计算机思维的培养范文

导语：如何才能写好一篇计算机思维的培养，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：计算机；应用型人才；计算思维；培养方式

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2016)01-0162-02

作者简介：阎岳（1981—）女，重庆市人，硕士，重庆工商大学派斯学院，研究方向：计算机科学与应用。

随着科学技术的不断进步，特别是在科学技术不断改变人们的生产生活方式，不断推动人类社会发展的过程中，计算机应用型人才的社会需求量不断增大。经济发展、社会进步等都需要计算机应用型人才。在这样的背景下，不断提升计算机应用型人才的综合素养，不断加强计算机应用型人才的技能培养，不断增加计算机应用型人才的实践能力，是计算机应用型人才培养的主要侧重点。在计算机应用型人才培养中，计算思维的培养是重中之重。

1计算机应用型人才培养中计算思维的价值

计算思维应该是每个学生，每个人都应该掌握的基本技能，计算思维强调得是学生的主动性和积极性，在面对新问题时，不是被动地等待答案，而是运用计算思维，采用科学的解决问题的方式来对问题进行剖析，以有效地实现问题的解决与处理。在计算机应用型人才的培养过程中，有效培养学生的计算思维，能够帮助学生自主地创新性地解决问题，能够帮助学生养成一种良好的思维习惯，能够促使学生主动地进行问题的解决。可见，为培养学生的计算思维，首先应该明确计算思维的重要价值和重要特点。

1.1计算思维的培养有助于提升教学质量

在计算机应用型人才的教学过程中，由于计算机应用型人才本身属于一种创造力和实践性都较高的人才，因此在实践的培养过程中，应该基于计算机思维进行探究式的教学，反过来这种探究式的教学能够有效地提升教学质量。对于很多计算机应用型课程而言，在计算思维的讲解过程中，很多教师为了提升计算思维的培养方式，为提升计算思维的培养水平，往往需要探索性地采用更加多元化的、更加开放的探究式教学。探究式教学本身属于一种实践性教学，在教学过程中，教师根据计算思维的培养目标和相关的课程内容，而明确教学目标，不断提升教学的针对性，有效地创设教学的条件，不断改良教学方式，进而有效地推动探究式教学的开展，从而提升计算机应用型课程的教学质量。因此，在计算思维的培养过程中，探究式教学与教学质量本身就是一种互相促进的关系。

1.2计算思维的培养能够突出学生的主体地位

在计算机应用型人才的培养过程中，传统的教学方式往往过分强调教师的主体地位，教师在教学过程中，根据教学内容及教学计划来进行针对性的教学，这种教学方式限制了学生的积极性和参与性，难以有效地提升教学质量，也不利于学生综合素养的培养和提升。而在计算机应用型人才的培养过程中，有效的融入计算机思维，能够真正地凸显学生的主体地位，能够有效地提升学生的主动性和积极性。在计算机应用型人才的培养过程中，不断培养学生的计算机思维，培养学生一种探究性的学习思维，鼓励和引导学生带来疑问进入新课程的学习，培养学生积极主动进行问题探究的能力。可见，在计算机应用型人才的培养过程中，有效地融入计算思维，本身就是对学生主动性和能动性的一种提升和体现。在当前的社会中，社会对计算机应用型人才的需求量很大，社会需要地不仅仅是理论基础扎实的计算机人才，更是实践能力和创新能力更加强悍的综合性人才，而学生的实践能力和创新能力，只要学生对教学内容感兴趣，只有学生主动地投身到计算机应用型课程的学习过程中，才能真正得以提升。

1.3计算思维的培养有助于提升学生解决问题的能力

在计算机应用型人才的培养过程中，计算思维培养的目的不在于学生的理论知识和理论水平，也不在于学生的实践掌握水平和技能，而是在于培养学生一种分析问题解决问题的能力。所谓的“授人以鱼不如授人以渔”，就是计算思维培养的终极目标，通过在计算机应用型人才的培养中，有效地融合“计算思维”能够帮助学生正确面对问题，培养学生一种良好的分析问题的能力，教会学生面对求解问题，从构思、设计、实现、运作等四个层面去分析、抽象，拿出应用计算机求解问题的思路，并以团队式和工程化的方法去设计、实现和运作，以达到培养学生的综合应用能力和创新思维能力的目的。因此，在计算机应用型课程的设计过程中，应该明确学生的计算思维，不断培养学生的计算思维，进而不断培养学生分析问题和解决问题的能力。

2计算机应用型人才培养中计算思维培养的路径

在计算机应用型人才的培养过程中，计算思维的培养具有非常关键的作用，计算思维的培养能够有效地提升学生的解决问题和分析问题的能力，能够有效地促进学生的进步与发展，能够有效地培养学生的实践能力和创新精神。那么在计算机应用型人才的培养过程中，如何有效地培养学生的计算思维呢？

2.1以计算思维为核心，不断加强课程教学改革

在计算机应用型人才的培养过程中，计算思维的培养发挥着非常关键的作用。在计算机应用型课程的教学过程中，应该不断凸显计算思维的重要性，明确计算思维的价值和核心地位，有效地发挥计算思维的重要功能，将计算思维与课程教学改革有效结合起来。课程教学改革的目标需要依据计算思维的培养来开展，课程教学改革的方向需要依据计算思维来实现，课程教学改革的动力要本着培养和提升学生的计算思维，只有这样才能真正地培养学生的计算思维。在实际的教学过程中，教学课程的改革，应该侧重于在计算思维的培养中，有效地结合一些学生身边的现实案例，从现实案例入手来进行针对性的计算思维培养与教学。在案例运用和讲解的过程中，要将讲解的重点放在分析问题与设计问题的过程中，鼓励和引导学生利用所学的计算机相关知识，来架构一些简单的计算机程序，从而推动问题的解决。当然在教学过程中，不同学生的专业素养有所区别，不同学生的计算机专业技能不同，这就要求教师在计算思维的培养过程中，需要加强引导和督促，在帮助学生有效地运用所学知识来求解实际问题时，教师适时地抛给学生一些新的问题，激发学生探究和求知的欲望，积极运用计算思维来搭设简易的计算机应用程序，进而实现问题的解决。如在讲解计算机“程序设计基础”的课程时，教师应该改变传统的讲解设计方法或者程序内容的教学方式，改为教授学生“思想和方法”，着重培养学生架构简易程序，不断解决问题的能力，培养学生的探究精神。

2.2以计算思维为重点，突出实践教学

在计算机应用型人才的培养过程中，为提升计算思维的重要性，为有效地培养学生的计算思维，教师在教学过程中，应该突出计算思维的重要价值，不断地加强实践教学。在计算机应用型课程的教学过程中，教师应该注重实践教学，计算机应用型课程本身就是一种实践性很强的科目，在具体的教学过程中，教师应该多增设一些上机环节，鼓励和引导学生积极地运用计算机技术来进行上机演练，积极地运用计算机来进行实践检验，将所学的程序，通过上机的形式来自主的编写出来，并通过计算机相关软件来检验程序的正确性与否。在此基础上，教师适当地布置一些简单的程序题目，鼓励和引导学生利用分组或者合作的方式，针对实际问题来编写相应的程序，以有效地提升学生的实践能力。此外，在实践教学过程中，教师还应该注重凸显学生的主体地位，鼓励和引导学生积极地进行成果展示，通过互相交流，互相学习来扩散学生的思维，有效地提升学生的计算思维。

2.3以计算思维为基准，鼓励多元化的计算思维

在计算机应用型人才的培养过程中，可能计算机相关程序是固定的，但计算思维却不是一成不变的。计算思维应该是一种多元化的思维，教师在教学过程中，应该尊重和鼓励学生积极的发散思维，积极地培养学生多元化的思维模式，尊重每一个学生，尊重学生的劳动成果，保护好学生的自尊心。在计算机应用型人才的培养过程中，为了有效地提升学生的主观能动性，为有效地扩散学生的思维，教师对于学生的程序设计或者解决问题的方式，应该秉持一种包容的态度，正确审阅学生的计算思维，采用多元化的评价机制来科学合理地评价每一个学生，只有这样才能真正地培养学生的计算思维，只有这样才能有效地提升学生的积极性和主动性。

3总结

计算思维是学生必备的素质，计算思维是一种分析问题解决问题的能力和方法，在计算机应用型人才的培养过程中，计算思维的培养尤为重要。在计算机应用人才的培养过程中，为提升学生的计算思维，应该以计算思维为核心和重点，加强教学课程改革，不断突出教学的实践性，不断丰富教学方式，采用科学的多元化的评价机制。

参考文献：

[1]袁磊.计算思维在C++程序设计教学中的应用[J].计算机教育,2013(12).

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关键词：计算思维；能力培养；大学计算机基础；计算机基础教学；教学改革

一、“大学计算机基础”课程发展现状

“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。课程内容根据不同学校的要求，主要讲授计算机系统平台、信息处理、计算机网络、程序设计基础、数据库基础等领域的基础知识与基本技术。课程的培养目标是要求学生不仅掌握计算机科学与技术的基础知识，而且应初步具备利用计算机分析和解决问题的意识与能力，为学生终身学习以及更好地使用计算机及相关技术来解决本专业领域问题奠定基础。

教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会2009年10月的《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》中提出了关于深化高等学校计算机基础教学改革的几点意见，进一步明确了计算机基础教学在高等教育中的基础性地位。要求在“大学计算机基础”课程教学中应不断探索以培养目标为导向的分类分层次教学模式，加强以知识体系和实验体系为基础的课程建设，加强以应用能力培养为核心的实践教学。

近年来，随着计算机技术及网络的广泛普及和应用以及学生计算机应用技能的不断提高，“大学计算机基础”课程的教学中也出现了一些问题，如学生学习兴趣不高、逃课率增加、教学内容主要以技能性的知识介绍为主等。很多教师因此产生了困惑，对课程内容提出了一些质疑，也影响了课程的教学效果。围绕着“大学计算机基础”课程的改革也一直是计算机基础教学改革的热点话题。

二、“大学计算机基础”课程教学内容设计

大学教育的主要目标是大学生综合素质与能力的培养。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。基于计算思维开展教学研究与实践是当今高校计算机基础教学面临的新课题和首要任务，也是培养大学生综合素质的重要环节。

近年来，计算思维的培养成为国际和国内研究的热点，计算思维能力将成为2l世纪每个人的基本能力。2010年《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》的核心要点也强调“需要把培养学生的‘计算思维’能力作为计算机基础教学的核心任务”。

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，计算思维最根本的内容是抽象和自动化。2006年3月，美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任、美国基金会(MSP)计算机和信息科学与工程部(CISE)主任周以真(Jeannette M.Wing)教授在美国计算机权威期刊Communications of the ACM首次提出并定义了计算思维(Computational Thinking)。提出计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像阅读、写字、做算术一样，成为人们最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式。在大学计算机基础教学中灌输计算思维，目的是培养学生像拥有阅读、写作和算术基本技能一样拥有计算思维能力，并能自觉地应用于日常的学习、研究与将来的工作中。

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。陈国良院士及国内的一些专家，都对“大学计算机基础”课程中开展计算思维教学引导，给出了很好的解读和指导。

因此，“大学计算机基础”课程的培养目标，应该在课程原有的培养目标基础上，拓展学生计算思维的意识与能力。要求学生“了解计算思维的基本内容，了解人与计算机器能力的局限性，了解计算思维解决问题的一般步骤，理解计算在问题解决过程中所发挥的作用”。

基于计算思维能力培养的教学改革目标，我们根据学校的课程设置情况和教学基础，初步制订了“大学计算机基础”课程8个单元的教学内容，即：概论、数据的表示与存储、计算机系统组成、操作系统、计算机网络基础与应用、程序设计基础与算法、数据库系统和信息安全。对于计算机基本操作技能方面的训练和要求，则作为必须具备的基本技能，通过大学计算机基础实验和自学完成。

三、基于计算思维能力培养的课程实践

如何明确、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。

1.教学组织过程具有针对性和系统性

“大学计算机基础”课程是计算机基础教学的第一门课程，也是计算思维培养的关键。但是如何正确理解计算思维的实质、如何在课程中引入计算思维的讲述方法、如何完成课程的目标，教学的组织和教师队伍的提高就成为关键。为了保证“大学计算机基础”课程的教学效果，我们在课程实践中，要求任课教师首先进行认真学习和交流，加强自身的认识提高，尝试采用渐变的模式、小班试点的方法，进行教学实践，收到了一定的效果。

(1)布置专题、组织研讨、定期交流。计算思维能力的培养需要对教学内容重新理解和认识，以不同的讲授方法传授给学生，在教学过程中自然引入，这对教师是一个挑战。计算机基础教师队伍的特点又很难让大家都能很好地适应这种教学观念的转变。因此，在教学中我们采用布置专题、组织研讨、定期交流的方法，加强学习，深入研讨，提高教师对计算思维能力培养的认识。对课程中的能够体现计算思维的知识点分专题布置，然后组织任课教师讨论，更好地把握知识点的讲授。教学中定期组织教师或通过网络进行交流，吸取多方经验和做法。通过这些活动使授课教师理清了思路，明确了任务，并达成了共识，逐渐改变了讲授的方法，在教学中注意引导计算思维能力培养。

(2)结合专业背景开展计算思维能力的培养。吸

收由不同专业背景、从事计算机研究与应用的教师组成教学团队，结合不同院系的专业背景进行计算机教学，教学中结合实例，重点介绍计算机在不同学科的应用和解决问题所涉及的方法和思想。达到既阐释计算学科的普适思维，又给出面向特定学科专业的案例的教学效果，更有利于学生对本专业计算机应用的认识和理解。

(3)采取渐变模式，小班试点，逐步提高计算思维在教学中的影响力。在教学过程中，要求个别院系班级首先尝试进行教学实践，然后将体会和经验进行推广。

2.教学内容制订具有启发性和探索性

“大学计算机基础”课程的很多内容都对计算思维提供了很好的诠释和生动的案例。在教学内容的组织上，按照教学大纲，首先归纳出知识单元，然后梳理出知识单元中所涉及的计算思维，要求教师改变传统单程知识讲述的教学方法。在传授知识的过程中，引出思考点，将知识传授转变为基于知识的思维传授，讲授可见的、可以实现的思维，突显计算思维能力的引导。

学习目标是教学内容设计和实施的出发点和落脚点，对课堂教学的顺利运行具有主导与控制作用，教学大纲则是教学内容设计的主要依据。因此，在教学设计过程中，教师要引导学生对问题进行抽象、分析，掌握所涉及的计算原理，通过抽象与自动化，使学生形成问题求解的思路。特别是要设计好师生互动环节，给学生提出问题的机会。然后还要善于引导学生积极有效地思考、讨论，给予学生充足的时间，鼓励学生积极回答，探索问题的求解方法。教师必须事先精心设计每堂课教学内容，重点要放在培养学生的思维能力上。

如讲授计算机系统组成时，介绍图灵机模型思想；讲授操作系统时，介绍进程控制、存储管理等引出的思维；讲授计算机网络时，介绍协议、约定引出的思维；讲授数据模型时，介绍关系引出的思维；讲授信息安全时，介绍验证码的产生和它引出的思维。同时，教师在授课过程中，还向学生介绍思维导图的工具，引导学生在学习中注意知识归纳和总结。

3.实验内容设计具有趣味性和综合性

传统教学策略在设计实验内容时，更多的是增加学生的感性认识和上机实验能力，缺少趣味性和综合性，忽视了计算思维能力的培养。由于大学生对新鲜事物好奇，有着丰富的想象力，因此，好的实验内容设计，要尽量趣味化，贴近生活，给学生留出创新思维的空间，强调问题抽象、求解思路和形式化描述。

在实验内容设计时，除要求学生完成一般基本的题目，还适当给出一些综合性的题目，要求学有余力的学生完成，并给予适当的指导。同时，网上学习中心平台还给出相关计算思维的文章和学习资料，要求学生在学习之余阅读，并提交学习的体会。

4.教学资源建设具有开放性和共享性

随着信息技术尤其是网络技术的不断发展和成熟，大学生除了在图书馆、阅览室等处学习之外，还迫切需要更为开放的资源环境。因此，如何将分散、无序、富于多样性的各种教学资源整合起来，建立便于检索、内容丰富、门类齐全的教学资源库，为教师的教与学生的学提供丰富可靠的信息资源支持，成为推动信息技术走进课堂、服务教学的关键。

教学资源建设所要解决的一个本质问题，就是如何为学习者提供全面的支持服务，建立起科学的学习支持服务体系。开放式教育是一个全新的教育领域，学习支持服务系统的建设为学生的个性化学习带来可能，运用计算思维的关注点分离方法，化繁为简，合理筛选资源信息，充分发挥教师的指导和调控作用，建立教与学之间的信息沟通渠道。

在教学过程中我们通过网上学习中心、教学资源共享平台、精品课程平台等，提供课程的教学资源，并具有很好的开放性和实用性。学生在学习中遇到问题，可以很方便地访问这些共享的资源解决学习中的问题，提高学习的效率。还可以与教师探讨其他知识的拓展和扩充，满足个性化培养的目标。教师可以利用这些平台，为学生提供丰富的辅助教学资源。

5.课程考核标准具有基础性和实用性

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计算机学科是最近几十年发展起来的一门学科，并且已经广泛应用到各个领域。计算机学科包括科学和技术两方面。计算机科学侧重于研究现象揭示规律。计算机技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行处理的方法和技术手段。计算机学科主要分为三个大的研究方向：计算机系统结构、计算机应用、计算机软件与理论。每个研究方向又可以划分为若干个子方向，而在每个子方向专业研究中，都不是单纯的计算机专业知识的累积，都有和其他专业领域存在交叉的地方。诸如计算机系统结构中的指令及并行处理（ILP）体系结果的理论与技术，不仅跟指令设计有关，还跟处理器有关；而计算机应用领域中的各个子方向更是涉及广泛的其他专业的知识，特别是信息管理系统，这是一个各个领域都使用的管理软件的统称。开发适用于某个领域的信息管理系统，不仅要熟悉开发系统所用到的编程语言和管理平台，也要熟悉其应用领域的专业知识。由此可见，在计算机专业的教学中，不管是哪个研究方向，都要学习其他专业的知识。

2综合思维能力的概念

计算机学科包罗万象的特点决定了在教学中，教师除了需要涉猎本专业的知识以外，也要学习其他专业的知识，学生在学习的过程中，同样如此。因此，在教学过程中，除了知识技术的传授之外，注重学生综合思维能力的培养是非常必要的。作为一种思维方式，综合思维是把某一事物的某些要素分离出来，组接到另一事物或事物的某些要素上的创造性、创新性思维的过程。综合，不是与分析相对的，不是分析基础上认识第二阶段的综合，而是掌握系统、整体及其结构层次上的综合，有着更高层次的认识基点。综合思维方式的对象是外在客观事物，综合思维把外在客观事物看做多种要素相互联系、相互作用的有机整体。是多角度、多途径的想象组合。在综合基础上的分析，即从综合到综合分析，才是认识的制高点。因此，综合思维把相关事物的整体作为认识的前提和起点，对事物的整体进行分析以达到对事物整体的把握。综合思维中的分析是综合的分析，以综合为认识的起点，并以综合作为认识的归属，是“综合-综合分析-新的综合”的思维逻辑。对于科学技术日新月异的今天，边缘性学科和交叉性学科不断发展，人们逐渐认识到解决问题不单单是需要某个专业领域里精深的专业知识，更需要广博的知识视野，能够把不同学科的知识进行综合分析并解决问题的能力。

3综合思维能力的培养

培养学生的思维能力是任何阶段和任何专业教学的重要目标之一，在计算机专业教学中更是重要。教师在授课的时候，要善于根据课堂的内容，穿来本专业其他课程的知识或者是其他专业的知识，并能说明和本堂课内容的联系，以此来引导学生思考。下面，通过具体实例来进行说明。在计算机应用技术中，多数专业都会开设C语言程序设计、数据结构、数据库等基础专业课，C语言是一门面向结构的基础编程语言，其中关于数据类型的定义和应用是本门课的重要内容，而这部分内容会延续到数据结构中，在数据结构这门课中着重介绍数据类型的分类以及算法的基本思想。C语言中有数组的介绍，到了数据结构中依然有数组的内容，只是把数组的内容更加拓宽和延伸，从而形成顺序表的概念，顺序表是同种数据类型的组合，而不同种数据类型组合成的数据就是结构体。通过这种分析，使得学生掌握数据类型的真正含义，数据类型不仅仅是单纯的几种数据，而是存在着不同的关系，根据关系的不同进行数据类型的划分。把C语言程序设计和数据结构这两门基础课的内涵挖掘出来，并找出这两门课的联系和共同点，把零散的知识点形成线，这就是综合的体现。到了后续课程中，会有数据库的介绍。数据库是按一定的数据模型组织，长期存放在某种存储介质上的一组具有较小数据冗余度和较高的数据独立性、安全性与完整性，并可为各种用户所共享的相关数据集合。从对数据库的定义中可以看出，数据库和数据结构之间存在着密切的联系，因为数据库中存放的数据是按照一定的数据模型组织的，这种组织方式就是不同数据类型的排列，数据库就是数据类型的具体应用。到此为止，知识点就由一条线逐渐拓展为两条线。随着后续课程的深入，教师在讲授的时候，不时地把相关专业知识渗透进来，知识点就会形成网络结构。学生的综合分析能力也会不知不觉中得到培养和训练。在讲数据库的设计的时候，数据库设计分为系统需求分析、系统概念设计、系统逻辑和系统物理设计几个阶段。需求分析阶段需要确定系统的功能需求、数据需求和性能需求；概念设计阶段则是把现实世界的数据描述转换为信息世界的数据描述，确定系统中实体的描述方式以及实体之间的联系；逻辑设计阶段则是根据概念设计阶段的内容设计数据库的逻辑结构，即在机器世界中的表达方式和实现方法，在逻辑设计阶段需要确定具有较高独立性和较小冗余度的数据模型。物理设计阶段则是给逻辑阶段确定的数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，并对物理结构进行评价。数据库设计的几个阶段，在其他专业领域中同样适用。在讲授这部分内容的时候，可以介绍其他专业的知识。以建筑业为例来进行说明，是一个非常形象的类比。建筑业的第一个阶段是市场调查，对应的是数据库设计中的系统需求分析阶段，需要确定市场供需；接下来是图纸的设计，对应着数据库设计中的概念设计和物理设计阶段，根据图纸施工和完工后的验收则对应数据库的物理设计阶段。由此可见，数据库设计阶段的思维方式，在其他领域同样适用。通过引入其他专业的内容，引导学生能把本专业的内容转移到其他专业，把不相关的事物联系起来，从而培养整体上进行思考的能力，达到新的综合阶段。上述例子是从传授知识的角度来讲授综合思维能力培养的，作为一名教师，除了传授知识，培养学生的思维能力之外，进行育人教育，教育学生热爱民族的传统文化也是主要目标之一。在讲二进制的时候，可以介绍二进制的来源，二进制是外国人莱布尼兹发现的，但是莱布尼兹发现二进制的来源是中国的易经——“太极生两仪，两仪生四象”。一个只有几十年历史的现代学科，其基础确是有着几千年渊源的易经。通过二进制来源的介绍，引发学生对传统文化的思考。数据结构中关于树这一章节的内容，可以把树拓展为一个家庭，每个结点就是家庭中的一个成员，这种介绍方式不仅可以把枯燥的内容形象化，使学生明白树这种数据结构的应用，还可以通过数的遍历，介绍家庭的伦理观，培养学生尊老爱幼的情感。

4小结

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关键词：计算机教学；学生计算思维；培养策略

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）01-0185-02

从现有状态看，计算机授课涵盖着单一的内涵，停留于表层。与此同时，拟定了滞后的模式及思路，也缺失可依循的最佳教材。实际上，计算机科目有着更高的灵活特性，依循设定好的逻辑路径来培育思维，拓展多样的计算思维。学科有着抽象的表征，要变更不适宜的认知，创设思维导向之下的新教学[1]。计算思维应被融汇于实践，采纳了发散式，培育可得的成效将会更为优良。

1 解析计算思维

在2006年，周以真创设了计算思维特有的新内涵。具体而言，计算思维涵盖了计算机关涉的科目概念，依托这样的概念着手予以寻求解答、创设某一体系，从根本上辨析了多样的平日行为。这种思维融汇了更广范畴的多样思维。从本源视角看，计算思维协助人们探寻了最适宜的某一解答，是必备的技能，它有着自动及抽象的特性。解析这样的深层内涵，把它融汇于日常流程的授课。这样做，培育了更优的学科认知，辨析现有的某一疑难而后去解决。培育计算思维，是教学拟定出来的长期要点，是复杂的教学任务。

计算思维侧重去辨识问题、想办法去化解，借助于科学思路。这种思维有着综合的优势，抽象可得它的根本内涵。然而，计算思维不可被凝练为预设的程序，它应是灵活的，个体都可接纳这样的思路。采纳基础教学，培育出更为持久的逻辑思路，增添抽象类的新思维[2]。编程授课更应注重这样的认知，逐渐去培育思路。

2 现有教学的弊病

2.1 认知的根基偏弱

计算机现有的平日授课仍停留于浅层，没能巩固这样的科目根基。现有的状态下，基础授课涵盖着单一的操作解析、办公类的常见软件。这样的基础上，添加了较少的编程类常识。这种状态没能吻合进展之中的信息水准，教学显出了偏差。学生没能明晰最完备的科目体系。学生渴求接纳新颖的认知，希望增添现有的课堂趣味。从总体视角看，构建起来的授课体系缺失了完备性，现有内涵仍旧单调。没能深入去解析，很难培育出真正的计算思路。

2.2 没能替换旧的模式

现今时段内，基础教学仍存有偏多的漏洞，亟待着手予以改进。应试框架之下，授课依循的流程很单调，倾向机械灌输。学生只好被动去接纳，没能拥有主置。在日常课堂内，缺失了长时段的上机演练，理论没能被融汇于演练的若干细节。信息化态势下，旧模式凸显了单一的弊病，学生没能提起必备的认知热情，缺失了后续探析的必备兴趣。教学模式滞后，是现有授课之中的常见疑难，它压抑了潜藏的认知热情，很难培育出归结及抽象的技能，缺失了逻辑解析。受到课时约束，没能深入去解析设定好的侧重点，忽视选取的重点。对于综合素质，这是很不利的[3]。

2.3 缺失可用的成套教材

培育计算思维，不可脱离选出来的优良教材。虽然讲求了创新，也要依循教材拟定的概要架构来解析，拥有明晰的思路导向。然而，计算机基础可供应的现有教材倾向于枯燥，含有单一内容。在多样学科间，缺失了互通及延展的新思路，科目没能被融汇成整体。对于边缘知识，也没能真正去扩展。这就阻碍了应有的积极思维，没能真正去深入。从抽象视角看，学生很难辨识它的内涵。单纯侧重浅层，没能融会贯通，也很难依托教材来解析多类的难题。

2.4 师资现有的水准不佳

计算机教学应拥有高水准必备的师资。然而，现有师资没能接纳常态的科目培训，缺失优良的专业类水准。面对变更着的新颖科技，若没能丰富自身，很易遇有授课进展中的若干疑难。现存师资之中，仍旧依循旧式路径下的思维，体系也偏落后。从自身来看，没能归结得出完备的科目授课体系，意识也很薄弱。授课流程内很难去协助学生创设必备的思路框架。缺失优良的师资，阻碍着思路延展，干扰了塑造出来的灵活思路。化解这种疑难，要增设常规情形下的培训，提升师资素养，这样创设的师资才会吻合现有需求。

2.5 习惯于忽视操作

应试压力之下，师生倾向去应对测试，忽视了本源的技能。受到应试干扰，即便增设了日常课堂必备的上机，也侧重去演练大纲拟定好的流程，很难自主去创新。学生习惯去依赖，排斥创新操作[4]。上机流程内的操作有着偏重的应试倾向，师生缺失了互通信息、沟通彼此的思路，授课氛围很压抑。

3 摸索适宜的培育策略

3.1 增设灵活的新颖内容

拟定授课必备的内容，增添新颖的、灵活的内容，这样构建起来的新颖课堂才更便于探析，拥有了启发性。重设课内的现有内容，依循设定的大纲路径。归结并重设细化的多单元，若某一单元涵盖着运算类的内涵则要侧重去解析。不可依循旧式框架内的单一流程来解析，日常讲授要拥有启示性，注重去引发思索。传递过来的新知应被变更为可见的新思路，疏导计算思维。设计各时段的授课，要添加多样的彼此互动，重设搭配着的中间流程。要鼓励学生去质疑，注重课内的主置。班内学生可被分成细化的学习组，增添组内的探析。共同寻找出可用的化解思路。精心布设内涵，侧重去延展思路。

例如：在解析C语言特有的编程流程时，要考虑认知的潜在心态。这是由于，C语言有着枯燥及单调的特性，讲解倾向于单调。要解析编程步骤，可添加灵活的多样案例。分步解析运算之中的疑难，随时去搜集反馈得出的信息。唯有这样，学生才能紧跟预设的授课思路，归结并获取编程范畴的一切要点。要规避片面解析的弊病，筛选的案例应能指引从浅入深这样的运算思路。

3.2 形象化的配套实验

侧重培育综合思路，要增设课内搭配的上机实验，培育出形象化特有的新认识。面对教材给出来的抽象机理，要搭配形象实验。学生拥有着厚重的好奇感，也富于想象力。改变不适宜的思维，计算思路要添加创新。预设的多样实验应能贴常，活跃课内的趣味氛围。经历了实验后，学生将不再会畏惧原本抽象的某一难题，逐步去寻找解答，表述出来的流程更为形象[5]。借助于互联网，课余时段可上网去学习。强调交流彼此，增添综合的认知。

例如：计算机科目涵盖多样的运算，遇有枯燥的这类计算，可创设几何模型，把抽象路径的运算替换成认知必备的模型。基础教学紧密关联着离散数学、几何之中的多样图例、相关联的图论。若能举一反三，变更现有的科目思维，就会凝练得出新颖的发散思路。发散状态下的新思路延展了运算的视野，也归结了珍贵的运算经验。

3.3 依循设定的新导向

变更培养依循的理念，预设了新的科目导向。新导向可被设定成计算思路，注重了消化及后续的解析。潜移默化之中，它指引师生去重设模式，选出最适宜自身的计算指向。应当明晰的是：计算思维也不可缺失模式，创设思路及搭配的模式，变更传统流程内的单调解析。备课时，可依托导图来整理并归结这一课节，增设关联的问题，回溯它关涉的若干知识。思维导向也可拟定折中的新思路，凸显多样知识潜藏的彼此关联。

例如：在解析存储器特有的常识时，即可设定导图。这样创设了导图，密切关联了处理器、磁盘必备的存储器、虚拟的内存等。导图表征着可获取的运算总容量，依循了折中这样的思路。若要设定编码，二进制编码可分成0及1。这类编码含有编排好的数值、汉字类的字符、黑白及对应的彩色图形，还可以含有视频。导向图协助创设了更完备的体系，理顺了认知思路。归结并侧重演绎，显示了指引价值。

3.4 密切关联上机

计算机基础关联着本专业，它也紧密衔接着其他科目，文理科都不可缺失这样的科目根基。探析基础教学，要搭配着课余时段的辅助指引。课内解析某一理论，还要配有后续的上机。唯有注重培育上机必要的技能，才可真正去获取提升。全面去掌握本源的理论，上机更能明晰它关涉的操作，贴近了日常细节。这样做，也可引发更厚重的认知兴趣，创设愉悦及轻松的上机氛围[6]。

依托于校内网，互通并分享了可获取的一切资源。这就便利了后续的上机，获取了互通信息的成效。在校园范畴以内，伴随网络的延展，师生即可互通彼此的上机体会，分享珍贵的经验。校园网预设了各时段的上机规划，供应了亲手去操作的珍贵机会。对于讲解之中的某些疑难，借助上机来大胆操作，这也加深了固有的印象。

4 应注重的事项

计算机基础拥有明晰的逻辑，科目也十分抽象。传授这样的科目，应能把归结得出的根本机理变成实践，凝练可得必备的表述符号、表述的语言等。锻炼科目思维，尤为注重科目架构内的计算。面对偏繁杂的计算流程，学生常常觉得很难去下手化解，由此带来了畏难。可尝试新颖的回归教学，授课更应贴常的细微生活，以便调动兴趣。这是因为，计算机关涉的根本机理都来源平日生活；唯有回归到根基，依循渐进的路径来着手探究，才会消解潜在的畏惧。

教师被看成指引者，在授课之中显示了必要价值。由此可见，教师是否拥有最佳的素质，直接关联着教学可得的实效。要增添教师必备的胜任水准、提升教师素质，可添加日常的配套培训。在年度时段内，要定时去考核教师，考核得出的分值要挂钩于可获取的绩效等。增添搭配的培训，不可急于去培育成熟的这种思路，而要耐心去化解难题[7]。应当鼓励质疑，即便学生提出了偏差的某种计算思路也应予以肯定。这就协助学生确认了信心，更好地培育思路。培养计算思维也不可缺失更适宜的课内考核。既往考核常常侧重原理，没能设定有着综合性的题目。对于此，考核也要添加更开放的综合题目，测查整体的思路。

5 结语

计算机授课流程内，设计可得最适宜的程序，培育了计算思维。现有实践可表明：计算思维可日渐养成，它要被涵盖在多重的环节之中，融汇于教学中。养成计算思维，解析了计算机搭配的实现机制、相关的约束等。这样做，提升了原有的认知层次，创设新颖的思路来妥善化解疑难[8]。提升信息素质，面对设定出来的疑难自主去摸索化解途径，计算思维协助师生去解析深层的科目内涵。

参考文献：

[1] 洪刚. 计算机基础教学中学生计算思维能力的培养[J]. 大学教育， 2014（18）.

[2] 吴尚. 培养计算思维的计算机网络教学改革探析[J]. 电子制作， 2014（21）.

[3] 陈露. 培养计算机基础教学中计算思维的举措探讨[J]. 才智， 2015（7）.

[4] 范银平. 计算机基础教学中学生计算思维的培养与提高[J]. 统计与管理， 2015（5）.

[5] 高为民. 卓越计划背景下以计算思维培养为导向的计算机公共课教学改革研究[J]. 电脑与电信， 2015（3）.

[6] 肖广德， 高丹阳. 计算思维的培养：高中信息技术课程的新选择[J]. 现代教育技术， 2015（7）.

篇5

关键词：计算机基础教学；计算思维；医学生；医学计算机应用

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）16-3846-02

Abstract： Cultivation of computational thinking ability is the hot topics of current basic computer teaching and Research in Universities . This article focus on how to cultivate the ability computational thinking of medical students，in order to improve medical information technology as the core.To further enhance the ability of computer problem-solving skills and lifelong learning of medical students，several practical experiences have been explored from basic computer course system， teaching content and methods design of medical computer applications.

Key words： computer based teaching； computational thinking； medical students； Medical Computer Applications

我国的计算机基础教学经历了30多年的发展历程，并已成为高校重要的基础课程。在此期间，教育部高教司先后于1997年和2004年分别构建了计算机基础教学3个层次的课程体系结构与“1+X”课程方案。回顾这两次重要改革，无疑给计算机基础教学产生了深远影响，然而，随着计算机技术的迅速发展、高校交叉学科的兴起和社会对计算机应用能力的要求不断提高，对计算机基础课程教学也不断提出新的要求。

1 计算思维

近年来，计算思维的培养已成为国际和国内研究的热点，计算思维能力将成为21世纪每个人的基本能力。2010年《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》的核心要点也强调“需要把培养学生的‘计算思维’能力作为计算机基础教学的核心任务”[1]。

1.1 计算思维的提出

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《Communications of the ACM》杂志上给出并定义了计算思维（Computational Thinking，CT）：CT是运用计算的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的一种方法。它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，都必须具备的思维能力[2]。

1.2 计算思维的核心要素

教育部高等学校计算机基础课程教指委提出了大学计算机基础教学四个方面的能力培养目标：①对计算机的认知能力；②应用计算机解决问题的能力；③基于网络的学习能力；④信息社会终身学习能力[3]。不难看出，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。其中“对计算机的认知能力”和“应用计算机解决问题的能力”这两方面的能力恰好反映了计算思维的两个核心要素：计算环境和问题求解。陈国良院士及国内的一些专家在计算思维能力培养方面做了很多有益的研究和探讨。因此，计算机基础课程的培养目标，应该在课程原有培养目标的基础上，根据学生的相应专业，将计算思维与专业应用进行有机融合，计算机基础课程不应仅停留在介绍计算机学科本身，而应从更高的角度挖掘其在专业领域的关键应用，展现计算机学科的思维方式，培养当代大学生使用计算机解决和处理工作过程中问题的思维和能力，提升大学生的综合素质，强化创新实践能力。

2 医学生计算思维能力的培养

计算思维能力的培养涉及计算机基础教学的核心知识内容。计算机基础教学不仅要培养医学生对计算环境的认识，还应该培养医学生掌握在计算环境下的问题求解方法，这是培养医学生应用计算机技术创新性地解决医学问题能力的重要基础。

2.1 医学院校计算机基础课程体系设计

基于计算思维能力培养的教学改革目标，针对医学院校的特点，我们初步设计了如下培养医学生计算思维能力的计算机基础课程体系结构，如图1所示。

该体系结构分为三个层次，第一层是知识层，明确了医学生应具备与岗位相关的计算机知识，分为八个方面，包括：医学计算机应用、医学数据库技术等模块组成；第二层为能力层，即知识层对应的能力目标，由医学信息综合处理能力、医学数据库应用能力等对应能力组成；第三层为核心层，即知识层和能力层的最终目标是使医学生具备适应社会需求的医学信息技术。

2.2 医学计算机基础课程开设

在目前绝大多数高校计算机基础课程课时被压缩的情况下，有选择性地开设上述课程。对应于知识层的“医学计算机应用”和“医学数据库技术”设定为必修课，其余设定为选修课。在选修课的开设过程中，根据专业不同各有侧重，如医学影像专业可以开设医学图像处理技术、医学多媒体应用等相应课程。

2.3 医学计算机应用课程教学设计

医学计算机应用课程的主要内容包括：计算机基础知识、Windows操作系统、网络与Internet应用、Office软件（Word、Excel、PowerPoint）和医学信息系统基础。我们在教学中紧密结合新医改形势下对医学信息技术的需求，运用计算思维强化对医学生IT实用技能、创新能力、自主学习能力、团队合作精神的培养。精心设计案例和综合拓展性实验，激发学生的学习兴趣，提升其医学信息技术的水平和应用能力。下面以医学计算机应用课程为例，介绍具体做法。

1）在Word软件的教学中，老师先展示一个精心设计与医学知识相关的样本文档，先精讲其制作，后布置综合性拓展实验。要求以专业知识为主题，制作一个包括目录、图片、表格等元素、长度不少于3页的文档，要求内容完整，并融入Word多种排版技巧。在下一次课上一一展示，全班同学参与评分，评分项目包括文档内容、文档版面设计、素材运用、设置技巧等。学生将自己的专业思想以word作品的形式表现出来，用计算机实现了手工书写和作图的过程。这对于学生尤其是非计算机专业的学生，更好地理解和掌握计算机的工作原理和“计算”概念的抽象性做了进一步的铺垫。而且为以后毕业论文的撰写、毕业推荐表的制作打下良好的基础。

2）excel软件的教学与上述方法类似，我们选取我校附属医院住院部内科病人产生费用的真实数据，包括对病人数随年度和季节的变化、疾病的季节性变化、疾病与费用的关系等进行数据挖掘与分析，要求以图表、表格等多种形式展现出分析结果，以小组为单位共同完成（4-5人为一小组）。以上教学方法的运用，提高学生对excel软件的综合应用能力和对数据的洞察力。

3）PowerPoint演示文稿可以被认为是由基本元素，包括文字、图片、动画和声音等构成。因此制作一个演示文稿需要实现这些基本元素的控制、组合与出现次序的机制，这个机制就是“程序”。在幻灯片制作的过程中，学生的“程序”思维能力得到了很好的训练。在其教学环节，同样以小组为单位，以某专业知识为主题，编制具有知识性、趣味性、交互性的演示文稿，页面不得少于5页，每组选派一个代表将其作品进行陈述。以上方法的应用，进一步提升学生的团队合作意识、表达能力和自主学习能力。

4）在医学信息系统章节内容的学习完成后，要求学生自己设定研究主题与方向，包括电子病历、医学影像系统PACS等相关内容，指导学生运用网络与信息处理技术检索、下载、分析和综合相关资料，并撰写相关方面的综述性论文。同时鼓励并协助学生将优秀论文投稿到杂志社发表。

通过以上四个综合性拓展实验的设计，将医学知识与计算机技能有机结合在一起，充分体现了计算机技术在专业方面的应用，满足了医学生计算机岗位技能培养的需要。在基于计算思维的自主学习模式下，学生能够充分发挥其学习的主动性，极大地提高了创新能力和解决问题的能力。

2.4 网络自主学习平台设计

为了强化软件操作技能，我们建立了基于校园网的医学计算机应用自主学习平台，该平台将软件分为某些知识技能点，如字体设置、段落设置等，教师可以随时查看学生完成知识点的情况。同时，为了缩短学生的临床适应期，在同一服务器上安装我校附属医院的医院信息系统，并设计了某病患就诊流程拓展实验，由学生完成从病人入院到出院的具体就诊流程，使学生对医院信息系统的整体框架和医院的管理有了更真实的体验。

以培养医学生计算思维能力为主导组织教学，不仅能提高学生的学习效率，掌握如何利用计算机技术解决其医学专业问题、提高解决问题的能力和创新能力，同时也为终身学习能力打下坚实的基础。当然，医学生计算思维能力的培养不能只靠一门课程就能达到理想的教学效果，一方面应设计完整的计算机基础课程体系，在教学方法和教学内容上进行精心设计；另一方面，拓宽教师的专业口径、提升教师的教学能力，才能从计算思维的高度进行学生综合能力的有效培养。在计算机基础教学中培养医学生的计算思维能力尚处于摸索阶段，需要我们教育工作者的不断探索与实践。

参考文献：

[1] 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―《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学，2010（9）：5-9.

篇6

我们正处于信息爆炸的时代，计算机技术的飞速发展日新月异，这对计算机专业的教师提出了新的挑战，计算机方面的知识需要不断更新，计算机教学如果只停留在传授知识而不在学生创造性思维上进行培养，那么学生很难主动地进行知识的更新和提高，学到的知识很容易被淘汰，因此，我们要做到专而广，指导学生多角度、多侧面地去思索、去实践。不断学习新的教育思想和理论，大胆改革教学方法，及时捕捉学生思维的脉博，激活学生思维的广阔性、创造性，把创造性的教育思想渗透到计算机教学中，使计算机课堂教学充满创新的活力。

一、营造民主氛围，激发创新热情

学生是教育的主体，教师是学生素质发展的服务者，学生创新精神的树立，创新意识的形成，只靠教师是难以办到的，应该让学生感受、理解知识的发展过程，在计算机教学中，营造民主的氛围，积极实行启发式和讨论式的教学，激发学生独立思考和创新意识，培养学生收集信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力，以及团结协作和社会活动的能力，变学生由“学会”转向“会学”再到“创造性地学”，变由教师“教”转向学生主动地“学”与“创”，把“师道尊严”的师生关系变为“教学相长”的朋友关系，努力为学生创造一个宽松、和谐、民主的学习氛围，给学生提供足够的独立学习、思考和自主实践的时间和空间，如在上每节课时，教师的精讲点拨时间不超过30分钟，课堂以学生的活动为主，尊重学生，树立为学生服务的思想，相信学生是愿意学好的。教师应切实做到凡学生能看懂的不教，凡学生自己能学会的不教，凡学生自己能做的不做，凡学生能说的不说。善于使学生处于“想求明白而不得，想说出来却不能”的渴求状态，引导他们去探索、去发现，使他们成为知识形成的“参与者”和“发现者”。而教师应在对教材做仔细分析研究的基础上，适时把学生置于“问题”环境中，引导、启发学生去质疑，对于学生的问题，教师不必急于讲解，而是启发他们带着问题去研读教材，去讨论、分析、研究，教师只做指导者，对学生不正确或不完善的地方，教师根据“错误”之所在，提出补充意见，点拨学生深入思考，在这样民主的情境里，学生的思维可以任意驰骋，个人创见可以充分发表，课堂的活力也可得以充分焕发。

二、巧用“讨论式”教学，培养创造性思维

组织课堂讨论是启迪学生思维，丰富学生想象，激发学生主动性的重要方式，学生在讨论中不受约束，因此能大胆发言，思维活跃。在教学过程中，教师要提前精心设计问题，选择有代表性的问题让学生讨论，学生在讨论的同时，体现出自己的创新思想，在这种生动活泼、兴趣盎然的状态中学习，主体性会得到充分展示。如在讲计算机的硬件结构时，大部分老师都是从理论上介绍一下计算机五大组成部分的原理和构造，造成学生对计算机只能形成一个模糊的认识，对计算机各部分的配置不甚明了，而如果课前让学生去想象一个加工厂，然后让学生讨论，思考计算机的五大部件与各职能部门的联系，则学生不但会对计算机的五大部分有有深刻的印象，而且还会对它们的主要功能有一定的理性认识，效果会更加显著。

在教学中教师不要把一个现成的结论塞给学生，而是引导学生抓住一个焦点问题引发讨论，然后在不断肯定或否定的过程中，明确认识，让学生在由发散到集中的认知过程中，经历一个自悟、自得的创新过程。

三、加强实践教学，挖掘创新潜能

美国教育家彼得·克莱恩说:“学习的三大要素是接触、综合分析、实际参与。学生动手实践就是把通过感知、思维、记忆获得的知识运用到实践中去，以形成相应的技能、技巧。掌握知识的目的在于应用，运用知识也是一个提高分析问题、解决问题能力的过程，在实践活动中运用知识，也是学习知识，而且是创新的必要途径。知识越用飞跃越快，上升也越高，在实践中学知识，易于遇到新情况，产生新问题，学生遇到棘手的问题，他们会开动脑筋，从多方面寻找解决问题的突破口，这其实也是创新的过程。如在教学生用Frontpage学习《网页制作》时，教师可以用相关的命令和方法先制作出一份功能较全面的样品，并将其主要功能演示给学生看，激发学生的求知欲，然后让学生自己构思一份网页，学生会带着一大堆疑问，学完主要命令，搜集资料，按自己的思路去进行设计，教师可适时用一些要求，创设一些疑问，让学生自行解决，在不断的锻炼中，学生的设计水平会不断提高，会有很大的成功感，同时创新潜力也会得到充分挖掘。

在以往的教学中往往大量灌输知识性的内容，而忽略了对学生创造性思维的培养，当然学生在解题、写作、绘画等尝试中有时也能体会到创新的愉悦，但这一切都不及程序设计所体现的有别于常规思维的创造性和成就感，例如程序设计有别于常规思维，是由于在程序设计中大量摒弃了以往数学教学中所形成的常规思维模式，比如在累加程序的大量赋值语句中所使用了S＝S＋1这一数学中无法成立的式子，以及经常使用的分治策略、最优策略和穷举策略都打破了以往的数学常规，极具新鲜感，能大大地激发学生的创新欲望。

篇7

关键词：中学；计算机教学；创造性思维；培养

中图分类号：G633.67 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2015）10-0318-01

随着时代的进步，社会的发展速度也逐渐加快，在中学计算机教学中，培养学生的创造性思维，不仅能使学生灵活运用自己所学的知识，并将知识创造出一种新的方法和观念，也能使学生加强自己的计算机水平。创造性思维作为人类思维的最高级阶段，需要学生在长时间的积累和不断学习中逐步形成，因此，在中学计算机教学中，教师需要结合教材、精选内容，采用多样化的教学方式和手段，才能达到培养学生创造性思维的目的。

1.精选教材内容

1.1 结合教材内容。教材作为中学计算机教学的重要辅助工具，能够为学生构建自己的知识结构，教师在计算机教学过程中，首先应结合教材内容，根据学生的学习能力和认知水平，选择实用性强、可操作性强的教学内容，其次要结合学生的年龄特征、性格特点，选择新颖的计算机教程及软件，最后要结合学生的实际生活，在原有教材的基础上，增加一些适合本地计算机教学的内容。

1.2 引导学生学习。在开展中学计算机教学的过程中，教师应将教学的重心放在学生学习方法和策略的独特性上，要引导学生从不同的角度思考问题，利用课余时间多学习与计算机有关的知识。另外，教师可以为学生多介绍一些计算机界的最新动态，让学生对计算机的了解能够及时更新和更加深入，如为学生介绍北京泡泡信息技术有限公司的首席执行官李想的创业历程，启发学生的见贤思齐的心理思想。同时，教师还可以利用教师内的黑板报，定期为学生选择一些与计算机行业有关的技术会内容，或是软件会内容，让学生能够增长计算机方面的知识。

1.3 补充教学知识。虽然中学计算机教材内容已经足够丰富，但是教师还应该适当为学生补充一些不流行，、不时尚，却对学生学习有帮助的知识，如DOS中的基本命令，尽管看起来这种命令学习起来较为枯燥、乏味，但在教学过程中，当学生看到只需要用键盘输入相关命令就能够完成一系列工作时，会产生极大的好奇心，继而主动参与计算机学习，且这种补充的知识，要比单纯讲解计算机发展史更有利于培养学生的创造性思维。

2.改进教学方式

2.1 精讲多练。精讲是指教师在教学中，对于学生能够自行理解的知识要少讲，对于一些计算机的理论概念等要针对性的讲解，抓住教材内容的核心部分，让学生掌握知识要领即可。多练是指教师在教学中，应多开展实践操作活动，让学生在练习中掌握计算机操作的基本要领和技巧，以此培养学生自主学习和创造性思维的能力。

2.2 组建学习兴趣小组。组建学习兴趣小组，让学生在小组活动中，多加使用各类计算机相关软件，并通过实践操作，解决计算机问题，提高自身的计算机操作水平。

2.3 激发学生发散性思维。在中学计算机教学过程中，教师可以定期为学生增加一些没有固定答案的问题，让学生通过自主思考或合作学习，达到激发学生发散性思维的目的。

2.4 解决学生的问题。

在计算机课堂教学过程中，无论学生提出任何奇怪或是特别的问题，不管是不是符合计算机的规范操作，教师都应保持鼓励、肯定的态度，即使不回答学生的问题，也不能打击学生的自信心，始终要对学生提出问题的态度表示欣赏。

3.优化教学手段

3.1 运用现代化教育技术。

如今中学计算机教学已经越来越现代化，各种现代化教学设备逐渐被应用在中学计算机教学中，如电视、多媒体教学设备、计算机技术等，将计算机技术作为现代化教育技术的核心，以提高教学质量和效率为教学目标，促进学生的全面发展，达到培养学生创造性思维的目的。

3.2 以实践为主。学生创造性思维能力的培养，不仅要将教学内容与学生实际生活相结合，更需要在教学中，以实践为主、理论为辅，利用计算机的特性，选择趣味性的实践活动，让学生在学习中，锻炼思维，提高创造性。

3.3 学习与活动相结合。利用中学生好胜心强的心理特点，选择竞赛方式，将教学内容设计成赛题，并让学生通过竞赛的方式，锻炼自己的计算机操作能力，这样一来，不仅能够激发学生的学习兴趣，也能培养学生的创造性思维能力。

4.结语

综上所述，在中学计算机教学中培养学生的创造性思维，需要教师精选教材内容、改进教学方式、优化教学手段，以培养学生创造性思维为教学目标，在教学过程中，加入一些现代化的计算机教育技术，将教学内容与学生实际生活相结合，最终为信息社会提供创造型的计算机人才。

参考文献：

[1] 李蕾. 中学音乐欣赏教学与创造性思维培养研究[D].东北师范大学，2013.

[2] 杨峥. 中学化学教学中对学生创造性思维培养的研究[D].辽宁师范大学，2015.

篇8

关键词：计算机基础教学；创新思维；培养策略

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.124

0 前言

在社会科技高速发展带动下，计算机技术已经逐渐成为了人们日常学习、生活中不可或缺的一部分，而社会对人才的信息素养也提出了更高要求，很多工作的开展都涉及到计算机基础知识与技能的运用，而要想更出色的完成工作，仅凭借掌握的基础知识与技能也是远远不够的，这也充分体现了加强学生创新思维的培养的重要性。

1 树立全新的教育理念

在计算机基础教学中，教师应正确认识到不仅要进行相关知识的灌输与训练，还要注重认知的进一步发展。素质教育理念的推广，不论是教师教学热情，还是学生的学习积极性都得到了大幅度提升，而随着学生的全身心投入，其创新思维的培养与发展也得到了广泛重视。在此背景下，教师的权威不再建立于让学生被动、机械的接受计算机知识，而是要建立于学生综合能力的发展上。作为一名优秀的计算机教师，不仅要做好备课等工作，还应善于采用情景式、启发式等灵活多样的方法来将相关知识传授给学生，注重学生聪明才智的挖掘，进一步拓展其创新思维，以此来优化其知识结构，也在此过程中建立良好的师生关系，为今后教学活动的高效、顺利开展创造良好条件[1]。

2 培养学生问题意识

经过分析相关调查结果可知，对于现代高职生来讲，很少能够有学生积极主动地去思考教师提出的各项问题，钻研学业的热情也有待增强，自主学习能力普遍较低等情况也是普遍存在。这些问题的存在不仅会对学生综合能力的提升产生不利影响，也与制约其创新思维的发展，而这些现象存在的主要原因还是在于学生的问题意识不强，没有积极主动发现、解决问题的兴趣和欲望，因此，要想从整体上提高高中生的创新能力，可以先从问题意识的培养入手[2]。

强烈的问题意识作为创新思维的驱动力，不仅会促进学生为拓展解决问题而开展一系列思维活动，也能够在思考探究中逐渐形成轻松解决这些问题的正确思维方式，以此来进一步拓展、创新学生创新思维。比如：在开展程序设计课程中，在为学生介绍相应程序设计的代码时，为了培养学生形成更好的处理问题思维的能力，就可以在代a的关键处有意的设置一些包，鼓励学生以自主思考探究、小组讨论等形式来分析出产生问题的原因，以及破解问题的正确思路，在此过程中不断拓展学生创新思维。

3 构建良好教学情境

课堂教学过程不仅是学生学习知识、掌握技能的主要阵地，也应该是培养、发展学生创新思维的重要途径。在计算机基础教学中，为了全面调动学生学习热情，教师应结合授课内容与目标，联系实际生活，为学生构建更生动、形象的教学情境，以此来引导学生更积极主动地投入到课堂学习探究中。

比如：在讲解的文件夹管理的相关内容时，教师就可以突破传统授课理念与模式的局限，先让学生观察教师优盘中各文件夹的内容，其中有一些精美的图片，以及搞笑的视频，还有一些精简的重难点知识整理，这些内容都被教师井然有序的放置着，然后再告诉学生只有需要，这些东西大家都可以据为己有，在此基础上再进行相关基本操作的讲解，这样学生不仅会更认真的听，也能够获得更理想的授课效果。另外，在此过程中，还可以有意制造一些差错，让学生去发现和解决。又如：在讲解WORD排版的相关内容时，也可以在本版内组织排版竞赛，看哪位学生的排版设计更加精美，完成的速度更快，这样在全面激发学生学习热情、拓展学生创新思维的同时，也有助于学生观察力、想象力的培养。

4 积极开展第二课堂

在形式上，计算机课堂教学通常都是集体授课，教师很难顾及到每位学生的认知发展需求，从而经常会导致一些学生难以获得理想学习效果。而第二课堂的开展，不仅可以让一些未透彻理解、熟练掌握课堂知识的学生，或者是对自身提出更高要求的学生拓展出一个展示自己的空间与机会，通过第二课堂，也有助于突破传统课堂教学的局限性，学生可以结合自身认知水平选择自己更感兴趣的部分来进行深入探究，在此过程中，学生间也可以互相进行探讨、交流，进而使得每个学生都能够获得清晰、开阔的思路，而教师的主要职能则是引导、启发学生进行自主学习探究，进一步锻炼、发展其实践与创新能力[3]。另外，教师也可以通过第二课堂的开展指导学生开展计算机基础知识技能的竞赛，以此来增加师生、生生互动交流的基础，从整体上提高高职生的创新思维，优化其计算机知识结构。

5 结语

综上所述，创新思维的培养，不论是对高职教育的革新发展，还是对高中生的未来的就业发展来讲都具有重要意义。因此，在计算机基础教学中，其教师应不断加强探索研究，积累丰富的教学经验，针对学生不同阶段的认知发展需求，选择更适合的方法策略来培养、发展学生的创新思维。

参考文献：

[1]李可.计算机基础教学中培养高职学生创新思维的研究[J].黑龙江科技信息，2016（33）：211.

[2]刘述木，杨建，王仁明等.职校计算机教学中培养学生创新思维实践研究[J].亚太教育，2016（01）：153.

篇9

关键词：计算思维；通识教育；课程设置模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3554-03

近年来，计算思维（Computational Thinking）的培养成为国际和国内计算机专家和教育学者研究的热点。作为信息时代中的一种最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式和能力，计算思维的培养，在我国高校推行大类教学试点的今天，如何融入高校尤其是研究型高校的计算机通识教育课程体系，成为计算机教学工作者及高等教育课程体系制订者的研究重点课题之一。

1 计算思维概念的提出和研究现状

1.1计算思维的概念

计算思维是当前一个颇受关注的涉及计算机科学本质问题和未来走向的基础性概念。这一概念最早是由麻省理工学院（MIT）的 Seymour Papert 教授在 1996 年所提出的，随后将这一个概念提出到学术界视野并受到广泛关注的代表人物是美国国家自然基金会计算与信息科学工程部助理部长周以真教授（J M. Wing，Carnegie Mellon大学计算机科学系），其于 2006 年在Communications of the ACM（美国计算机权威期刊）上正式提出计算思维的定义，“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。” [1]，我国学者李国杰教授进一步指出：计算思维是一种有关于问题描述、问题建模和问题求解的科学思维能力。[2]周以真教授认为，计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像阅读、写字、做算术一样，成为人们最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式。犹如印刷出版促进3R（Reading，wRitting and Rithmetic）的普及，计算活动和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播[1]。这一概念一经提出，旋即引起国内外计算机界、哲学界及社会学界的广泛研究与探讨。

1.2国内外研究现状

当前，计算思维的一系列方法（递归、关注点分离、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复）在教学和培训中的应用研究正在各国逐步展开探索[3]。计算思维的理念在美国教育界得到了广泛支持，不仅有卡内基.梅隆大学的专题讨论，更有包括美国计算机协会（ACM）、美国国家计算机科学技术教师协会（CSTA）、美国数学研究所（AIM）等组织在内的众多团体的参与。美国国家科学基金会（NSF）重大基金资助计划 CDI中列出在软件工程课程中引入计算思维中的关注点分离等方法，及其在《图像处理》教学中的应用等研究[3]。

对计算思维的探讨也在英国的教育界持续升温，计算思维对哲学、物理、生物、医学、建筑、教育等各个不同的领域学科的影响是主要的研讨主题，英国计算机学会BCS（British Computer Society）组织了欧洲的专家学者对计算思维进行研讨并提出了欧洲的行动纲领[2]。

20世纪初，计算思维也进入我国学者的研究视野中.2008年，我国高等学校计算机教育研究会就科学思维与科学方法在计算机学科教学创新中的作用举办研讨会。会议以计算思维领域的研究以及它在科技创新与教育教学中的重要作用为主题，重点研讨如何将计算机课程与学科相结合，讲授计算思维方法。《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》（2010）中也将“把培养学生的‘计算思维’能力作为大学计算机基础教学的核心任务”作为结论性的要点提出[4]。

针对在高等教育阶段的计算思维培养，目前国内学者的一致观点是，计算思维是三大现代科学的基础思维精神和能力之一（另两个为数学、物理能力），是高等学校尤其是研究型大学学生在日常的学习、研究与将来的工作所必须的基本思维能力。在我国目前及将来的高等教育课程体系中，计算思维的培养是不可忽视的一个领域，是大学通识教育层面的重要部分。

笔者认为，大学计算机基础课程体系的改革，可以考虑从计算思维的培养这一角度入手，而不是简单的操作技能的训练，而是以提升素养、训练思维、培养能力作为课程培养目标，以基于学生和学校特点的多种不同形式存在于通识教育课程体系中。

2 国内大学计算机通识教育课程的现状

关于通识教育的涵义，国内外学者已有很多不同角度的阐释。从性质、目的、内容三个维度来界定，可以得出大多数国内外专家所认可的通识教育的涵义，“通识教育是针对所有大学生的非专业和非职业性的教育，是高等教育的重要组成部分；是一种关注人的全面和谐发展的文明教育和人性教育；其内容是一种广泛的涉及涵盖所有学科的基本的，一般性的知识及关于人的生活的各个领域的知识和技能的教育[5]”。同时，通识教育的内涵和内容也会随着社会的发展而变化，从而具备一定的时代特征。由此可以得出，随着人类社会进入信息化时代，计算能力成为作为社会人的生存基本必备能力，计算思维的培养也随之成为高校通识教育的重要内容。

谈到我国高校计算机通识教育的现状，就不能不先对目前高校通识教育课程的整体局面作出审视。当前我国大学通识课程多以公共课和选修课的面目出现，很多学校的通识教育基本上局限于教育部所规定的常规公共必修课，如大学英语、思想政治、大学计算机基础等，具备通识性质的课程偏少，课程的内容过于偏向应用型和专业化。虽然一些高校的培养方案里列出的通识课程总量上看似相当多，但是由于教务实际操作上的一些具体原因，如总学分中的必修和选修课程的限定比例、超出学分的课程收费等，所以能够真正让学生修习到的通识课程十分有限，同时课程体系内部承接性和逻辑性不强，同时在学生面对课程作出选择时也缺乏提供以必要的指导。不少学校对通识教育目标的理解尚不够深入，实施途径还比较单一，课程设置和讲授内容也不够合理。

总之，大部分高校包括相当数量的“985”和“211”研究型大学，具有明确教育理念和完整结构的通识教育课程体系还未形成。在这样的普遍对通识教育理念认识不足的环境中，高校计算机公共课程的内容和教学方式也存在相当的偏差，文化的内涵少，基础技能的内容多。课程主要局限于讲授计算机的基本概念以及常用/流行软件产品的使用。计算机公共课程更是仅限于软件操作训练式的“大学计算机基础”及程序设计类课程，计算思维的培养也就无从谈起。

3 美国大学通识教育课程开设的经验

通识教育是美国大学本科教育的核心和基础，有着悠久的开展历史。有无开设通识教育是美国大学在通过区域性认证组织认证时的必需条件，因此在美国通过认证的大学都设有通识教育课程。各大学要求学生需要修习的通识教育课程总量大约占到其本科阶段要修习的课程总量的1/3左右[6]，在本科教育中的重要地位可见一斑。尤其是众多研究型大学，均将通识教育课程的建设作为其本科教育的核心任务，并在长期的实践中形成了具有不同特色的通识教育课程体系模式。

以下简要介绍其中的三种主要模式：

3.1基于大类学科的模式

基于大类学科的模式是将通识教育课程整体按照传统教育意义上的大类学科来作出区分并分类组织课程，例如自然学科类、社会学科类、人文和艺术学科类等。具体操作时常有两种方式，第一类是自由模式，即完全任由学生按照兴趣在各学科类别的课程中自由选择，仅需满足学校所规定的各大类中必须修习的课程学分数即可；第二类是组合模式，即学校将每个大类学科间的不同课程进行合理搭配与组合后再提供给学生进行限制性选择。组合模式作为基于大类学科模式一种自我修正完善的版本，常常被美国高校采用，此模式能够有效解决自由模式的最为人所诟病的弊端，即学生在各大类间选课时的盲目性和无关联性，有助于实现学科大类中各个学科课程的关联和融合。

3.2基于知识与能力的模式

此种模式在课程设置时将通识培养计划中列出的基本能力和各能力所涉及的知识主题作为论据，而并不遵照传统的学科大类。例如，Harvard大学的作法是将审美能力、文化理解能力、实证数理能力、道德思考能力、认识生命和物质世界的能力作为培养目标[6]，将校本的通识教育课程分为8个大类，以供学生从每一类中选取一门课程。此种设置模式在操作层面具备相当大的难度，需要集合各学科领域的教师和专家，在对社会时代的大环境需求及学生的个人发展需求进行深入广泛的探讨的基础上总结归纳出需要培养的基本能力，并将相关各个学科的知识整合融入各个中心能力主题之中。

3.3兼顾模式

顾名思义，此模式混合了以上两种模式的特点，在校本通识教育课程的总体设置中兼顾大类学科和知识能力这两个维度。

分析美国“大学协会”中的59所大学的通识教育体系，采用混合模式的占有56%左右，基于大类学科模式和基于能力发展模式则各占22%。以上分析可以看出，美国研究型大学在通识教育的课程设置中注重人的能力和基本素质的培养，注重各学科主题的交叉融合、学科系统知识的连贯性及学科间视野的开阔启发性。这些经验对于我们推进通识教育课程体系改革，设计建设具有计算思维培养目标的计算机通识课程，具有相当大的借鉴意义。

4 基于计算思维培养的高校计算机通识教育课程设计要点

周以真教授认为，“计算思维是人类实现问题求解的一种途径，但决非要使人类像计算机那样思考。与计算机相比，人类富于创造力和想象力，使用计算设备，人们可以运用自己的智慧去解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题”[7]。计算思维的本质是抽象和自动化，是一种在信息社会中人人都需要具备的基本思维能力，就如同3R能力。以上的想法，清晰地说明了培养计算思维能力在当代教育中的重要意义和基本目的。

如何在高校通识教育课程设计中体现这种思维能力的培养，笔者认为，其核心是要转变对于通识教育的认识观念，从课程设置、教学内容、教学方法等不同层面角度上将计算思维融入教育过程中，潜移默化地培养学生的计算机文化素养，引导其自我建构计算机科学思维能力并自发地应用于学习和研究之中。

根据本文以上的多方面阐述分析和笔者多年从事大学计算机基础教学工作的经验，对未来高校的计算机通识教育课程设置，提出以下的几点，以供参考。

4.1实现“因类施教”

大类教学是我国高校总体课程体系改革的发展方向，在计算机通识教育课程设置中应顺应这种趋势。根据各大类（例如，文史类、艺体类、理学类、工程类）中不同学生特点和专业需要，在计算机教学内容选择上加以区别，实现“因类施教”。

4.2设置“层次递进”的立体多元课程组合

根据专业学科特点，以推荐选修的方式组合呈现具有逻辑承接性的层次递进的计算机类课程，避免学生自由选修的盲目性。在这方面，以华南师范大学为首的一些高校已进行了不少的先行探索，建立了计算机公共课“三层次”等不同的课程体系结构。

4.3结合专业背景实现计算知识与学科知识的交叉融合

注重各个学科与计算机通用理论体系的交叉性领域，在教学内容设计中注重与学科知识的融合，设计具有学科特点和综合性的实验训练内容。可以考虑吸收各专业学科中从事计算机相关研究的教师组成跨专业背景的教学团队，共同从事课程设计和教学。“通过实例教学，使学生了解计算机在不同学科领域的应用和问题解决时所涉及的计算方法与思想。这样一方面有利于学生熟悉计算机学科的普适思维方式，同时又通过面向本学科专业的应用案例的学习从而实现了对专业领域中计算机应用的感性认识和理解”[8]。

4.4 利用项目驱动或任务驱动教学模式，培养问题求解的抽象思维

在具体教学中如何组织和呈现相应的教学内容，使学生理解计算思维的基本方法，而不是简单的概念和知识的堆积？笔者认为，较为合适的教学过程应该围绕问题求解的基本过程，采用营造项目或任务驱动的教学环境，通过问题的引入，引导学生寻求解决问题的思路，构造问题的解决方法或实现方法，了解计算思维解决问题的一般步骤，理解计算在问题解决过程中所发挥的作用，拓展学生计算思维的意识与能力。以此提高学生运用计算机知识实现问题的抽象、进行问题求解和形式化描述的能力。

5 展望

作为现代科学三大思维能力，计算思维将是每个现代社会公民必需的生存技能和工具。如何加强高校学生尤其是研究型大学学生的计算思维的训练，在我国高等学校通识教育课程体系建设中是不可忽视的重点课题。笔者将在以后的一线教学研究工作中，继续总结经验，向读者提供更具有科学依据的结论和实践指导。

参考文献：

[1] Wing J M，谭良.Computational Thinking[J].Communication of the ACM，2006，49（3）：33-35.

[2] 牟琴.谭良.计算思维的研究及其进展[J].计算机科学，2011（3）：10-15.

[3] 郭锂.叶惠文.TPBIM在“广东省高校计算机公共课教学改革”试点课程中的构建与应用——以“网页设计与制作”课程为例[J].中国电化教育，2012，12（3）：111-135.

[4] 九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教学，2010（9）.

[5] 李曼丽.通识教育——一种大学教育观[M].北京：清华大学出版社，1999：226.

[6] 熊耕.美国研究型大学通识教育课程设置模式的分析及启示[J].比较教育，2012（4）：47-51.

篇10

关键词：计算思维；严肃游戏；面向对象

文章编号：1672-5913（2013）18-0006-03

中图分类号：G642

0 引言

计算思维是美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M.Wing）教授2007年在ACM会刊Communications of ACM上提出的。她将计算思维提高到与“3R（读、写、算）”同等的高度，作为每个人的基本技能，得到了美国、欧洲及中国等计算机教育界的广泛支持。2008年，美国NSF启动涉及自然科学与工程以及社会经济与技术等各个学科领域的，以计算思维为核心的重大基础研究计划：“计算使能的科学发现与技术创新”（cyber-Enable Discovery andInnovation，CDI），使得计算思维的培养扩展到各个学科与领域，在计算机科学、自然科学、数学、社会学科、语言艺术、美术、生命科学等众多领域得到了广泛运用。

为培养学生运用计算机科学的基础概念和方法去求解各种问题、设计系统和理解各种现象，笔者对以严肃游戏的形式针对跨学科的学生进行计算思维的培养进行探讨。

1 严肃游戏

严肃游戏不以娱乐为主要目的，而是将严肃的目的融合在具有个性化体验以及较强的娱乐性、互动性和艺术性的游戏中，使得玩家在玩游戏的过程中实现设计者的目的。

严肃游戏的术语最初出现于1970年美国著名学者Clark C.Abt的《严肃游戏》一书，而其兴起则是自2002年伍德罗威尔逊国际学者中心（Woodrow Wilson Intemational Center for Scholars）在华盛顿发起的“严肃游戏倡议”（Serious GamesInitiative）。随后严肃游戏逐步在教育、医疗、军事、企业培训、公共事务、工程、农业、政治和宗教等领域得到大量应用。2009年召开的第一届严肃游戏（北京）创新峰会中提出了“严肃游戏”的概念，促进了严肃游戏在国内的推广和产业化。

作为一种新兴的教学形式，严肃游戏在国内外教育界各个专业得到了大量研究与应用。如俄亥俄州立大学开发了GeoGame，利用真实的地理信息数据，让学生在游戏中理解人与地球的复杂的交互关系，学会从地理空间的视角来分析问题和解决问题，这种视角对经济、农业、环境变化、交通、救济、城市规划和应急服务等社会问题非常重要。

2 严肃游戏与计算思维的结合方式

以课程为载体，笔者所在团队进行了基于严肃游戏培养计算思维能力的尝试，探讨将计算思维的培养与严肃游戏创新性地结合起来的多种方式，如图1所示。

2.1 通过严肃游戏设计活动，培养不同学科学生的计算思维能力

笔者所在团队开设了通识教育选修课严肃游戏应用与设计，以游戏为纽带，将计算机游戏作为计算思维工具，将各学科的学生聚集在同一课堂，在分析大量案例的基础上，分析如何设计游戏来解决各个专业所面临的问题，要求学生运用计算思维针对各自学科设计教育类的严肃游戏。

针对跨学科的学生特点，课程不要求学生进行实际开发，而是通过编写游戏设计文案的形式针对各自学科的学习设计游戏的场景。该课程介绍其创新设计方法，以及在军事、医学、工业、教育、科研和培训等各个领域的应用。

学生所面临的挑战是如何将不同学科的知识技能融合在游戏场景中。为解决该问题，学生需要运用计算思维的方法，将庞杂的学习内容进行层层抽象和分解，转化为合适的学习活动，当学习内容与学习活动分解到适合作为计算机游戏场景时，再有针对性地设计出合适的游戏场景。

经过课堂引导，学生设计出了具有新意的严肃游戏，如日语系学生设计角色扮演游戏“极限生存”，游戏场景包括各种生存训练，在其中穿插丰富多样的任务和生动活泼的日常生活场景，通过游戏中的关卡实现对玩家日语学习能力的培训，对玩家听、说、读、写4个方面进行训练。

医学系学生设计文字冒险类游戏“医魂”，针对即将进入医院工作的医科生理论知识丰富，但病例见识不够的问题，通过在游戏中植入大量的病例，训练学习者对于病理的熟悉和情况的判断。

物理系学生设计核安全教育游戏，玩家通过在游戏中即时与环境互动，学习科普性质的核安全知识以及应急情况下的自我防护知识。

课堂教学证明，严肃游戏设计训练对于跨学科的计算思维培养是优秀的手段。其优点是入门容易，文理科各个专业的学生都可以快速入门。借助严肃游戏设计这一手段，自然地将学生各自的专业知识与计算思维的培养结合起来。跨专业的学生可以找到共同语言就相同的主题和相似的难题展开讨论、相互启发，如如何将事实性知识的记忆、判断性技能的训练、推理能力的培养融合在学习任务及游戏场景中，如何将反复练习性的学习活动、模仿性的学习活动、观察类的学习活动与游戏场景相结合。

2.2 通过严肃游戏培养计算思维能力

将计算思维的培养作为严肃游戏的设计目的，可以设计出有助于培养计算思维能力的严肃游戏，使学生在游戏中掌握计算思维的基本方法。

比如，模拟武松打虎的场景，在游戏中设计某个策略。游戏中有武松和小二2个角色，武松身材魁梧，小二精明能干。游戏中有造酒和习武2件任务，武松练武需要消耗金币20，酿酒需要消耗金币40，小二练武需要消耗金币40，酿酒需要消耗金币20。更加复杂的规则中，有多个和习武及酿酒有关的任务，随着任务的进展，同一个人完成同类任务成本逐级下降。为了降低成本，玩家自然会采用武松习武、小二酿酒的策略，而这也体现了“高内聚”的原则，避免单个对象的职责跨多个领域。

根据《水浒传》中武松打虎的一段文字，“主人家，快把酒来吃”设计游戏场景，武松在打虎之前要先喝酒。武松可以自己去学造酒的本领，也可以直接找店家要酒。在这个场景中，造酒的流程很复杂，经过成本核算，玩家（武松）自然会选择向店家发送消息要酒而不是自己造酒。通过游戏玩家可以掌握对象思维的能力，不是一个对象完成所有任务，而是对象间相互交互完成复杂任务。

游戏中规定了打虎之前需要喝酒，店小二可以根据天气的情况向武松提供不同的酒，米酒、黄酒和高粱酒等，武松对店小二发送消息：“主人家，快把酒来吃”后，不管哪种酒，只需要执行喝酒的动作。通过在游戏场景中加入分析，玩家可以体验到对各种类型的酒进行抽象思维，并了解简单工厂模式：需要一个对象（酒）时找工厂（店小二）要就行了。

根据《水浒传》中接下来的场景，“只见店主人把三只碗、一双箸、一碟热菜，放在武松面前。满满筛一碗酒来”设计情景模拟游戏。碗、筷子、热菜都作为抽象的概念，玩家被要求给出具体的碗、筷子和热菜，配出各种具体组合，比如木碗、竹筷加炒青菜，或青瓷碗、象牙筷加炒肉丝。在这过程中进一步领会计算思维中的抽象思维方式，并掌握工厂模式原理。

这个案例说明，通过对计算思维培养的内涵进行分析，可以将计算思维培养的具体内容和各种常见的场景结合在一起，进而以游戏的形式呈现给学生，这样学生可以在游戏中经历各种熟悉的场景，在游戏的过程中掌握各种计算思维能力。

2.3 以严肃游戏促进多课程协作，培养计算思维能力

严肃游戏可以作为很好的媒介，打通多个课程。教师在Web应用基础课程中向学生讲解严肃游戏应用与设计课程中各学科学生设计的案例，一方面拓宽了学生知识面，同时又可将文案提供给有兴趣的同学，鼓励其进行技术实现。同时在Web应用基础课程的Project中，鼓励学生组成3人一组的开发团队，设计开发基于Web的严肃游戏，通过游戏达到训练面向对象的概念与原理的目的，同时促使学生与面向对象程序设计课程的老师进行讨论，将相关知识贯穿。这些课程又可以进一步与通识教育核心课程网络虚拟环境与计算机应用以及选修课网络游戏设计与开发相结合。

有的团队贯穿Web、ICS和严肃游戏，设计游戏通过模拟计算机处理汇编代码时处理器的状态、内存状态等，让学生通过人工反编译等方式来实现拆除计算机内存中某段代码。

有的团队贯穿Web和严肃游戏，给出一个web页面，游戏者需要根据页面的后台代码找到特定操作的线索对页面进行操作；或是给出某页面的简短代码，并将该页面的各个模块打乱顺利随机显示，游戏者需要根据代码将页面的各个模块安放在正确的位置。

有的团队贯穿Web、面向对象和严肃游戏课程，设计机械解密型游戏，模仿某个机械世界，将教学内容依次设计为关卡，共9关。在游戏中，物件内部以代码的形式呈现，学生通过观察代码内容，拖动具体物件，采用拼接的方式学习OOP基本概念与方法。教学内容分别为创建对象、访问对象、对象数组与对象组合、父类与子类、覆盖与重载、对象转换、抽象类、接口以及综合应用。

在设计对象数组和对象组合关卡时，学生需要根据图纸拼出魔法武器，图纸的内容为该魔法武器的代码，学生解读代码可发现：MaggicWeapon类是由Bow类和MaggicArrow类组合而成的，而MaggicArrow类由Arrow类和一个Fire数组组合而成。学生需要在地图中找到这些物品并按照正确的方式拼装在一起制作出魔法武器。在解读代码和拼装的过程中，学生能够更加了解对象组合和对象数组的概念。

3 结语

严肃游戏作为一种新兴的教学方式能有效地提高学生学习各个专业的兴趣，将其应用于计算思维的培养，可以通过严肃游戏设计活动及玩严肃游戏本身，在学习专业知识的同时提高计算思维能力，同时促进课程之间的融合。

未来的工作将基于严肃游戏和虚拟空间技术开发跨学科的、支持计算思维培养的虚拟与互动空间。在虚拟空间内，不同专业的学生可以在相似的环境中学习不同的知识及技能，同时又可以利用虚拟环境展开创新活动，通过协作讨论，共同得出解决方案。

参考文献：

[l]Wing J munications ofthe ACM[J]，2006，49（3）：33-35

[2]朱亚宗，论计算思维：计算思维的科学定位、基本原理及创新路径[J]，计算机科学，2009，36（4）：53-55

[3]陈杰华，程序设计课程中强化计算思维训练的实践探索[J]，计算机教育，2009（20）：84-85