王麗娜 杜玫芳 趙燕麗

摘要：隨著各學科的交叉研究，計算機基礎(chǔ)教育其地位已變得不可動搖。計算思維能力的培養(yǎng)是計算機基礎(chǔ)教學的目標之一。他的定義、特點和發(fā)展與計算機基礎(chǔ)教育密不可分，特別是對于計算機基礎(chǔ)課程的教學實踐起到舉足輕重的作用，作者在《Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》課程的教學過程中以“計算思維”為指導思想，進行教學改革，為其他計算機基礎(chǔ)課程做了很好的指引作用。

關(guān)鍵詞：計算思維；計算機基礎(chǔ)教育；教學改革；Access

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)15-3632-02

Practice Research about Computer Fundamental Education Based on Computational Thinking

WANG Li-na, DU Mei-fang, ZHAO Yan-li

(Shandong Institute of Business and Technology, Yantai 264005,China)

Abstract: With computer science and other subjects crossover study, their status about Computer basic education has become unshakable. Today, an important concept widely concerned over the field of computer science - calculation thinking. The definition, characteristics and development and basic computer education inseparable, especially for basic computer course teaching practice in an important role. During the teaching about Access database application technology, in the teaching process the author take" Computational thinking "as the guiding ideology, teaching reform, for other basic computer course gave a very good guidance function.

Key words: computer fundamental education; Computational Thinking; teaching model; Access

隨著社會需求的不斷提高，計算機基礎(chǔ)教育更顯示出其在高等教育過程中的重要性，特別是對于財經(jīng)類的高等院校，更是應(yīng)該重點關(guān)注的問題。本校的計算機基礎(chǔ)課程主要有四大塊分別在兩個學期來完成，集中針對入學新生，第一學期面對非計算機專業(yè)的《計算機文化基礎(chǔ)》和計算機專業(yè)的《大學計算機基礎(chǔ)》；第二學期面向文科的《Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》及其它專業(yè)的《Visual Basic程序設(shè)計語言》。以往傳統(tǒng)的教學模式已遠遠不能適應(yīng)當今社會對于學生的創(chuàng)新型需求，創(chuàng)新思維和能力應(yīng)是在計算機基礎(chǔ)教育過程中重點考慮的問題。這種現(xiàn)狀要求計算機應(yīng)用型人才不僅應(yīng)該具有扎實的編程能力和計算機學科基礎(chǔ)，同時應(yīng)該擅長抽象和分解問題的能力。計算思維（Computational Thinking）概念的提出，給計算機基礎(chǔ)教育指出一種良好的教學模式。

本文以《Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》課程為例，從多方面介紹計算思維在計算機基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用。

1計算思維

美國卡內(nèi)基·梅隆大學計算機科學系主任周以真（J.M.Wing）教授于2006年3月在美國計算機權(quán)威期刊《Communications of the ACM》給出：計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解等的一系列思維活動[1]。周教授認為：計算思維是人的思維，而不是計算機的思維，也不意味著能為計算機編程，更不意味著機械重復(fù)的刻板技能，而是數(shù)學和工程思維的互補與融合。計算思維是從學科思維這個層面直接討論學科的根本問題與學科的思維方式，而計算機方法論則是從方法論的角度來討論學科的根本問題和學科形態(tài)[2]。

計算思維吸取了問題解決所采用的一般數(shù)學思維方法，現(xiàn)實世界中巨大復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與評估的一般工程思維方法，以及復(fù)雜性、智能、心理、人類行為的理解等的一般科學思維方法。計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人由機器執(zhí)行。計算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由個人獨立完成的問題求解和系統(tǒng)設(shè)計。計算思維最根本的內(nèi)容，即其本質(zhì)（Essence）是抽象（Abstraction）和自動化（Automation）。計算思維中的抽象完全超越物理的時空觀，并完全用符號來表示，其中，數(shù)字抽象只是一類特例。與數(shù)學和物理科學相比，計算思維中的抽象顯得更為豐富，也更為復(fù)雜。數(shù)學抽象的最大特點是拋開現(xiàn)實事物的物理、化學和生物學等特性，而僅保留其量的關(guān)系和空間的形式，而計算思維中的抽象卻不僅僅如此[4-6]。

計算機基礎(chǔ)教學需要培養(yǎng)學生計算思維能力，并提高信息素養(yǎng)，使其在整個學習過程中充分利用計算機作為一種不可缺少的工具進行思維、表達，從而使其適應(yīng)社會的發(fā)展。

2計算思維在計算機基礎(chǔ)課的應(yīng)用

計算思維在計算機基礎(chǔ)課中的應(yīng)用，應(yīng)當對于學生開設(shè)一門稱之為“怎么像計算機科學家一樣思維”的課程，讓學生從一進門就喜歡他、熱愛他。就像周以真教授在其受到廣泛關(guān)注的《計算思維》[1]一文中提出，計算思維不僅僅屬于計算機科學家，應(yīng)當是每個人的基本技能。一個人主修計算機，進而能接著從事政治、文學、醫(yī)學等任何類型的科學和工程。

周教授認為：計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解的涵蓋了計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人由機器執(zhí)行。計算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由個人獨立完成的問題求解和系統(tǒng)設(shè)計。

為了傳播計算思維，周教授撰寫了針對大學所有新生的“計算思維”講義，并以此作為“怎么像計算機科學家一樣思維”課程的主要教材，為便于討論，我們將這種課程稱之為一類以計算思維為基礎(chǔ)的“計算機基礎(chǔ)教育”課程。怎樣將計算思維巧妙的應(yīng)用于計算機基礎(chǔ)課的課堂，以提高學生運用計算機知識抽象和分解問題的能力，對于基礎(chǔ)教育的我們來說是一個挑戰(zhàn)。在計算機基礎(chǔ)課程的教學實踐過程中，對于學生計算思維的培養(yǎng)進行了一系列的嘗試。面向非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)課——《Access2003數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》如圖1，其計算思維思想主要從以下三個方面進行闡述。

圖1基于計算思維的《Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》

2.1“案例”教學法

《Access2003數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)》，教學內(nèi)容主要傳授Access數(shù)據(jù)庫本身的七大對象：“表”、“查詢”、“窗體”、“報表”、“頁”、“宏”、“模塊”。為了在課堂學習中加強學生計算思維的培養(yǎng)和訓練，在整個課程的授課過程中始終貫穿一個教學案例，即“教學管理. mdb”來進行講解及其模仿操作。案例的選擇以學生容易理解為目的，貼近學生生活，在課程結(jié)束時使得學生掌握一個整體上的概念。

2.2“互動”授課方式

講練互動的教學方式始終貫穿在整個課程的授課過程中，有“先講后練”、“先練后講”及“邊講邊練”，教師在整個課堂中既可以作為講授者，有時還可以作為聆聽者，給學生更多的機會，鼓勵學生勇于提出自己的思路，給出針對相同問題不同的解決方案。平等互動的教學方式可以與學生面對面的進行討論，能夠鼓勵學生勇于提出自己的想法和思路，從而提高學生的自信心，增強學生積極參與學習的熱情。

2.3“課程延續(xù)性”設(shè)計

延續(xù)性的課程設(shè)計，針對不同專業(yè)采用案例驅(qū)動式的分模式教學。模式一是自己獨立完成數(shù)據(jù)庫的開發(fā)（外語專業(yè)）；模式二給定思路后獨立完成（政治專業(yè)）；模式三由教師講解理念和具體的開發(fā)思路團隊（4~6人）形式（法學專業(yè)）。

計算思維在課程中的體現(xiàn)不是憑空存在的，而是要自己去思考的。在整個延續(xù)性項目的設(shè)計過程中，將學習被容分解到各個階段的設(shè)計，從而掌握計算思維能力在解決實際問題的具體應(yīng)用?！罢n程延續(xù)性”的一個更重要的階段——項目演示、答辯及其項目說明書。從三者的統(tǒng)計結(jié)果看，采用第一種模式的同學開發(fā)的系統(tǒng)界面簡單、但是功能單一；而模式二下的同學相對模式一來說其系統(tǒng)功能更加豐富，但系統(tǒng)開發(fā)的比較雜亂；模式三，在教師的指引下及團隊的合作，最終的系統(tǒng)功能強大并具有創(chuàng)新性，界面明了，思路清晰邏輯性強。

由此可以看出，計算思維的引入有效的幫助學生更好的進行自主學習和研究性學習，得到了較好的教學效果。學生可以將其計算思維應(yīng)用于后續(xù)的課程，并逐步提高不同能力，這對于培養(yǎng)學生的支柱學習和發(fā)現(xiàn)問題的能力以及獨立思考和研究探索的品質(zhì)具有顯著的積極作用。

3結(jié)束語

基于計算思維的《Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》的課程，在整個課程的設(shè)置過程中得以反復(fù)的加強，最終的目標就是將計算思維能力轉(zhuǎn)化成學生的思想，使其具備獨立學習與研究的能力。如何培養(yǎng)計算思維能力并將其應(yīng)用于計算機基礎(chǔ)課程，仍是值得我們一線教師去探索的問題。

參考文獻：

[1] CS2001Internim Riview (draft)[EB/OL].(2008).http://wiki.acm.org/cs2001/index.phptitle=Main_Page.

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[3]任化敏,陳明.計算機應(yīng)用型人才的計算思維培養(yǎng)研究[J].計算機教育,2010(5).

[4] Jeannette M.Wing.Computational Thinking[J].Communications of the ACM,2006(49):33-35.

[5]JeannetteM.Wing.ComputationalThinkingandThinkingaboutComputing[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/ db0cd42de2bd960590c677e4.html.

[6]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊,2007(1).

[7]盧俊嶺,王小明,吳三斌.基于計算思維的算法設(shè)計與分析課程改革[J].計算機教育,2011(22):36-39.