計算機(jī)技術(shù)引導(dǎo)基礎(chǔ)教育論文

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一、信息時代對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的嶄新要求

大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程在高等學(xué)校開設(shè)已有30多年歷史，在學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用，并已經(jīng)成為高等學(xué)校通識教育的重要組成部分，更是培養(yǎng)大學(xué)生在信息時代解決工作、學(xué)習(xí)、專業(yè)和生活等信息化技術(shù)問題，成為高等學(xué)校培養(yǎng)復(fù)合創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)性教育內(nèi)容。因此，深化大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革，其核心是進(jìn)行教育理念更新、構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式和深化教學(xué)內(nèi)容改革，最終的目的是全面提高當(dāng)代大學(xué)生計算機(jī)技術(shù)的整體素養(yǎng)。2010年7月由北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等九所“985工程”建設(shè)大學(xué)在西安交通大學(xué)舉辦的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會上，各方面專家對計算思維與大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)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(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量，會議形成一系列大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的業(yè)界共識，并發(fā)表“九校聯(lián)盟（C9）計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。

該聲明達(dá)成四個方面共識：一是大家一致認(rèn)同大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)和組成部分；二是大家旗幟鮮明地確定計算思維能力培養(yǎng)是大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)；三是進(jìn)一步加強(qiáng)師資隊伍和教學(xué)機(jī)制建設(shè)，真正確立大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)地位；四是開展以計算思維能力培養(yǎng)為核心的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程理論、體系和內(nèi)容的學(xué)術(shù)研究。近年來，全國高等學(xué)校有關(guān)部門和專家學(xué)者圍繞這些共識，從計算思維研究方面積極推動有關(guān)計算思維理論、體系和方法論研究，并逐步波及理工農(nóng)醫(yī)學(xué)科、工程領(lǐng)域和社會經(jīng)濟(jì)等多個研究領(lǐng)域。，2013年大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會有關(guān)專家齊聚深圳，就進(jìn)一步推動以計算思維為切入點的“大學(xué)計算機(jī)課程改革項目”研究，并在此會議后發(fā)表計算機(jī)教學(xué)改革宣言。旨在運用計算思維的概念、方法和理念，產(chǎn)生新理論、成果和技術(shù)，提升創(chuàng)新型國家經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和文化的等國家軟實力。因此，高等學(xué)校必須正確認(rèn)識大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)在大學(xué)教育的重要地位，需要把培養(yǎng)大學(xué)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(yǎng)為核心，提升大學(xué)生計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)教育水平。在重大教育理念轉(zhuǎn)型期，高等學(xué)校通過大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育改革，構(gòu)建適應(yīng)信息化時代的新型大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)體系。

二、計算思維對大學(xué)生計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)的基本要求

一般認(rèn)為，大學(xué)生計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)是大學(xué)生通過計算機(jī)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)及其實踐，在計算思維和計算機(jī)理論、技術(shù)方面獲得穩(wěn)定的技術(shù)理論、計算思維、操作能力、技術(shù)方法、技術(shù)評價和技術(shù)反思的綜合素養(yǎng)，能夠解決信息時代各種計算機(jī)科學(xué)與專業(yè)應(yīng)用方面的諸多問題，這些技術(shù)能力和素質(zhì)相互滲透，相互融合，共同構(gòu)成了大學(xué)生理解現(xiàn)代信息技術(shù)世界的必備素質(zhì)。

（一）大學(xué)生必須掌握計算思維方法隨著大數(shù)據(jù)分析平臺、高速移動通訊、普適云計算和全球化物聯(lián)網(wǎng)等新事物不斷涌現(xiàn)，世界許多領(lǐng)域正在發(fā)生一系列顛覆性的技術(shù)突破，以計算思維驅(qū)動的計算機(jī)技術(shù)正在參與和改變當(dāng)今世界的商業(yè)盈利模式、經(jīng)濟(jì)增長形態(tài)和文化傳播方式，在許多領(lǐng)域中人們對于計算思維及其計算機(jī)技術(shù)參與變革諸多事物的重新認(rèn)知，可謂日新月異的世界、瞠目結(jié)舌的結(jié)果。龐大的網(wǎng)上購物成為人們習(xí)以為常的消費方式，傳統(tǒng)的商業(yè)盈利模式和經(jīng)濟(jì)增長方式面臨最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)與轉(zhuǎn)型。人們開始摒棄了依賴經(jīng)驗和直覺的傳統(tǒng)決策習(xí)慣，將日益依賴于大數(shù)據(jù)及其分析而做出的極其縝密的優(yōu)化方案。匯集龐大數(shù)據(jù)資源的互聯(lián)網(wǎng)正在數(shù)字化改造科學(xué)界、經(jīng)濟(jì)界和各國政府管理、運營和協(xié)作。隨著世界信息化進(jìn)程不斷加快，計算思維及其計算機(jī)技術(shù)應(yīng)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(jī)技術(shù)素養(yǎng)成為人們認(rèn)識、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的基本能力之一。因此，計算機(jī)基礎(chǔ)課程不僅要教給大學(xué)生科學(xué)知識，更要教給他們科學(xué)思維方法，掌握解決社會、政治和經(jīng)濟(jì)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(jīng)過計算思維的系統(tǒng)培養(yǎng)，將在信息化世界激烈競爭中敗下陣來，導(dǎo)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(xué)校計算思維教育已經(jīng)不僅是大學(xué)生個人能力、素質(zhì)提升的簡單問題，而要上升到影響國家戰(zhàn)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(yōu)勢地位，他們才能勝任國家繁榮富強(qiáng)、中華民族復(fù)興的歷史重任，中國大學(xué)生才能具有高尚的道德品質(zhì)、堅定的理想信仰、科學(xué)的思維方式和充實的知識能力，才能兌現(xiàn)中華民族偉大的中國夢。所以，以計算思維為導(dǎo)向的通識教育，將在很大程度上提升我國大學(xué)生的思想境界、思維水平和認(rèn)知高度。生長在21世紀(jì)的大學(xué)生若不具備計算思維和計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)，將在數(shù)字化環(huán)境下失去從業(yè)競爭優(yōu)勢。計算機(jī)逐步成為生活、工作和學(xué)習(xí)的必需工具，數(shù)字化逐步成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹幕臼侄危嬎闼季S必成為一個現(xiàn)代公民必須掌握的基本思維模式。

（二）大學(xué)生必須學(xué)會計算思維方式通過大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，教師使計算思維成為大學(xué)生應(yīng)該具備的基礎(chǔ)思維能力，成為所有大學(xué)生處理許多數(shù)字化問題應(yīng)該具備的基本能力。在當(dāng)前社會活動已經(jīng)越來越多地依賴計算思維和計算機(jī)技術(shù)的背景下，大學(xué)生在計算機(jī)基礎(chǔ)課程究竟怎樣獲得計算思維、學(xué)習(xí)那些知識和怎么學(xué)習(xí)這些知識，成為大學(xué)生接受大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的一個突出問題。尤其在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教與學(xué)過程中，大學(xué)生最重要是運用計算思維把需要解決的問題轉(zhuǎn)化為能夠用計算機(jī)教師解決的可行形式，并形成解決這些問題的計算機(jī)具體技術(shù)技巧，這也是大學(xué)強(qiáng)化計算思維培養(yǎng)所強(qiáng)調(diào)的重點內(nèi)容。計算思維的科學(xué)價值和深刻內(nèi)涵，正在被當(dāng)今社會的計算機(jī)技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)、驗證和確立。大學(xué)生學(xué)會使用計算思維方法解決問題比起學(xué)會具體解決實際問題的某個技術(shù)，難度要大得很多，相對具體解決實際問題的某個技術(shù)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(xué)生接受計算機(jī)課程的計算思維培養(yǎng)已經(jīng)不僅是學(xué)會應(yīng)用計算機(jī)，而是掌握一種思維方式，這種思維方式對于學(xué)生從事任何專業(yè)、任何工作都是終身受有益的。

計算思維的培養(yǎng)可以造就大學(xué)生具有良好思維習(xí)慣、扎實知識修養(yǎng)和銳意創(chuàng)新的專業(yè)人才。因此，大學(xué)生在必須跟上大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程改革需要，必須跟上時展的步伐，與時俱進(jìn)，創(chuàng)新進(jìn)取，這是信息時代賦予我國大學(xué)生接受建設(shè)思維培養(yǎng)、完成大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的學(xué)習(xí)重任。但在傳統(tǒng)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育中大學(xué)生如何建立計算思維的習(xí)得方式、教師如何構(gòu)建計算思維教學(xué)模式都是沒有先例可效仿，也是相當(dāng)困難的。這是因為，比起技能學(xué)習(xí)和能力學(xué)習(xí)，計算思維的教學(xué)、能力的獲得更需要探索、創(chuàng)新。因此，大學(xué)生需要具有學(xué)習(xí)新知的勇氣、自我挑戰(zhàn)精神來探索和習(xí)得計算思維能力。目前，許多大學(xué)生不能深刻理解大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的計算思維能力培養(yǎng)的重要意義，對課程的一般認(rèn)識還基本停留在計算機(jī)理論學(xué)習(xí)、操作技能培養(yǎng)的淺顯層面。狹義的計算機(jī)技能培養(yǎng)觀念深深地根植于他們的基本認(rèn)知中，對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程是否未能深刻反映計算思維能力培養(yǎng)的性質(zhì)，不能理解計算思維已經(jīng)廣泛滲透社會、經(jīng)濟(jì)和文化等各個領(lǐng)域的嚴(yán)酷現(xiàn)實。這要求計算機(jī)基礎(chǔ)課程教師需要抓住教育部實施本科教學(xué)質(zhì)量工程的大好機(jī)遇，開展以計算思維培養(yǎng)為切入點的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程改革，這項改革將會更好地實現(xiàn)專業(yè)化和信息化相融合的人才培養(yǎng)模式，提升未來社會大學(xué)生對于計算思維、計算機(jī)及其技術(shù)的理解和應(yīng)用的整體水平。大學(xué)生通過大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育，使得從理論層面理解計算思維的意義、理念、內(nèi)涵、功能和表達(dá)形式，從系統(tǒng)層面科學(xué)規(guī)劃大學(xué)計算機(jī)課程的知識結(jié)構(gòu)和課程體系，從操作層面認(rèn)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(chuàng)新思考、研究與探索。

三、大學(xué)生計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)教育對教師提出的基本要求

縱觀大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等存在一些共性問題。在人才培養(yǎng)方面，盡管大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)作為高等學(xué)校公共基礎(chǔ)課程，但由于多方面的原因，許多院校課程的人才培養(yǎng)、教學(xué)目標(biāo)定位不準(zhǔn)，不能結(jié)合大學(xué)生所學(xué)專業(yè)定位計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)，課程內(nèi)容不能結(jié)合專業(yè)發(fā)展的實際情況，往往教學(xué)內(nèi)容陳舊、學(xué)時數(shù)量太多或教學(xué)質(zhì)量太差，無法滿足社會對專業(yè)學(xué)學(xué)生的基本需要。尤其專業(yè)針對性不強(qiáng)、定位不夠明確，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容、知識體系嚴(yán)重偏離專業(yè)應(yīng)用的實際，導(dǎo)致畢業(yè)生雖然計算機(jī)理論基礎(chǔ)比較扎實，但計算機(jī)應(yīng)用工具和方法不熟、實踐經(jīng)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(xué)方法方面，存在教師課堂傳授理論知識，課后學(xué)生上機(jī)練習(xí)，雖然也反復(fù)強(qiáng)調(diào)實踐的重要性，但理論與實踐嚴(yán)重脫節(jié)，特別是在實踐內(nèi)容和教學(xué)方法方面，過多強(qiáng)調(diào)理論知識的了解和掌握，而忽視了與實際應(yīng)用相結(jié)合。因此，計算思維對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的師資隊伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，尤其對教師素養(yǎng)提出更高的要求。

（一）深刻認(rèn)識計算思維教育的重要性和現(xiàn)實意義盡管大家有目共睹高等學(xué)校大學(xué)的計算機(jī)課程教學(xué)及其成果，計算思維培養(yǎng)已經(jīng)成為大學(xué)通識教育的重要內(nèi)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(shù)性難題，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革仍面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國大學(xué)生計算思維素質(zhì)很低，表現(xiàn)為大學(xué)生能夠很好掌握計算機(jī)技術(shù)，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(xué)思維而擅長用傳統(tǒng)技術(shù)來解決現(xiàn)實問題，缺乏創(chuàng)新動力不足、原創(chuàng)成果不多，缺乏引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展潮流的創(chuàng)新能力。教師必須認(rèn)識到以培養(yǎng)計算思維意識、理念和方法為目標(biāo)的大學(xué)計算機(jī)教學(xué)改革，勢在必行，大勢所趨，加快大學(xué)生的建設(shè)思維是教學(xué)改革的核心任務(wù)，從而在根本上提高大學(xué)生計算思維意識和計算機(jī)應(yīng)用的素養(yǎng)與水平。

（二）圍繞計算思維開展大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨最大挑戰(zhàn)，如何構(gòu)建培養(yǎng)計算思維能力教學(xué)體系，涉及教學(xué)內(nèi)容組織、師資隊伍建設(shè)、教學(xué)法改革以及實踐教學(xué)建設(shè)等基本內(nèi)容，是課程改革最重要、最基本和最關(guān)鍵的部分，同時也是最復(fù)雜的教育任務(wù)。如何落實計算思維培養(yǎng)內(nèi)容、目標(biāo)和方法，提高教學(xué)效果、還缺乏足夠的教學(xué)實踐、明確的教學(xué)規(guī)范和充足的教學(xué)資源，還需要圍繞計算思維開展教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的配套改革。從根本上解決計算思維的內(nèi)容表達(dá)，清晰闡述計算思維的特征和方法，通過具體的教學(xué)內(nèi)容講授，使得學(xué)生逐步認(rèn)識、理解和掌握計算思維認(rèn)識、運用和解決問題的基本方法。

（三）強(qiáng)化教師計算思維和計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)必須強(qiáng)化專業(yè)教師計算思維能力和計算機(jī)技術(shù)素養(yǎng)，必須達(dá)到一個從事大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育的教師標(biāo)準(zhǔn)。第一，教師必須深刻認(rèn)識計算思維的教育價值，經(jīng)常參與專業(yè)化計算機(jī)技術(shù)教育學(xué)習(xí)，具備在教育環(huán)境中使用計算機(jī)和相關(guān)技術(shù)的必備能力，達(dá)到計算機(jī)教育技術(shù)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。能夠熟練使用計算機(jī)操作系統(tǒng)及其各種軟件，參與和熟悉包括“慕課”在內(nèi)的現(xiàn)代國際化教育形式，操作帶有外圍設(shè)備計算機(jī)系統(tǒng)及其故障檢修技術(shù)，專業(yè)評價計算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件性能，并根據(jù)所需應(yīng)用展示計算機(jī)技術(shù)在商業(yè)、工業(yè)和社會中應(yīng)用的相關(guān)知識。第二，教師能夠識別、描述影響計算機(jī)技術(shù)進(jìn)步的資源特征、發(fā)展趨勢及其社會作用，促進(jìn)和構(gòu)建對大學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)道德、法律和安全的教育策略，培養(yǎng)學(xué)生符合道德、合法地使用計算機(jī)技術(shù)資源、網(wǎng)絡(luò)信息和軟件資源，引導(dǎo)大學(xué)生終生學(xué)習(xí)并成為新的學(xué)習(xí)者和教育者，能夠運用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行交流、協(xié)作、開展研究和解決專業(yè)問題，用來支持解決問題、數(shù)據(jù)收集、信息管理、交流、表達(dá)和做出決策。第三，將運用計算機(jī)及其技術(shù)支持不同教學(xué)年級水平和學(xué)科領(lǐng)域的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，探究、評價和使用包括應(yīng)用軟件、教學(xué)軟件、工具和有關(guān)文獻(xiàn)資源。描述與課程相關(guān)使用計算機(jī)技術(shù)資源的教學(xué)原則、研究狀況及技術(shù)評價。為特定目的而設(shè)計網(wǎng)站、數(shù)據(jù)平臺的解決方案，利用通訊工具遠(yuǎn)程訪問和實現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)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(xué)。第四，能夠使用計算機(jī)及其他技術(shù)研究和開發(fā)教學(xué)產(chǎn)品，參與科研、教學(xué)協(xié)作項目和團(tuán)隊，識別與開發(fā)有關(guān)教學(xué)資源的設(shè)計原理、超媒體和多媒體產(chǎn)品，確認(rèn)新編程、著作或解決實際問題的案例，協(xié)作建立圍繞某一主題的教學(xué)知識體系，設(shè)計、演示、鏈接并在線文件、信息和資源及其構(gòu)建技術(shù)支撐，能夠?qū)φn程的在線信息資源進(jìn)行研究、分析和評價。

作者：宋揚朱勇單位：沈陽工業(yè)大學(xué)沈陽工學(xué)院