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1、计算思维视野下信息技术概论课教学优化研究 摘要：在非计算机专业中开设信息技术概论课程，目的是培养大学生创新能力和提高其综合素质，计算思维的引入是实现上述目标的重要举措。为此，要深入剖析教学过程中存在的问题，优化基于计算思维能力培养的信息技术概论课教学。 一、信息技术概论课教学存在的问题 1对课程本身认识上的偏差 大学生对计算机的认识大多停留在“计算机是工具”的层面上，对计算机科学和技术缺乏基本了解，长期以来一直存在“计算机就是程序设计”“计算机基础课程就是讲解软件工具使用”等片面观点。这些问题的存在给信息技术概论教学，特别是大学第一门信息技术课程带来了挑战。 2教学内容涉及的范围广、知识点多，
2、系统性弱 该课程的培养目标是尽可能使非计算机专业的学生对信息技术的主要领域有一个基本的了解，如计算机是什么、能做什么、如何做等，课程教学内容广泛，知识点丰富且相互交叉，基本上是各领域基础知识和基本技术的浓缩。现有课程包含十多个知识模块，学时接近；各个模块间无太多相关性和顺序关系，基本相当于若干讲座性内容的集成，系统性弱。 3教与学方法陈旧，缺乏计算思维能力培养 这样的课程体系带来的问题是教和学的困难。由于涉及的知识点较多，而授课教师又有各自不同的研究领域和专业方向，难以做到对所有知识模块都有较深入的理解。由于知识点多、概念多，理解教学内容十分困难，基础和课程之间的断层很难弥补。多数学生学完该课
3、程后，获得的只是一些零散的概念以及对办公软件的基本应用能力，难以有系统性的理解，无法达到“建立利用计算机求解问题的基本思路”的要求。 二、计算思维与信息技术概论课教学 2005年，美国总统信息技术咨询委员会（PITAC）提交的报告计算科学：确保美国竞争力认为，虽然计算本身也是一门学科，但是其具有促进其他学科发展的作用，21世纪科学上最重要的、经济上最有前途的前沿研究都有可能通过先进的计算技术和计算科学而得到解决。2006年，美国周以真教授提出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的思维活动。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
4、形式应该能有效地被信息处理代理执行。 2010年，全国9所“985工程”建设高校在西安交通大学举办了首届“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”，并在会后发表了联合声明。声明指出，培养复合型创新人才的一个重要内容，就是要潜移默化地使他们养成一种新的思维方式，即运用计算机科学的基础概念对问题进行求解、系统设计和行为理解，即建立计算思维。要把培养学生的“计算思维”能力作为计算机基础教学的核心任务，并由此建立更加完备的课程体系和教学内容，进而为全国高校的计算机基础教学改革树立标杆。 以计算思维能力培养作为信息技术概论教学的核心任务，不仅可以紧紧围绕现有计算机基础教学的根本任务和核心知识内容，而且反映
5、了计算机学科的本质，也体现了通识教育应有的特征，更为重要的是可以使学生掌握在计算环境下的问题求解方法，这是今后学生应用计算机技术解决专业问题的重要基础。显然，这样的教学定位，不仅摆脱了以“操作技能”培养学生计算机能力造成的“危机”，也更好地诠释了课程建设的目标，体现了信息技术概论课程的基础特征。 三、计算思维视野下的课程教学改革 1课程教学内容优化研究 信息技术概论课需要有相对稳定、体现计算机学科核心思想和思维方式的内容，不但要解释相关知识是什么，还要回答它们为什么，特别是要在不局限于特定机器的条件下，抽象表达计算模型和原理、方法及其实现，因此需要在更高层次上进行课程教学内容建设。 围绕计算思
6、维的核心思想，梳理和删减现有课程教学内容，避免概念的堆积，建立围绕计算思维核心思想的内容组织体系，突出核心的基础内容，在教学内容上形成特色鲜明、层次清晰的特色模块，用不同模块间的组合构建信息技术概论知识体系。同时强化与不同专业的横向联系。通过研究不同专业的需求，有针对性地设置与专业相关的信息技术概论课程内容，培养学生的学习能力、学科能力、实践能力和创新能力，充分考虑学生个性需求和专业有机结合，建立前后呼应、相互联系的多层次信息技术概论课程内容体系。表1展示了笔者所在学校信息技术概论课的主要知识模块及学时安排。 2融合计算思维的教学手段、方法 教学改革不仅仅是教学内容体系的梳理，更重要的是在各部
7、分内容的具体教学中如何组织和呈现相应的教学内容，使学生通过学习理解计算思维的基本方法，而不是简单的概念堆积和知识堆积。基于计算思维，实现教学手段与教学方法的创新，建立和完善围绕问题求解作为基本过程的教学过程，即能否通过问题引入，寻求解决问题思路，进而引出问题解决方法或实现方法的教学组织形式。实践过程中我们主要做了以下几点： 建立全新学习模式。在课程教学中逐条分解学习目标，按照学习任务“提出目标实现总结”的一体化思路，逐渐健全为能力培养为主的全新学习模式。 实施任务及问题驱动式教学。打破常规教学思路和教材章节的制约，以项目为导向，以任务及问题为驱动，明确每节课的目标，可操作性强，让学生轻松掌握所学知识。 分类别教学。分专业设置教学内容，对文史类和理工类专业分别编写不同的教学大纲，针对专业特性进行侧重教学。同时，文史类和理工类的考试试卷也有所区分，以适应对不同类别学生进行课程知识与技能的考查。 3培养学生计算思维能力 信息技术概论课程教学的核心任务是计算思维能力的培养，计算思维的核心是基于计算模型（环境）和约束的问题求解。围绕计算思维相关的内容体系，结合应用实例和解决问题的过程，在较高的层次上去理解计算过程、计算原理和相关方法。面向各专业计算机应用需求，培养学生基本的计算思维能力，培养学生对计算机学科独特的思维方式，为将来创新性地解决专业问题奠定基础。