罗芳+刘卫国

摘要：培养文科学生的计算思维能力是教学实践中的难点。该文总结出培养文科学生计算思维能力的着力点，以及文科学生的思维特点，提出了“大学计算机”课程教学中培养文科学生计算思维能力的一些方法。

关键词：计算思维；大学计算机

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）35-0155-02

1 概述

目前“大学计算机”课程的教学强调计算思维能力的培养，而“大学计算机”课程作为一门通识课，是所有专业的大学生都要学习的计算机入门课程，那么对于不同专业的学生，计算思维能力是否有所区别？文科学生计算思维能力包括哪些？在课程教学中怎样落实计算思维能力的培养？这些问题是值得深入探讨的，本文作者作为一名长期从事大学计算机基础教学的一线教师，在文中结合教学实践总结出培养文科学生计算思维能力的着力点，并针对文科学生的思维特点提出在“大学计算机”课程中怎样培养计算思维能力。

2 培养文科学生计算思维能力的着力点

如何在教学实践中将计算思维能力具体化，很多学者做过研究，比如战德臣教授认为计算思维能力可以分为符号化思维（或者说0和1的思维）、程序思维、递归思维、自动化思维、抽象思维等[1]；赵龙德教授则将计算思维分为5个层次，计算原理、计算系统、基于计算系统的问题求解、基于应用软件的问题求解、计算机网络[2]。以上两种对计算思维能力进行分解的方法在教学实践中对于培养学生的计算思维能力起到了很好的指导作用。然而我们发现对于非专业的文科学生，由于他们没有任何计算机专业知识作为支撑，导致在落实计算思维能力培养上有一定的难度。比如程序思维，程序不只是简单的指令的集合，不只是程序语言的描述，指令间的逻辑关系才是程序思维的关键，对于没有算法基础、没有学过数据结构的非专业学生就很难一下子去培养这样的思维能力。

根据非专业学生的实际情况，我们需要分阶段的去培养计算思维能力。计算思维能力最终的目的是希望学生能借助计算机解决实际问题，通过计算机解决实际问题既可以自己编程实现，当然也可以借助已经存在的应用软件。因此，结合教学实践，我们将计算思维能力从低到高分为三个层次：1）机器的操作能力；2）信息的处理能力；3）问题的求解能力。[3]

具体来说，机器的操作能力指学生能熟练运用计算机应用软件解决实际问题的能力，强调的是学生通过自学掌握应用软件的能力。我们希望通过学习几种软件的使用，使得学生了解应用软件的操作模式，通过自学能掌握其他应用软件的使用。比如，通过学习word和excel办公软件的使用，以后对于不同的文字处理、表格处理的软件都能够自学掌握。

信息的处理能力指能主动运用数据库知识组织与管理信息的能力和运用多媒体知识处理多媒体信息的能力，强调的是学生主动进行信息抽象与转换的能力。现实世界的信息要被计算机能够处理首先必须将信息转换成便于计算机识别和应用的信息，比如，有大量的成绩数据需要处理，学生首先应该想到怎样将数据结构化，建立相应的关系数据表，才能使用数据库软件进行处理；再比如，对一张纸质照片进行处理，学生首先应该想到怎样将图像数字化。这些都需要学生了解现实世界的各种信息在计算机中的存储格式，主动的进行转换，便于计算机进行处理。

问题的求解能力指运用计算机程序设计语言设计程序对特殊问题进行求解的能力，强调的是学生发现问题的能力，即找到计算机与其专业问题的结合点。非专业学生学习一定的程序语言知识并不是要求他们能设计程序解决问题，而是希望他们通过程序语言的学习了解程序的运作过程，从而帮助程序员解决其专业领域的问题。

很多老师对于计算思维能力的理解比较笼统，偏重强调编程能力的培养，而编程不仅仅只是掌握一两门程序语言，需要具备相当的计算机专业知识，这对于文科学生来说是不切实际的。将计算思维能力分层以后，计算思维能力的培养就比较清晰明确，在教学中可以根据不同层次的能力分别进行培养。在以上三个层次的计算思维能力当中，机器的操作能力和信息的处理能力是培養文科学生计算思维能力的着力点。

3 文科学生的思维特点

教学强调因材施教，培养文科学生的计算思维能力，需要了解他们的思维特点。根据长期的教学经验，我们总结出文科学生的思维特点有以下三点：

1） 形象思维能力强，抽象能力较弱

文科学生对现实世界的认识和理解是基于自然语言文字的描述，语言文字的描述讲究形象化。而用计算机处理信息首先要把信息抽象成计算机能够操作的数据，需要从数学的角度对现实世界进行抽象，建立相应的数学模型。比如在PS软件的操作中，对于红色的描述，文科学生头脑里出现的是深红、大红这样的词汇，而计算机的描述则是用RGB的数值。在教学实践中我们发现这种思维的差异导致文科学生对计算机产生隔阂感，不太能够主动的运用计算机进行信息的处理。

2） 感性思维能力强，理性思维能力较弱

文科学生擅长从人的主观角度去感知世界，感性思维能力比较强，感性思维是一种跳跃性、发散性的思维，不太强调前后的逻辑关系。比如在数据库的学习中建立数据表，需要建立表结构，然后才能输入记录，很多学生在这一点上就不能理解，他们不会去关注表结构和表记录之间的逻辑关系。

3） 想象力强，具体操作能力较弱

计算机操作需要根据硬件和软件的实际情况按步骤进行，很多文科学生在学习软件操作时，总是凭想象进行操作，比如在excel操作中，单元格引用的操作比较复杂，怎样引用单元格有着严格的规范，尤其在函数中引用单元格，参数位置不同所代表的含义是不一样的，结果也自然不同，但是很多文科学生在学习这个部分的时候喜欢按自己想象的方式进行操作，导致在教学实践中这个部分成为了学习的一个难点。

4 怎样在“大学计算机”课程中培养计算思维能力

为了落实计算思维能力的培养，我们从以下三个方面进行教学改革：

1） 对课程内容进行分类

“大学计算机”课程的内容多而杂，为了突出计算思维能力的培养，我们将“大学计算机”课程内容分为知识学习和能力培养。表1是“大学计算机”课程内容的分类。

知识学习部分使得学生掌握一定的计算机理论知识，为能力培养打下理论基础。知识学习部分的内容偏重理论讲解，重点是帮助学生理解计算机的工作方式。能力培养部分使得学生具备使用计算机处理信息的能力。能力培养不只是教学生使用软件，依据计算思维能力的分层，能力培养又分为机器的操作能力和信息的处理能力两部分。机器的操作能力强调通过自学掌握应用软件的使用的能力，信息的处理能力强调学生主动抽象和转换信息的能力。将课程内容分类以后，在教学中便可以非常明确地对学生实施计算思维能力的培养。

2） 改变教学内容顺序

在以往的“大学计算机”课程教学中，通常是先讲解理论知识，再学习相关的软件操作。一般按照以下顺序进行教学：

计算机基础理论知识→计算机体系结构→先讲操作系统再学习常用操作系统的使用→office软件的操作→先学计算机网络基础再将互联网的使用→先讲多媒体基础再学习flash软件、ps软件的使用→先讲数据库基础再学习Acess数据库的使用→先讲程序设计基础再学习vb的简单应用。

通常课程一开始就先学习计算机基础理论知识和计算机体系结构，然后才会学习操作系统的使用。根据文科学生的思维特点，先学习理论知识他们会觉得很抽象，难于理解和接受。因此，我们从比较直观的软件操作开始，先使用软件再学习理论知识。比如学习计算机体系结构之前先学习操作系统的使用，在使用操作系统的同时，学生会接触鼠标、键盘、屏幕等计算机硬件设备，对计算机有比较直观的感受，这时再引导学生深入了解计算机的构成，即计算机体系结构。有了直观印象以后再学习，学生更容易接受。以下是调整后的教学内容顺序：

先学习常用操作系统的使用、office软件的操作→计算机基础理论知识→计算机体系结构→操作系统→先学习互联网的使用再讲计算机网络基础→先学习flash软件、ps软件的使用再讲多媒体基础→先学习Acess数据库的使用再讲数据库基础→先学习vb的简单应用再讲程序设计基础。

调整后的教学内容顺序都是先接触软件操作，再进行相关的理论知识的学习。这样的学习顺序，更符合学生的认知规律。

3） 注重能力培养

能力培养主要是学习常用软件的学习，与以往的教学不同的是，我们将能力培养分为机器的操作能力和信息的处理能力，这样教学生使用软件，不只停留在学会某一软件操作的目标上。其中，机器的操作能力不仅仅指会操作基本软件，而是强调通过自学掌握应用软件的能力。为了培养學生的这个能力，我们在教学生使用操作系统和office软件的时候，不是从菜单、标题栏等界面的功能开始介绍、学习，而是告诉学生这个软件具有什么样的功能，至于怎么实现这些功能，由学生自己摸索掌握。比如，在学习word操作时，告诉学生word可以进行文字的编辑排版，那么关于文字该怎样进行编辑排版完全由学生自学掌握。

5 结束语

由于文科专业与计算机学科缺乏交集，因而培养文科学生的计算思维能力是计算机基础教学中的难点。本文提出了将机器操作能力和信息处理能力作为培养文科学生计算思维能力的着力点，结合文科学生的思维特点，总结出在“大学计算机”课程教学中通过对课程内容进行分类、改变课程教学内容顺序、注重能力培养等方法来培养文科学生计算思维能力。

参考文献：

[1] 战德臣，聂兰顺.计算思维与大学计算机课程改革的基本思路[J].中国大学教学，2013（2）：56-60.

[2] 赵龙德.大学计算机课程中计算思维培养的层次和原则[J].计算机教育，2015（20）：9-12.

[3] 罗芳，杨长兴. 计算思维与大学计算机基础教学改革的思考[J].计算机教育，2014（18）：83-85.