论文计算思维的调查报告分析与对教学改革，该文是教学改革类有关函授毕业论文范文与思维和教学改革和调查报告类论文范本.
张 葵
（武汉科技大学计算机科学与技术学院 湖北武汉 430081）
摘 要：以计算思维为核心,是非计算机专业大学计算机基础课程教学改革的方向.为了具体了解本校学生对大学计算机文化基础课程的学习情况以及明确本校的课程改革思路和方向,我们设计了问卷调查.在分析了调查报告后,明确并坚定了课程改革的方向,即在地方性高校中,培养非计算机专业的大学生的计算思维,是培养创新性人才的重要手段,这也正是“新工科”人才所需要的素质.
关键词：计算思维；大学计算机基础；课程改革；新工科
Questionnaire analysis of computationalthinking and inspires for educationalreform
ZHANG Kui
（College of Computer Science and Technology Wuhan University of Science and Technology,Hubei,430081,P.R.China）
Abstract：Computational thinking as a core is the direction of reform of university computer basic courses for non-computer major. To understand how learning situation of our university computer basic courses is and to make clear what way and direction of our curricular reform is, investigation questionnaire is designed. After analyzed the questionnaire, the direction of curricular reform is clear and firm, that is, in local university, developing computational thinking for non-computational major is important means for training innovative talents, and this is the needed quality of “new engineering” talents.
Key words：computational thinking; university computer basic courses; curriculum reform; new engineering
一、背景
任何学科的发展离不开计算,因此计算能促进其他学科的发展[1].周以真教授提出了计算思维的概念[2],描述为“计算思维是三大科学思维之一,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涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动.”教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会（以下简称教指委）敏锐地捕捉到了计算思维这个信息.2010年,九校联盟在西安会议上确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革][3].指出,在大学计算机基础课程群中,作为第一门课的大学计算机基础是培养计算思维的关键课程[4].很多其他高校也正在做积极的探索[5][6][7].
抽象和自动化是计算思维的本质,是形式化的表示和机械化的执行的统一体,对于科学和工程问题求解、系统设计和社会经济行为理解等方面具有重要的作用.计算思维与实证思维和逻辑思维一起,构成了科学思维,是认识和改造世界的强大工具[8],任何一种思维都不能取代另外的两种思维,因为各有所长、各有所重.无论哪个学科,未来的优秀创新人才必要的素质就是具有优秀的计算思维能力[9].高校的一项重要任务是培养具备计算思维能力的高级人才,而这个培养过程是长期的、潜移默化的.
另一方面,随着数字化的普及,信息处理已然成为人们工作、生活、交流等日常所需的、不可或缺的手段.人们每日使用计算机和各种通讯设备,大量的数据与日俱增,这些数据除了涉及到个人的权利和隐私、社会的结构和行为,还涉及到国家的经济安全和政治稳定,已经变成一项影响到国家发展战略和安全的紧迫的大事.因此,计算思维教育不仅仅是个人能力提升的问题,也是关系到国家安全和发展战略的重大问题.
二、调查报告及其分析
2010 年的西安会议上,九校联盟统一了思想,达成了几点共识[3]：（1）明确计算机基础教学的基础地位,是像大学数学、物理一样的基础课；（2）明确计算机基础教学的目标,是造就大学生综合素质和创新能力,是造就复合型创新人才；（3）明确计算机基础教学的中心任务,是培养大学生的计算思维能力；（4）明确计算机基础教学的任务,是研究以计算思维能力培养为核心的课程体系和教学内容.近年来,高校的一批教师围绕共识,积极研究计算思维的有关理论体系以及方法论,逐步在科学工程以及社会经济等领域渗透计算思维.作为地方性综合大学,我们也要紧跟时代的步伐,积极投身到以计算思维为核心的大学计算机基础的教学改革中去,为大学生的成才提供积极性的探索.
为了了解本校学生目前对于计算机基础课程的认可情况,以此作为教研项目开展的切入点,并作为修订教材的依据之一,以及推广、推动计算思维的普及,课题组针对大学新生在学习了一学期的大学计算机文化基础课程后,作了基于计算思维的问卷调查.现将问卷调查做一个分析,作为开展教研项目的基础.
本次问卷调查是非强制性的,参加的人数为3605人,覆盖了非计算机专业新生的67%.学生来自于全国30个省份和地区,其中湖北省学生占61%.涉及全校14个学院（除计算机学院）、80个专业,男生占64%,女生占36%,这与我校的男女生比例是相符的.问卷调查受众面广,因此统计数据具有一定的参考价值.问卷调查有选择题和问答题.
(一)入学前的状况
学生在入学前已经接触过计算机理论或操作的,占87%,有35%和39%的学生参加了高中会考和计算机课程期末考试.但是仍然有12%的学生是没有接触过计算机的.在接触过计算机的学生中,有相当一部分抱怨,上课基本上是自己玩,不讲什么理论.如果学的话,基本上都是操作系统的基本操作、office的基本操作、多媒体软件的基本操作和浏览网页的基本操作.因此学生入学前,计算机的理论知识和高级操作基本上处于空白.这就要求我们在课程目标、课程内容设置方面要考虑基础理论知识的普及和练习.
(二)学生的兴趣点
虽然有95%学生在入校前都与计算机打过交道,参加过高中会考、课程期末考试,然而在所学章节里,中文office2003却是72%的学生感兴趣的,Windows XP操作系统、多媒体技术基础也有41%及以上的学生感兴趣.说明了学生们对于能看到效果、实用、在生活学习中能用得上的知识,更感兴趣些.而理论性强、抽象的知识板块,如计算机信息表示、数据结构与常用算法、数据库技术基础、信息安全基础都在20%及以下.
对于缺乏兴趣的章节,排在前三位的分别是数据结构与常用算法、计算机信息表示、数据库技术基础,达到37%以上.而这三章,特别是前两章,恰恰是计算思维的核心[8].
这些数据说明,学生更喜欢直观的、实际的、能看到效果的知识,对于抽象的、枯燥的知识,则不感兴趣.但是计算思惟恰恰是抽象的,因此我们教育者需要将抽象的知识以有趣的面目将它呈现出来,这是我们需要努力的地方.
(三)学生希望的教学方式
学生对于目前教学活动的感受,大部分是觉得老师自顾自地讲课,不与学生互动,讲了很多术语,却听不懂,不扩展理论教学内容,单纯讲理论,不与实际相结合,不与专业相结合.因此提不起兴趣参与到教学活动中来.70%的学生认为需要改革大学计算机基础课程的教学.
学生在问卷调查中,希望教师以更加幽默的方式讲课,占27%,加强课程知识与实际的结合,占49%,结合更多的实际案例教学,占22%.可以看出,学生更加在意课程内容的组织形式,课程内容要以他们能理解的方式呈现出来.理论、术语是抽象的、高级形式的,需要用具体的案例和便于理解、可操作性的方式展现出来,这要在教材中体现出来.这是我们在进行基于计算思维的教学改革时,需要着重研究的部分.
(四)学习对于计算思维的接纳
学生认可计算机课程对于专业的重要性,有93%的学生认为需要使用计算机作为专业的研究应用工具.超过60%的学生渴望进一步学习程序设计,并且也有超过60%的学生渴望进一步学习图形图像处理的相关知识,接近50%的学生渴望学习计算机网络.说明学生对于与生活相关的、实践性强的学科方向更感兴趣.这也与我们学校的理工类偏工科性质,动手能力强的优势是相符的.
对于计算思维这个新概念,大多数学生第一次听说,在解释了计算思维的概念后,学生表现出了兴趣,接近90%的学生愿意进一步学习,92%的学生认为需要运用“计算思维”来更好地拓展专业技术和学科能力,并且支持在课程改革中引入计算思维.因此,学生具有很强的接受新事物的能力,并且愿意尝试学习能为他们的专业带来新的视角和创新能力的计算思维.
三、结论
计算思维的概念自提出后,得到了教指委的重视,九校联盟和其他高校已经投入到以计算思维为核心的大学计算机基础课程的教学研究中.作为地方高校,也需要投入到基于计算思维的教学内容和教学机制的改革.特别是现在,国家提出了“新工科”的工程人才教育和发展战略[10].未来,国家需要的是既具有工程实践能力强又具有创新能力强的高素质复合型“新工科”人才.他们具有国际竞争力,不仅能够在专门学科上学业精深,而且具有在多学科上交叉融合的特征；不仅能使用已知的知识来解决现有问题,也能对出现的新问题具备学习的能力；不仅在技术上拔尖,同时具备良好的人文素养,对经济、社会和管理也有学习的能力.国家对这种新型工科人才的需求与在大学中培养计算思维的目标是一致的.因此,在地方性高校中,培养创新性人才的一个重要手段,是对大学生进行计算思维的培养,这是教学团队进行大学计算机基础课程教学改革的原动力和目标.
参考文献：
[1]Wenchong Shi, Maohua Liu, Peter Hendler.Computational Features of the Thinking and the Thinking Attributes of Computing: on Computational Thinking[J].Journal of Software, 2014, 9(10):2507-2513
[2]Jeannette M.WingComputationalThinking[J].Communications of the ACM, 2006, 49(3):33-35
[3]何钦铭,陆汉权,冯博琴.计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养—《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学, 2010, (9):5-9
[4]陈国良,董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学, 2011, (1):7-11,32
[5]朱小军,王立松.兼顾趣味性的计算思维课程教学方案设计[J].工业和信息化教育, 2016, (3):31-34
[6]窦燕,李贤善.基于计算思维的大学计算机基础课程体系构建[J].教学研究, 2013, 36(4):62-65
[7]唐培和,徐奕奕,唐新来,秦福利.计算思维辨析及其教育之认知[J].高教论坛, 2017, (4):14-17
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[9]陈国良,张龙,董荣胜,王志强.大学计算机素质教育：计算文化、计算科学和计算思维[J].中国大学教学, 2015, (6):9-12
[10]徐雷,胡波,冯辉,韩伟力.关于综合性高校开展新型工程教育的思考[J].高等工程教育研究, 2017, (2):6-12
基金项目：武汉科技大学校级重点教学研究项目（编号：2013Z025）
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参考文献：
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