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计算机基础教学中渗透思维训练的思考

时间:2013-03-15来源:易品网 点击:
[摘 要]在计算机基础教学内容和设计的选择与组织过程中,应注意学生的思维训练,提高其运用计算机知识抽象和分解对象能力的问题,并将思维融入教学实践,促进学生的思维品质优化。 
  [关键词]思维训练 计算机基础 计算思维 
  [中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)02-0143-02 
  一、高等教育中计算机基础教学 
  高校计算机基础课程是各专业学生必修的公共基础课程,是学习其他计算机相关技术课程的基础课。教学内容首先是根据教育部的教学基本要求,实现教学与科研的有效结合,通过对教学内容的基础性、科学性和前瞻性的研究,体现以有效知识为主体,构建支持学生终身学习的基础,反映本学科领域的最新科技成果。特别要以加强人才培养的针对性、应用性、实践性为重点,调整学生的知识结构和能力素质。学习目标是通过本课程的学习,使学生较全面、系统地掌握计算机软硬件技术与网络技术的基本概念,了解软件设计与信息处理的基本过程,掌握计算机系统的基本工作原理,熟练使用办公自动化软件和良好的计算机操作通用能力,具有较强的信息系统安全与社会责任意识,为后继计算机技术的学习与应用打下必要的基础;使学生具备计算思维能力,促进创新思维的发展。 
  二、计算思维 
  计算思维的学术思想是近些年由美国学者、机构归纳和提出的。美国卡内基·梅隆大学的周以真教授认为,计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为;如同所有人都具备是非判断、文字读写和算术运算一样,计算思维也是一种本质的、所有人都必须具备的思维能力。它应与阅读、写作和算术(Reading, wRiting, aRithmetic——3R)一样是现代人的必备素质。正如印刷出版促进了3R的普及,计算和计算机也促进了计算思维的传播。 
  在高校,计算机基础教学是培养大学生综合素质的重要环节,也是其核心任务。计算机基础教学不仅要培养学生对计算环境的认知能力,更重要的是要培养学生掌握在计算环境下的问题求解方法的能力,这是今后学生应用计算机技术解决专业问题的重要基础。另外,计算思维能力的培养还展现了计算机学科独特的思维方式,应该面向各专业的计算机应用需求,组织和梳理教学内容乃至课程体系,突出体现对学生思维能力的培养,摒弃“狭义工具论”的认识。同时,计算机基础教学应该有别于计算机专业教学,不可能也没必要涉及计算思维的方方面面,重点是培养学生基本的计算思维能力。 
  三、计算机教学是思维训练的良好平台 
  电子计算机是一门操作性很强的学科,对于人的刺激也是丰富、高效的。在教学中,学生上机通过手、眼、心脑并用而形成的强烈的专注,使大脑皮层产生调试的兴奋点,将所学知识高效内化,久而久之,从根本上形成了良好的思维品质。我们都知道,自主学习和独立解决问题是思维的体现,是学生在学校中需要掌握的能力。这种能力的培养,如靠课堂上背诵菜单命令,靠教师下达“下一步”、“单击”或“双击”等操作术语来完成,那其所包含启发和方法性的知识就太少了,获取的知识的层次也很低。虽然大量的术语从学生的耳间穿过,但留在记忆中的也只是僵化的神经元。这种教学冻结了学生的自主性,思维训练更无从谈起。而采取案例驱动、项目训练等方法来进行计算机教学,贯彻“指导—实践—反馈”的教学思路,有利于学生思维的培养。 
  (一)案例驱动、启发引导 
  采用案例驱动教学法,让学生处于主体地位,提升课堂效率,强化对公共层面逻辑思维能力的培养,突出应用层面的能力训练。教师应该精心筛选一些有利于训练思维的内容方法和注重主体性、设计平衡、合理的教学方案。切入点是边学边做,落脚点是调动学生的积极性、创造性。通过设情景,提出实际案例,吸引学生注意力,用想象激发学生积极思考和学习的兴趣,让学生积极参与课堂互动。在学生有感性认识之后,可利用启发式推理来让学生寻求解答,这就是在不确定情况下的规划、学习和调度。 
  让学生参与课堂的方式有很多,像讨论法、提问演示法等,不论采取何种方式,最重要的是让学生的思维活动积极地参与到课堂中,与教师产生思维互动。比如,教师可以在讲授新知识前,针对某个案例采用提示、发散性思考、讨论等方式启发引导学生,使学生的思维活跃起来。并注重在传授和引导学生学习新知识的过程中,找出不同案例中知识点之间的联系,并鼓励学生从不同角度思考问题,用不同方法解决问题,通过抽象信息与形象信息的接收,理论与实际结合,使学生能够对获取的各种信息通过自己的思维进行深层次的加工和处理,产生新的信息,促进了创造性思维的发展。 
  (二)项目训练、提高应用能力 
  思维是人类求解问题的途径。在教学中将教学内容分为基本概念、基本结构、基本技术三个层次,并将它们贯穿于教学中,符合认知规律。所以良好的专业技能和思维培养的关键在于实践,且技能培养的重要程度绝不亚于知识传授。训练是思维的基础,因为思维的发展是由感性到理性、由具体到抽象、由低级到高级的过程。计算机基础课程离不开实训来提高思维和应用能力,但决非要使人类像计算机那样思考。是人类赋予了计算机激情,通过计算设备,我们就能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,实现“只有想不到,没有做不到”的境界,而刻板的技能意味着简单的机械重复。 
  为此,我们在教学中需要通过综合训练、利用形象思维来加深理解巩固知识。优选具有一定实用性的综合题目,通过“项目训练”方法,将学生引入具体的项目实践。结合上机训练,以贯穿基本技能训练主线,精心设计综合性实验,突出关键技术要点,培养学生动手实践、使用软件的能力,并培养学生对计算机这一工具的感觉和掌握利用计算机来解决问题的技术与方法,在实践中巩固所学知识及开发个性创新思维,强化学生主体能力的培养,为后续与专业有关的计算机技能训练打下基础。 
  实践教学证明,复杂的认识和能力是从简单的实践中提炼出来的,高级的技能也是在经过无数次低级的训练后才得以掌握的。学生经过一段时间的学习,观察力、动手能力逐渐提高,探究能力不断增强,并从计算机的应用性中受到了计算机智力因素潜移默化的影响,即使是没有学过的工具和软件,学生根据操作关键点的相同性加以摸索也可以掌握和使用,这也证明了计算机教学对于学生思维训练上的促进作用。
四、教师是成功开展思维训练的关键 
  在计算机基础教学渗透思维训练中,教师应考虑的是将计算思维融入课堂教学和实践中,培养学生的创新思维,以提高学生运用计算机知识抽象和分解问题的能力。要想在课堂上取得教学效果,不花费精力进行教学设计是不可能办到的。教师首先要不断学习并设计适合学生知识结构和心理特点的教学内容,合适的内容能够为学生的创新思维留出适当的空间。其次,需要思考的是教学方式的改进,在教学中如何通过要点和计算机技术的基本概念以及基本原理的讲授来启发学生自己的探究、琢磨和产生兴趣,并在不断的尝试中得出结论。最终,学生通过不断地探索和总结把任务完成、掌握工具的使用,这不仅仅是解决了一个问题,掌握了一些知识技能,而且是通过这个实践锻炼了学生遇到问题抓住关键点的能力,从而让学生的思考行为从不自觉上升为自觉,有效地锻炼了学生的思维能力。 
  从不同的角度来看,思维的分类有多种,比如从时序上看一般有连续和离散。计算机不仅是解决专业问题的有效方法和手段,而且还提供了一种独特的处理问题的思维方式,这种方式主要是离散的。要深入应用计算机,就必须学会用离散的方式来解决问题。在有关程序设计的教学内容中,在教师适时的引导和帮助下,让学生使用离散的思维方法思考,可以进一步丰富和完善学生的思维方式,这其中教师的诠释作用很关键。 
  另外,运用现代信息技术手段,应成为教师优化教学方式,发展学生思维能力的有效媒介。利用多样化的信息来刺激视觉神经和大脑皮层,可以有效地培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力,提升其思维空间。 
  研究表明,思维能力是个体其他各种能力的核心和基础,这种能力的培养是需要通过长时间的学习实践来完成的,而高校计算机基础课程的开设正好为学生搭建了进行思维训练的平台。通过课程的学习,注重思维培养和能力提高,提高信息素养,具备一定的思维品质,潜移默化地养成计算思维方式,是计算机基础教学中渗透思维训练的目的所在。 
  [ 参 考 文 献 ] 
  [1] 刘映珏. 现代信息技术与大学课堂思维训练问题[J]. 集美大学学报,2007,(3). 
  [2] 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). 
  [3] 任化敏,陈 明.计算机应用型人才的计算思维培养研究[J].计算机教育,2010,(5). 
  [4] 董荣胜. 《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》呼唤教育的转型[J].中国大学教学,2010,(10). 
  [5] 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). 
  [6] 蔡苏瑾.计算机技术在多媒体艺术中的应用[J].大学教育,2012,(9):56. 
       
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