資源共享、遠距離訪問和信息檢索，運用在線自動搜索工具和智能來識別和索引出所需的信息資源，多媒體或超媒體和獲取信息資源來支持教學。第四，能夠使用計算機及其他技術研究和開發教學產品，參與科研、教學協作項目和團隊，識別與開發有關教學資源的設計原理、超媒體和多媒體產品，確認新編程、著作或解決實際問題的案例，協作建立圍繞某一主題的教學知識體系，設計、演示、鏈接并在線文件、信息和資源及其構建技術支撐，能夠對課程的在線信息資源進行研究、分析和評價。

作者：宋揚朱勇單位：沈陽工業大學沈陽工學院