1 阐述计算思维的定义及其认识
1.1 计算思维的由来和特点
计算思维的思想从提出到发展有了很长时间,计算思维的思想不仅仅是为了计算机专业的人员服务,而且可以运用到各个学科,利用计算思维拓展思路,掌握良好的思维模式,从而解决各个学科的问题。
1.2 计算思维的定义及其在相关学科的联系
“计算思维是以计算机学科的系列理论为基础进行问题求解、系统设计以及人类行为模拟等涵盖计算机范畴的一系列思维活动”,计算思维所采取的办法就是,提出假设,对所研究的黑箱“输入”信息,根据所反馈的“输出信息”进行分析和判断,验证假设。
2 计算思维在教学中的应用
2.1 教学现状及存在的问题
中科院的王飞跃教授、李国杰教授在计算思维方面孜孜以求的探索着,计算思维作为一个问题解决的有效工具,人人都应当掌握,处处都会被使用。计算思维是无处不在的,提供了理解世界的智力工具,在人类社会中具有永久的价值。目前在高校广泛开展的大学计算机基础课程,在计算机专业中存在着重技能而非思想,重点而非面,在很多知识的练习中往往是知其然而不知其所以然,无法对问题有清晰的定义以及解决问题的思路,只能是用僵硬的固定思维去解决,而某些问题的情况发生改变却不能做出相应的调整。
2.2 任务驱动型教学
在现在的教学中,做的比较突出的是基于计算思维的任务驱动型教学模式,这种教学是以学生为核心,老师作为辅导或者是引导者的身份出现。要求教师课前对本节课的任务进行规划,对教学目标、教学任务、任务分配和时间掌握上做到有规划,对存在的难点,疑点提供引导性的方向提示,对学生有所启发。学生作为主题提出任务的解决方法,以及实施的具体方案,并在方案每一步的进行中测试其可行性,为下一部分提供经验和基础。还有加以部分实践,为概念的理解加以深化。
2.3 问题驱动型教学
除了任务驱动教学还有问题驱动教学,类似于计算机在处理问题时的问题抽象,对问题进行定义,建立合理的数学模型,针对这个数学模型设计具体算法进行求解,编程具体实现,完成测试,解决问题。学习者必须拥有学习的主动权。问题驱动也是以学生为核心,让学生独立自主的来解决问题的有效方式。但并不是所有的教学任务都可以通过问题驱动来完成,在某些特定领域中,知识点的理解已经超越了大学生的研究范围,会有部分问题不能解决,导致学生的兴趣下降。
2.4 教学资源库的建立
在探究计算思维的教学上,利用思维导图为基础,以网站为展示形式,辅助教学视频和经典例题的形式来完整展示计算思维过程,更清晰深刻的理解计算思维的内涵以及掌握思维过程。
思维导图的建立需要有一个中心,就是要解决问题的核心或者任务的核心,在此基础上对核心内容进行定义、解剖、分析,找到解决问题的切入点,找出针对问题的方向,并且对每一个方向的概念都要清晰的定义出。同时突出层次感,并且能对过程进行反思和检验。
在课后过程中,通过思维导图的方式强化计算思维的过程,对养成计算思维是大有裨益的。思维导图的作用有以下方面:
2.4.1 利用思维导图等多媒体表现出计算思维的过程
关于计算思维的研究也很多,具体到课程学习的很多,但是处于探讨研究阶段,通过思维导图等多种多媒体展示效果可以更好的培养计算思维能力,而且涵盖专业课、基础学科,更全面的建立以计算思维为基础的全学科知识结构,掌握计算思维能力。
2.4.2 图文并重,系统化思维过程
思维导图的建立必须寻找一个核心点,并围绕此为对核心点进行分解,寻求问题的背景,问题的定义,解决问题的途径,以及运用的思想。把思维的过程进行了梳理,清晰简单,图文并茂,运用图来强化思想的路径,并且加强记忆,让思维能力得到提升。
2.4.3 创建体系架构,链接知识点
利用思维导图对整个知识体系进行梳理,并且把任务或者要解决的问题作为核心内容,以此为基础进行拓展。依照问题定义、提出假设、验证假设的过程对学科内容分析,能够容易的看出知识点的关联性,一个问题的解决可能对好几个问题都有启示作用。
利用以思维导图为基础,加上教学视频以及课后习题的形式,对课程内容整理归纳,形成一个较为完整的体系结构,
文章来源:《大学教育》 网址: http://www.dxjyzz.cn/qikandaodu/2020/1119/1323.html
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