史家银

（云南艺术学院 云南 昆明 650500）

1 引言

当今，计算机技术飞速发展，计算机技术的发展当中汇集了人类的创造力和想象力。随着时间的推移，计算机技术已融入到各个学科和领域，具有非常深远的影响。在目前的艺术类院校计算机基础技能教学中，让学生通过对计算机发展史和初步程序设计学习，能够促使其培养计算思维能力和意识。艺术类院校教育中，计算机基础教育属于素质教育的重要组成内容。但是，目前艺术类院校的学生的基础普遍较薄弱，计算机基础教育课程中多数以基础知识和办公软件练习为主，很少有针对学生的计算思维能力培养的程序设计课程。那如何将旨在培养学生计算思维能力的程序设计思想和办公软件技能练习相结合就成为本文探索的目标。

2 计算思维概述

2006年3 月，美国卡内基·梅隆大学周以真教授清晰系统地阐述了计算思维，2010年10月中国科学技术大学陈国良院士在“第六届大学计算机课程报告论坛”倡议将计算思维引入大学计算机基础教学以后，计算思维得到了国内计算机基础教育界的广泛重视。周以真教授认为，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。其定义包含了三个层次的内容：

第一是计算思维意识。计算思维是一种科学思维，与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大思维。第二是计算思维方法。计算思维方法是计算思维的核心。计算思维方法很多，周以真教授将计算思维阐述成具体的七大类方法。总的来说，计算机思维方法有两大类：一类是来自数学和工程的方法，另一类是计算机科学独有的方法。例如，对于计算积分，学习数学的人通过函数变换求解积分，而计算机是通过对积分区间进行N等分然后累加各小区间的面积来实现。学习数学的人不会采用后一种方法，后一种方法只有掌握了计算机技术的人才采用，但是仍然来自数学。在大学计算机基础课程中，几乎每一个概念对应一种计算思维方法。第三是计算思维能力。计算思维的根本目的是解决问题，即问题求解系统设计以及人类行为理解。从计算机应用的角度来说，解决问题就是计算机的应用问题。例如，设计一个数据库应用系统、设计一个教学数据分析系统等都是计算机应用问题，是计算思维的目的所在。

计算思维教学是解决目前高校计算机基础教育问题的很好方式，然而计算思维教学在具体的执行过程中可能会遇到许多问题，既由于认识上的不足，又由于大学计算机基础教学的特殊性。那么，如何在艺术类院校计算机基础教学中培养学生的计算思维，使大学生学会用计算思维去思考问题和解决问题，对提升计算机基础教学水平、培养卓越人才具有重要的意义。

3 艺术类院校学生计算思维能力培养模式探索

教师教学的目的就是要遵循教学活动的客观规律，以尽可能少的时间、精力和物力投入，取得最大化的教学效果，从而实现特定的教学目标，满足社会和个人的教育需求。好的教学效果是教学的前提与基础，只有首先保证教学的效果，才能谈论教学的效益 。而根据笔者近年以来的调研，艺术类院校的计算机基础水平参差不齐，以纯理论化的计算思维教学效果不是很理想。如果大部分学生都不能接受的教学，那即使有再好的教学愿景也只能是教师唱独角戏，不是有效的教学。笔者认为能否调动学生自己主动学会用计算机的方式思考是关键，而其中的程序设计又是培养计算思维的很重要的方式，那么原有大学计算机基础中的部分内容可以在现有教学内容的基础上结合程序设计语言进行探索研究，以培养和训练学生的计算思维能力和创新能力为导向，重新设计成艺术类院校基础较薄弱的学生都能接受的教学内容。为此，笔者以培养学生的计算思维能力为目标，提出艺术类院校计算机基础教学中基于VBA的Office计算思维能力培养教学模式流程，如图1所示。

图1 计算思维能力培养教学模式流程图

Office是一个应用程序套件，其中内嵌了功能强大的编程语言VBA(Visual Basic for Applications)，用来开发自定义Office解决方案。可以说如果没用过Office中的VBA，那么只利用了Office不到20%的功能。与传统的宏语言、脚本语言不同，VBA提供了面向对象的程序设计方法，提供了比较完整的程序设计语言。由于VBA的存在，Office就不仅仅是应用程序，更是一个开发平台，计算机用户可以利用VBA对Office进行二次开发，大大扩展其功能。Office二次开发主要有三种模式：直接调用Office的App进行操作控制、程序中采用OLE的方式嵌入Office和制作Office的插件，嵌入到Office中运行。在Office二次开发的教学过程中以直接调用Office的App进行操作控制的模式为主要内容进行教学，在学生学有余力的情况下兼进行其他两种模式的讲授和学习。但无论是哪一种模式都以计算思维的培养为核心进行教学。

但是，根据资料调研分析目前在学校的计算机基础课程开设中很少有利用VBA对Office进行二次开发应用进行教学的。首先是研究利用VBA对Office进行二次开发在教学中的应用的相关文献资料非常少，其次是无论在中小学或大学里计算机基础教师的教学内容仅仅讲授现有办公软件功能如何使用，教学设计中很少将基于办公软件基本技能的简单程序设计思想纳入教学内容。笔者认为如果将基于VBA的简单程序设计与办公软件基本技能训练相结合，学生能够在掌握基础技能的过程中同时掌握程序设计思想，在激发了他们的学习兴趣的同时使得学生的计算思维能力得到很好的培养训练。

这一教学模式是专门针对大学计算机基础中的Office办公软件教学，目前在广大学生中对office已有较好的使用基础，所以教学时对图1中的第一部分只做一个基础测试，把重点放在第二模块上，从第二模块开始就以计算思维为重点贯穿整个教学的始终。另外，问题的提出是整个计算思维能力培养的重点，所以需要经过教师和学生一起调研分析找出较好的问题，也可以用头脑风暴的方式提出，然后先以描述性语言来实现解决问题的办法，构造出模型，最后再用VBA程序设计实现，经过调试和优化最终解决问题。在整个提出问题到解决问题的过程中学生的计算思维能力也得到了很好的培养和训练。

4 计算思维能力培养实例分析

艺术类院校学生计算思维培养重点是进行合理的教学设计。由于计算机应用技能类课程中，每一个软件的教学均具有诸多教学知识点。个别知识点比较“小”，并不能够单独成为一项教学内容，但是在学生的实际应用当中却具有比较大的应用性[2]。接下来笔者就尝试以“提出问题——基于VBA的解决问题的方法、思路和流程——程序设计——调试和优化问题解决方案”的思路设计教学案例，旨在培养学生计算思维能力。

案例A：如何在应用程序Excel中用消息框求两个数的最大公约数？

基本思路和步骤：

方法和思路：首先启动办公软件Excel，新建一个工作簿，启动开发工具中的控件工具箱，选择“命令按钮”和“输入框”工具，拖曳出大小形状合适的输入框两个，命令按钮一个，更改其“caption”属性为合适的名称，如“计算结果”。

程序设计及代码：左键双击“计算结果”命令按钮，启动VBA编辑器，在打开的程序代码区域实现以下代码，保存退出VBA编辑器设计模式即可。

Sub test()

a = Application.InputBox("输入第一个自然数:"，Type:=1)

b = Application.InputBox("输入第一个自然数:"，Type:=1)

If a > b Then

For i = b To 2 Step -1

If a Mod i = 0 And b Mod i = 0 Then

MsgBox a & " 和 " & b & " 的最大公约数为:" & i

Exit Sub

End If

Next

Else If b > a Then

For i = a To 2 Step -1

If a Mod i = 0 And b Mod i = 0 Then

MsgBox a & " 和 " & b & " 的最大公约数为:" & i

Exit Sub

End If

Next

Else

MsgBox a & "和" & b & " 的最大公约数为:" & a

End If

End Sub

测试：单击一下页面上的“计算”按钮，就会弹出一个消息框显示两个数的最大公约数。

案例B：怎样利用办公软件Word制作多项选择题？

基本思路和步骤：

方法和思路：首先启动办公软件Word，新建一空白文档，输入“计算机的硬件系统包括()”并设置合适的字体、字号和颜色。启动控件工具箱，选择“复选框”并在文档中拖曳出合适大小的复选框(checkbox1)一个。更改其“caption”属性为“CPU”，更改其名称“name”为“chb1”。设置“font”为合适的字体、字号等。复制以上复选框三个，分别设置属性“name”为“chb2”、“chb3”、“chb4”，“Caption”属性分别修改为“存储器”、“输入设备”和“输出设备”。

选择控件工具箱中的“命令按钮”，在文档中添加一个按钮，将其“name”属性修改为“dpd1”，“caption”属性修改为“判断”。复制命令按钮一个，将其“name”修改为“dpd2”，“caption”属性修改为“重选”。设置“font”为合适的字体、字号等。布局好的界面如图2所示。

图2

程序设计及代码：多项选择题的判断思维为如果全选，按下“判断”按钮则弹出“回答正确！”消息框，如果只选择了其中的某一项或某几项则弹出“没有选完整！请重新选择！”消息框。点击“重选”按钮，则刚才的选择清空，可以再次选择并作出判断。双击命令按钮“判断”，启动VBA编辑器，将如下代码输入到相应区域，输入完成后，关闭窗口返回测试即可。

Private Sub

dpd1_Click()

If chb1.Value=True And chb2.Value=True And chb3.Value= True And chb4.Value= True

Then MsgBox"回答正确！"，vbOKOnly，"结果"

Else

If chb1.Value=True And chb2.Value=False And chb3.Value=False And chb4.Value=False Or chb1.Value=False And chb2.Value=True And chb3.Value=False And chb4.Value=False Or chb1.Value=False And chb2.Value=False And chb3.Value=True And chb4.Value=False Or chb1.Value=False And chb2.Value= False And chb3.Value= False And chb4.Value=True

Then MsgBox"没有选完整！请重新选择！"，vbOKOnly，"提示"

End If

End If

End Sub

双击命令按钮“重选”，启动VBA编辑器，将下述代码输入到相应区域，输入完成后，关闭窗口返回。

Private Sub

dpd2_Click()

chb1.Value=False

chb2.Value=False

chb3.Value=False

chb4.Value=False

End Sub

综上案例A和案例B均为通过计算机基础教学中的办公软件的基本操作技能掌握以后的知识扩展，都以“提出问题——基于办公软件VBA的解决问题的方法、思路和流程——程序设计——测试和优化”的思路来设计教学，两个案例都通过条件判断让学生体会和掌握运用计算机基础办公软件分析问题和解决问题的方法和思路，从而让学生在轻松的办公软件学习中计算思维能力得到培养和提高。

5 结语

当然，计算思维并不是一种新的发明，而是早已存在的思维活动，是每一个人都具有的一种技能，只是人们的计算思维活动是无意识的，需要我们在计算机基础教学中加以引导和训练。计算机基础教育的关键就是要将无意识的计算思维变成有意识的计算思维活动，主动地找准问题，利用计算思维去分析问题、解决问题，并应用在各自的专业中。计算思维的案例也是处处存在，需要我们计算机基础教育工作者用心地设计并实施教学。本文中笔者仅仅以Office办公软件的教学为例，提出自己对计算思维能力培养方式的理解及自己在教学实践中的粗浅的尝试，希望能对大学计算机基础教育改革尽一份力。

[1]龚沛曾，杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学，2012，05（02）：51-54.

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[7]战德臣，聂兰顺，等.《大学计算机-计算思维导论》[M].电子工业出版社，2013版.

[8]龚沛曾，杨志强.《大学计算机基础教学中的计算思维培养》[J].中国大学教学，2012(5).

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[10]闫丽，邓哲.《基于VBA的Office二次开发》[J].通化师范学院学报，2006(7).

[11]史家银，《基于VBA的Office二次开发在艺术院校计算机基础教学中的运用案例分析》[J]，《信息化建设》，2016-12-15.