薛 賓

(天津市南開區(qū)職工大學(xué)，天津 300110)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，并充當(dāng)著重要角色，深刻影響著現(xiàn)代人工作和生活的方方面面。2006年，來自美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授首次系統(tǒng)地提出了計算思維的概念。計算思維和實驗思維、理論思維成為科學(xué)的三大思維方式 ,足見計算思維的重要性。

在普通高等教育及高等職業(yè)教育中，計算思維的培養(yǎng)主要來自于計算機基礎(chǔ)類課程。而目前高職教育中的計算機基礎(chǔ)類課程教育仍然存在一定的狹隘性，在有意識地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識和掌握計算思維，在學(xué)習(xí)、生活和工作中運用計算思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力方面，還存在融合不夠，效果不佳等問題。如何整合教學(xué)資源，科學(xué)設(shè)計課堂教學(xué)，讓計算機基礎(chǔ)類課程與各專業(yè)有機融合，培養(yǎng)學(xué)生運用計算思維分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維的發(fā)展，從思維的高度提升高等職業(yè)院校學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，提升教育品質(zhì)，是我們需要考慮的問題。

一、計算思維概述

目前，被普遍認(rèn)可的計算思維的系統(tǒng)定義，是2006年美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授在美國計算機權(quán)威雜志ACM上首次提出的。她對計算思維的定義是：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為的科學(xué)方法。這是一種基于信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性思維，是現(xiàn)代最重要的科學(xué)思維方式之一，就像是學(xué)生的閱讀能力、算術(shù)能力等基礎(chǔ)能力一樣。計算思維從本質(zhì)上來講主要體現(xiàn)在兩個方面：抽象和自動化，這一特性直接反映了基于計算的思維特點，通俗來講即如何讓工作過程能夠在適應(yīng)信息時代的基礎(chǔ)上，能夠高效自動的完成。計算思維歸根到底是一種科學(xué)的思維方式，是一種解決問題的思想。從客觀上來，這種思維方式的樹立能更有效的應(yīng)對信息化時代的發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)習(xí)者可以調(diào)用遞歸、并行處理、提煉、抽象、數(shù)據(jù)分揀、分解、分層、逐步求精、有效規(guī)劃、進(jìn)程調(diào)度等一系列可用的計算機思想，為求解問題服務(wù)。對計算思維的培養(yǎng)是一個長期的過程，需要通過潤物細(xì)無聲的方式，將無意識的思想，轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R的思維方式，達(dá)到思維養(yǎng)成指導(dǎo)實踐的目的。

有的學(xué)者也認(rèn)為，計算思維古來有之，只不過大多為無意識的體現(xiàn)，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的歸納與定義。如我國古代的算籌與算盤中體現(xiàn)的智慧，圖靈機與圖靈理論涵蓋的思想，都體現(xiàn)了計算思維的發(fā)展規(guī)律。通過研究計算思維的演變與發(fā)展，我們能夠認(rèn)識到，計算思維的發(fā)展經(jīng)歷了從“無意識”到“有意識”的過程，經(jīng)過有意識的歸納和系統(tǒng)整理后的計算思維迸發(fā)了巨大的力量，并迅速成為指導(dǎo)實踐的重要思想。

計算思維一經(jīng)系統(tǒng)提出，就引起了國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。在我國，來自中國科學(xué)院自動化研究所的王習(xí)躍教授率先將“計算思維”的概念引入。2008年，我國舉辦首次舉辦 “計算思維與計算機導(dǎo)論”研討會。2010年，教育部高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會發(fā)布《九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》，將“計算思維能力培養(yǎng)”作為我國大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革的核心任務(wù)。

二、計算機基礎(chǔ)類課程現(xiàn)狀分析

首先，這里我們研究的計算機基礎(chǔ)類課程，是包括計算機基礎(chǔ)在內(nèi)的一系列計算機課程，而不是單指計算機文化及應(yīng)用基礎(chǔ)課程，這是一個廣義的概念，也包括了計算機專業(yè)及非計算機專業(yè)中的一些通識類計算機基礎(chǔ)課程。如：數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、辦公軟件技術(shù)、多媒體制作，編程基礎(chǔ)等課程，這些課程是該專業(yè)學(xué)生的必備計算機應(yīng)用技能和重要的計算思維來源。

(一)學(xué)生現(xiàn)狀分析

經(jīng)過多年發(fā)展，如今的高職學(xué)生早已不是對計算機陌生的孩子，他們出生在信息化高速發(fā)展的時代，對計算機非常熟悉，幾乎是他們?nèi)粘W(xué)習(xí)和生活的一種必備工具。但隨之而來的，學(xué)生們對于計算機知識學(xué)習(xí)的渴望并不強烈，對前沿科學(xué)的探究興趣不高。當(dāng)然，計算機基礎(chǔ)類課程知識陳舊，根不上時代發(fā)展的潮流，也是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的重要原因。這些問題在高職學(xué)生、五年一貫制學(xué)生身上同樣明顯。他們從小學(xué)開始接觸計算機基礎(chǔ)知識，對WORD、EXCEL、PPT、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等知識，初中學(xué)，高中、中專也學(xué)，升到高職還在學(xué)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容上除了版本變化，知識體系和知識點也基本相同，缺乏追求新知識的新鮮感，變成了應(yīng)付考核的一門必修課程。也有的非計算機專業(yè)的學(xué)生認(rèn)為，計算機基礎(chǔ)類課程只是一種工具，存在“狹義工具論”的觀點，甚至感覺與本專業(yè)無關(guān)，學(xué)習(xí)興趣不高，更談不到對計算思維的認(rèn)識和理解，能夠較好地運用計算思維分析和解決問題更是存在較大差距。

(二)教師現(xiàn)狀分析

目前，在計算機基礎(chǔ)類課程教育中，廣大教師普遍存在應(yīng)對不足，解決學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)疲軟招法不多的現(xiàn)象。應(yīng)對不足主要體現(xiàn)在解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的辦法不多，面對考核要求和陳舊的知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的手段不足。也有的教師想了許多辦法，如采用任務(wù)驅(qū)動、目標(biāo)驅(qū)動、小組工作等各種辦法提高學(xué)習(xí)樂趣，增強學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率，也有較好的教學(xué)成果。但對于培養(yǎng)計算思維來說，還存在認(rèn)識不足的短板，存在“重教輕育”的現(xiàn)象。更多的教師在教學(xué)過程中對于計算思維能力的培養(yǎng)還處于無意識狀態(tài)，還沒有將計算思維很好地融入整個教學(xué)過程，也未將計算思維能力培養(yǎng)作為教育教學(xué)的核心目標(biāo)，還沒向?qū)W生點明計算思維的內(nèi)涵和重要作用，學(xué)生接受知識時仍然感覺是在接受一種技能鍛煉、工具學(xué)習(xí)，對計算思維能力的養(yǎng)成感知不深。

(三)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)狀分析

學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，仍然存在學(xué)習(xí)內(nèi)容陳舊、單一，多次重復(fù)學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容幾乎都來自于Office辦公系列的幾個核心軟件，這從很大程度上加劇了計算機基礎(chǔ)類學(xué)科的工具屬性，而忽略了現(xiàn)在已經(jīng)從“為計算”到了“用計算”的時代。原有的教授內(nèi)容，知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代、云端時代的發(fā)展。另一方面，許多學(xué)校計算機基礎(chǔ)類課程與本專業(yè)課程結(jié)合不夠緊密，作為未來專業(yè)技能的一部分，計算機基礎(chǔ)課程未能發(fā)揮應(yīng)有作用。比如有的學(xué)校會計專業(yè)開設(shè)多媒體基礎(chǔ)課程，而數(shù)據(jù)庫課程卻未開設(shè)，就會嚴(yán)重導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容與專業(yè)脫節(jié)。大數(shù)據(jù)時代的來臨告訴我們，任何專業(yè)發(fā)展都不可能與信息技術(shù)脫節(jié)，計算思維的養(yǎng)成必將影響一個學(xué)生的工作技能與工作效果，也直接影響學(xué)校的辦學(xué)質(zhì)量。

(四)實際應(yīng)用現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在高職院校畢業(yè)生，運用計算思維解決問題的能力另人堪憂。舉個例子來說，一個畢業(yè)生剛剛走上工作崗位，獲得一份統(tǒng)計數(shù)據(jù)的工作，為部門方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但就是這樣一個簡單的工作，學(xué)生們甚至覺得無從下手，不知應(yīng)獲取那些統(tǒng)計信息，不知信息如何分類和提煉，缺乏抽象的能力，也缺乏面向自動化處理的意識，數(shù)據(jù)大量冗余，產(chǎn)生無效組合。使用各種軟件協(xié)同操作的能力不足，大批量處理數(shù)據(jù)的能力不夠，因此一份簡單的報告，改了又改，看起來仍然差強人意。這樣的例子在實際工作中屢見不鮮，這也是一些大學(xué)生最不愿意聽到的評價：明明學(xué)校都學(xué)過，怎么工作起來就跟完全沒學(xué)過一樣。這樣尷尬的局面，也從一個側(cè)面證明，計算思維能力培養(yǎng)的重要性，讓學(xué)生能像一名計算機科學(xué)家一樣思考問題，條理清楚，邏輯嚴(yán)密，思路明確，并能最大限度的適應(yīng)本專業(yè)工作特點和工作邏輯，是高職院校培養(yǎng)高水平技能人才的重要出發(fā)點。

三、計算思維能力培養(yǎng)與計算機基礎(chǔ)課程密切相關(guān)

計算思維能力的培養(yǎng)歸根到底是一種思想的培養(yǎng)。是教會學(xué)生用科學(xué)的思維方式分析問題、解決問題的能力，也就是學(xué)會該如何做的問題。近年來，各地高職院校對基于計算思維能力培養(yǎng)的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的研究較多，普遍認(rèn)為計算思維能力培養(yǎng)與計算機基礎(chǔ)課程密切相關(guān)。

一方面，計算思維已成為一種基礎(chǔ)的、科學(xué)的思維方式，在大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)達(dá)的時代，各行各業(yè)都在使用數(shù)據(jù)的概念去量化生產(chǎn)和生活，這也是數(shù)字化時代的本質(zhì)。這種依賴“數(shù)字與計算”的革命，使得原本屬于計算機領(lǐng)域的各項能力從輔助走向支撐，再到形成一種思想指導(dǎo)實踐，這是質(zhì)的飛躍。就高等職業(yè)教育而言，計算思維能力的培養(yǎng)是一個潛移默化的過程，需要較長的時間，更需要較為寬泛的專業(yè)范圍。計算機基礎(chǔ)類課程是每個專業(yè)都要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)通識課程，開設(shè)時間周期較長，面對專業(yè)寬泛，且因?qū)I(yè)而異，有針對性開設(shè)，在此類課程中加入計算思維能力培養(yǎng)有先天的專業(yè)優(yōu)勢和后天的滲透優(yōu)勢，教學(xué)和培養(yǎng)體系順暢，能夠在原有計算機基礎(chǔ)教學(xué)基礎(chǔ)上，迅速增強計算思維能力培養(yǎng)，實現(xiàn)對計算機基礎(chǔ)類課程教學(xué)質(zhì)量的實質(zhì)性提升。

另一方面，為適應(yīng)新時代發(fā)展，計算機基礎(chǔ)類課程教育教學(xué)質(zhì)量需要有更大提升，需要有更高目標(biāo)作為指引。依據(jù)教育部高校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會將“計算思維能力培養(yǎng)”作為我國大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革核心任務(wù)的要求，計算思維能力培養(yǎng)應(yīng)作為計算機基礎(chǔ)類教學(xué)中的核心任務(wù)來抓。計算思維與計算機基礎(chǔ)課程二者密切相關(guān)，互相作用。事實證明，不管是來自計算機專業(yè)的學(xué)生，還是非計算機專業(yè)的學(xué)生，都將面對以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的各項現(xiàn)代化工作，具備正確的計算思維，掌握其思想精髓和核心方法，將是十分必要且十分重要的。計算思維的培養(yǎng)將大大提高學(xué)生將在校所學(xué)理論知識應(yīng)用于實踐的能力，并給他們帶來更具專業(yè)性、科學(xué)性的統(tǒng)籌、規(guī)劃及設(shè)計工作的能力。

四、以“計算思維”能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)設(shè)計

(一)重“教”重“育”，樹立正確教育理念，加強有意識培養(yǎng)

摒棄計算機基礎(chǔ)教學(xué)只專注應(yīng)用技能的培養(yǎng)，忽視思維能力培養(yǎng)的錯誤觀念，沖破“狹義工具論”的局限，將有意識地針對計算思維的培養(yǎng)融入教育教學(xué)全過程，做到既重“教”又重“育”。以教育部提出的：計算機基礎(chǔ)課程要以計算思維能力培養(yǎng)為核心的要求，轉(zhuǎn)變教育理念，從單純技能培養(yǎng)向思維能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。要增強有意識地針對計算思維能力的培養(yǎng)，教師做好引導(dǎo)和啟發(fā)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和探究能力，引發(fā)學(xué)生思考，將計算思維核心要義融入其中，教會學(xué)生如何抽象化、數(shù)字化的表達(dá)方式，如何設(shè)計使其能夠自動化、高效化的運轉(zhuǎn)，經(jīng)過長期訓(xùn)練逐步形成科學(xué)的分析問題和解決問題的思維方式。

(二)注重專業(yè)整合，改進(jìn)課程設(shè)計，完善課程體系

計算思維能力的培養(yǎng)不是一門課程，一次授課可以實現(xiàn)的。一種思維模式的養(yǎng)成需要長期的潛移默化的過程。合理編制專業(yè)教學(xué)大綱，讓計算機基礎(chǔ)課程做到有梯度、有層次地銜接是提升培養(yǎng)質(zhì)量的重要支撐。目前，采用“1+X”框架體系是較為合理的選擇。“1”代表通用計算機基礎(chǔ)課程，可包括：計算機文化基礎(chǔ)、計算機硬件基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，辦公應(yīng)用技術(shù)，信息安全等普遍適用各專業(yè)的計算機基礎(chǔ)，開設(shè)的學(xué)期為高職一年級。“X”代表與各專業(yè)密切關(guān)聯(lián)的計算機基礎(chǔ)課程，可包括：數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、計算機輔助設(shè)計、編程、動漫設(shè)計、網(wǎng)頁制作等，這些課程應(yīng)伴隨各專業(yè)專業(yè)課程教學(xué)同時開設(shè)，開設(shè)的學(xué)年為高職二年級。

例如：針對會計專業(yè)和會展專業(yè)，都可在一年級開設(shè)計算機文化基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)、信息安全等課程，打下技能和思維基礎(chǔ)，培養(yǎng)重點是了解計算思維的意義，掌握必備基礎(chǔ)技能，樹立以思維能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)重點，做好學(xué)生思維能力培養(yǎng)入門工作。在二年級時，結(jié)合本專業(yè)特點，會計專業(yè)應(yīng)開設(shè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、和基于EXCEL等核心軟件的高級辦公應(yīng)用技術(shù)，而會展專業(yè)則可開設(shè)圖像圖形處理、多媒體技術(shù)等相關(guān)課程，培養(yǎng)重點是深入認(rèn)識和理解計算思維重要作用，樹立基于專業(yè)能力培養(yǎng)的計算思維模式，并能熟練掌握和運用計算思維，有效地分析和解決專業(yè)問題。在教學(xué)大綱的編制中也應(yīng)適當(dāng)延長針對計算機基礎(chǔ)類課程的學(xué)習(xí)周期，明確各階段各專業(yè)基于計算思維能力培養(yǎng)的工作要點，而不是單純掌握哪些知識和技能。

課程設(shè)計上，也應(yīng)摒棄以教師為主體，學(xué)生被動接受的局面。應(yīng)采取理論+實戰(zhàn)的教學(xué)方式，注重教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，注重案例的連貫性和實戰(zhàn)性，樹立以實戰(zhàn)為出發(fā)點的課堂設(shè)計。例如：以工商管理專業(yè)為例，讓學(xué)生完成一項簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計是我們經(jīng)常使用的實戰(zhàn)案例，但與以往不同的是，新的教學(xué)設(shè)計應(yīng)盡量讓學(xué)生從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、分揀、歸納做起，從字段的設(shè)置、到表單的生成，可參照有關(guān)資料自行設(shè)計，讓學(xué)生完整的體驗抽象和自動化的概念，逐步減少數(shù)據(jù)冗余，做好容錯的思想準(zhǔn)備以及面對失敗的風(fēng)險評估等，應(yīng)避免給好現(xiàn)成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，給好圖表及全部操作步驟，學(xué)生只需按步驟操作，依葫蘆畫瓢，不必獨立思考其他問題，專注點只在如何學(xué)會制作的基礎(chǔ)技能，這樣的課程設(shè)計當(dāng)然起不到啟發(fā)學(xué)生計算思維的目的。

(三)調(diào)整教學(xué)模式，豐富學(xué)習(xí)形式，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

充分運用多種教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)性趣?；诮虒W(xué)內(nèi)容的設(shè)計，可采用理論+實踐教學(xué)、案例教學(xué)等模式，增強教學(xué)與實際的結(jié)合度，效果更逼真，學(xué)習(xí)的帶入感更強。基于教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計，可采用目標(biāo)驅(qū)動、任務(wù)驅(qū)動、學(xué)習(xí)大作業(yè)等方式，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)充滿預(yù)期，獲得較好的學(xué)習(xí)動力?；趯W(xué)習(xí)形式上的設(shè)計，可采用討論式學(xué)習(xí)、分層教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、小組學(xué)習(xí)等形式，讓學(xué)生在討論中理清思路，在討論中弄清計算思維的內(nèi)涵，以集體智慧帶動個人思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強面對困難問題的分析和處理能力，獲得更強的學(xué)習(xí)成就感。

(四)改進(jìn)考核機制，開展對學(xué)習(xí)效果的全面評價

目前，計算機基礎(chǔ)類課程的考核主要以“筆試+機考”的形式為主，有些計算機基礎(chǔ)課程甚至只有筆試沒有機考，這對于科學(xué)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果顯然是不全面的。在新的教學(xué)模式下，應(yīng)注重基于計算思維能力培養(yǎng)的綜合能力考核，加大對學(xué)習(xí)過程及工作思路的考核，適當(dāng)增加對設(shè)計思路、工作思路等涉及思維能力培養(yǎng)方面的分值，形式上也可采用答辯的形式，讓學(xué)生有充分表達(dá)學(xué)習(xí)收獲、思維狀況的機會，而不是僅看最后結(jié)果。評價群體上，在傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)教師評的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)加入小組學(xué)習(xí)分值，學(xué)生自評分值，學(xué)生互評分值，增加對學(xué)生評價的維度。

五、結(jié)語與思考

隨著信息化、大數(shù)據(jù)時代的到來，計算思維已經(jīng)作為一種基礎(chǔ)的思維方式融入到各行各業(yè)的發(fā)展中。在高等職業(yè)教育培養(yǎng)高質(zhì)量技能型人才的目標(biāo)指引下，調(diào)整教育思路，改進(jìn)教育手段，培養(yǎng)更具時代特點的勞動者，更符合時代要求的“數(shù)字化公民”，是一項長期而艱巨的任務(wù)，重視對計算思維能力的培養(yǎng)是解決這一問題的關(guān)鍵。在不斷的改革和探索中，我們?nèi)匀灰亟鉀Q阻礙思維能力培養(yǎng)的唯考試論思想，解決部分師生思想上認(rèn)識不深，仍然堅持無意識教學(xué)，“狹義工具論”的思想問題。這樣的教學(xué)改革也需要各專業(yè)教師協(xié)同合作，將專業(yè)需求行業(yè)特性與計算機基礎(chǔ)課程進(jìn)行更有效的銜接，更緊密的配合，共同設(shè)計計算思維的培養(yǎng)方案，最終實現(xiàn)為各專業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)優(yōu)秀人才的目標(biāo)。