基于计算思维的信息化思维课程教学研究.doc

第页共NUMPAGES8页
基于计算思维的信息化思维课程教学研究

打开文本图片集
【摘要】：^p：以计算思维为核心的信息化思维已经成为推动社会进步的重要因素之一，是大学生信息化思维培养的重要组成部分。文章以计算思维为基础，结合学科特点的教学改革理念构建分层次的课程内容体系和项目式教学模式，借助于MOOC平台，根据学生的基础知识和学科特点，将课堂上计算思维基础知识的传授过程转移到线上完成，为学生提供个性化的自主式学习过程
【关键词】：^p：计算思维；信息化思维；MOOC；课程改革
0、引言
随着信息化技术的高速发展，人们以形形色色的方式生活在网络社会中，学习和思维方式也悄然改变。计算机科学在生活各个领域的广泛应用使得人们迫切希望借助计算机更好地完成工作，尤其是在大数据时代，科学研究工作更需要各类信息技术作为支撑，以带来新的思路和方法。电子商务、密码学、生物计算机等交叉学科交叉专业的不断涌现进一步表明计算机科学在各个专业发展中举足轻重的地位。提高信息素养和信息技术使用水平是适应信息化社会发展的必然要求，然而在当前各学科的计算机专业教育及计算机基础教育的教学中还存在很多问题。例如，计算机教学多采取“理论+操作”的教学方式，偏重对知识和技能的灌输，对信息化思维的培养重视不足。另外，很多高校没有采用分类、分层次的系统化教学体系，难以针对不同专业和不同层次的学生制订相应的培养计划和目标，影响学生实践能力和创新能力的培养。
为了更好地迎接信息化时代的到来，让我国专业人才的储备与国际接轨，计算机基础教育和计算机专业教育不能仅仅从技术和知识水平的角度进行改革，必须从更高层次的思维维度深化和提高。传统以技能为核心的计算机教学缺乏对学生计算意识和计算思维的培养，尤其是对非计算机专业的学生。许多人错误地将计算机科学理解成计算机编程，在学习和实践的过程中只见树木不见森林。现代计算机教育需要以计算思维的培养为核心，围绕着提升学生的计算思维开展教学工作，将思维培养囊括进“知识+能力”的培养框架，全面提高学生的信息化素养。此外，如何针对各专业学生的特点，培养学生的信息化思维和创新精神，是各高校当前面临的重要问题。信息化思维教学是适应数字化、信息化和计算机发展，培养高层次的优质复合型和通用型人才的必然诉求，而计算思维是整个信息化思维的核心，可为学生提供新视角和新方法，对其学习和就业都具有重要的指导意义。
目前，国内一些高校已经开设了计算思维课程，出版了多本相关教材。从这些课程和数材的内容看，大多还局限在计算思维的基本概念、办公自动化软件的使用、计算机软硬件知识、算法和编程初步以及计算文化等。然而，对于计算思维能力的培养，尤其是如何将计算思维应用到实际项目的讨论甚少，学生难以从庞杂的现象中抽象概括并分析^p问题的本质，为此，斯坦福大学、麻省理工学院等国外名校纷纷开设MOOC课程，强化设计思维（designthinking）以及从实际问题中抽象出数学模型并给出优化问题解的能力培养方案。这不仅强调学生对实际问题进行创新思考能力的培养，还对团队协作智能的培养有所帮助，同时也是当今社会对各专业人才的基本要求。在吸收国内外相关课程建设经验的基础上，复旦大学软件学院从2021年开始面向全校开设本科教育通识核心课程“信息化思维”，内容涉及计算思维、互联网思维和设计思维，以培养学生信息化时代的思维方法为核心。几种思维及能力培养的关系如图1所示。
1、以计算思维为基础的信息化思维课程建没
1）计算思维。
曾任美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任的周以真教授于20___年3月提出计算思维的概念：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；在2021年又重新给出计算思维的定义：计算思维是与形式化问题及其解决方案相关的一个思维过程，其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理代理执行。计算思维反映了计算机学科的核心方法和本质，从计算思维的角度讲授计算机科学或许是更为普适的一般学科思想与方法，这一理念在国内外教育界得到广泛支持。ACM前主席Denning教授曾指出：“计算思维并不是计算机科学唯一和独有的特征，如果人们不谨慎地认识和看待它，那么它将会把人们引向思维的陷阱”。同时，他认为计算过程是信息处理的过程，在自然界中无处不在。由于计算思维所代表的是一种普遍的状态和通用技能，而不仅仅是计算机科学家所具有的，因此每一个人都应该学习和运用计算思维，使之成为一种常识。这与本科牛通识教育课程培养学生独立思考和对不同的学科有所认识，最终将不同知识融会贯通的目的相一致。
利用计算思维能够引导学生在不确定的情况下规划、学习和调度，从而完成庞杂的学习任务或者设计复杂的系统，并利用启发式推理获得问题的最佳解决方案。需要注意的是，区别