计算思维能力的培养途径模板(10篇)

时间:2023-12-14 09:45:50

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇计算思维能力的培养途径,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

计算思维能力的培养途径

篇1

中图分类号:G715 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 21-0000-01

Thinking in Practice

――Thinking Ability Training in Computer Teaching

Mo Yanmei

(Guangxi National Secondary Vocational School,Nanning 530100,China)

Abstract:With the rapid development of the human era,the computer as a discipline has been widely used in the community,been accepted,the computer has also been teaching the importance of the community,this paper from the computer and the computer teaching of thinking how to develop thinking skills methods and their significance for the following narrative.

Keywords:Computer teaching;Computer thinking;Capacity-training method

计算机作为人类劳动工具中的一种,有别于其他的劳动工具。传统的劳动工具如锄头、镰刀等等甚至于发展到现代大型的劳动器械,其代替的都人的肢体部分所做的劳动,而计算机包括一些大型器械中所采用的微电脑代替的则是人的脑力劳动。

一、计算机思维

关于计算机思维,笔者认为应该分为两方面。一方面:计算机软件中形式化了的程序思维。我们利用实践活动中获取的经验,将人脑在解决实际问题过程中所必须经过的一系列分析、综合、比较等思维活动归纳、总结并将其程序化,从而研制出能代替人脑必须经过的大量的、机械重复的思维过程的程序。如数据处理类软件、管理类软件等等。另一方面:计算机使用者的思维。如果说程序思维是属于我们人赋予计算机的思维,那么,计算机使用者的思维就属于我们人的思维活动。为了让计算机能更好地为我们工作,我们在使用计算机的过程中必须加入我们自身的思维,简单地说就是“边思考、边操作”。计算机程序思维和计算机使用者的思维这两种思维的结合构成了我们在利用计算机解决问题过程中所使用到的全部思维活动,使计算机更充分更高效地运用到我们的学习和工作中。

二、计算机教学中培养思维能力的意义

我们在教学中培养计算机程序思维实际上就是教给学生相应的计算机软件知识,而培养学生自身的思维则是教会学生思考。由于我们在利用计算机解决问题的过程中必须同时运用到这两种思维,我们解决问题的效率和质量都取决于这两种思维能否灵活运用,因此我们在计算机教学中也必须同时侧重对于这两种思维能力的培养,单纯的注重计算机操作训练会使学生“知其然而不知其所以然”当题目稍有变化或是当所学的知识需要在实践中具体应用的时候无法将现有的知识联系起来,从而陷入一片茫然,无从下手。而单纯的强调个人思维,会使我们的教学过于抽象,由于计算机课程是一门操作性很强的课程,如果在教学中只是注重学生的分析思考而忽略必要的操作训练,又会使我们脱离了计算机教学最根本的目的,因此,在我们的计算机教学中必须同时注重这两方面能力的培养。由于计算机在现实生活中主要起着工作、娱乐工具的作用,此外,受师资、学生素质、教育层次、社会导向等因素的影响,当前的中职与中学计算机教育仍主要以应用为主,这使得大多数的计算机教师在教学中过于追求教学的短期目的,即学生只要“会操作”就行,在教学中普遍采用“满堂灌”的方式,殊不知,表面上学生似乎是会操作了,但事实上只是将操作的步骤死记硬背下来,无法将计算机知识转化为自身的思维能力,题目稍有变化或是当所学的知识需要在实践中具体应用的时候便会无从下手。

三、计算机教学中培养思维能力的方法

由于思维能力包括了分析、综合、抽象、概括、比较等等能力,是一种综合能力,因此我们无法生硬地将这些能力拆分开来单独训练,而应该将每一个任务当成思维能力的综合训练。例如有这样一项任务:对于一个社会调查数据的汇总表,统计通过各种途径了解各个快餐店的人数,实例中所使用到的数据表如下:

本实例的目的是让学生利用计算机EXCEL软件将数据表中的数据按“了解途径”分类后,统计通过各个途径了解各个快餐店的人数。

此项任务的教学目的有二:(1)数据排序的另一作用:分类;(2)“分类汇总”命令的操作方法。

那么教师应该如何利用这一任务训练学生的思维能力呢?我们按一般解决问题的三个步骤走:

(一)提出问题。我们在演示前不防把操作前的数据表与操作后的数据表同时展示给学生,引导学生通过观察对比数据表前后的变化来了解任务完成的最终效果与目的。例如,操作后增加了哪些数据,这些数据有什么特点,在实践中对于此类数据会有怎样的要求等等。对于没有任何社会经验和工作经验的学生来说这一点尤其重要,这一步不仅能让学生对分类汇总有深刻的印象,让学生更易于理解,而且教师在引导学生观察的过程中,学生也学会了如何比较分析。这一步能培养学生的观察、对比、分析、抽象的能力。

篇2

当今是一个信息无处不在的时代,而计算机是进行信息分析和处理的必要工具,不夸张地说任何行业和岗位如今都离不开计算机的使用。而大学阶段设置计算机公共课的重要意义就在于,能够通过系统的训练和学习培养非计算机专业学生都能够具备一定的计算机应用技能。要做到这一点,就必须传授给学生关于计算机科学的基本知识和原理,并在此基础上有意识培养学生的计算思维。最后,使得学生利用计算思维进行思考并熟练利用计算机解决专业问题。

计算的概念虽然已经产生了多年,但与数学等传统学科相比仍然是一个较新的领域。计算思维与数学思维、实证思维一样,都是大学生应该掌握的一种科学思维方法。事实表明,任何思维方法的形成,都需要大量的实践、分析、总结、提炼,最后形成自然而然的思维方法。单纯通过理论框架学习的思维方法是无法真正运用到实践中的。计算思维作为一种科学思维方法,源自于大量的科学实践。所以如果要培养学生的计算思维,就应该不断地进行科学实践,让学生真正了解计算机进行计算的内在机制。学生在通过使用计算机进行大量计算实践工作后,才能够深刻的体会计算思维,并逐步形成一种思维习惯并自觉运用到专业领域中[3]。从上述过程可知:培养学生的计算思维,就是为了让学生能够更好的掌握并利用计算机作为工具以便解决学习和工作中的问题。因此,在计算机课程中使学生了解计算机系统的工作原理,是理解计算思维的根本基础。

2计算机基础课的改革现状

我校计算机基础课的授课对象是非计算机专业的全体学生,其中既包括文科专业也包括理工科专业,因此课程设置比较复杂,同样的课程在针对不同专业时需要制定不同的大纲和培养方案。而且随着政策和形势的变化,计算机基础课程的课时量在逐步缩减,而教学内容和培养目标并没有变化甚至还有了更高的要求,这给我们的教学工作带来了极大的困难和挑战。近一年来,我们做了大量尝试性的工作:通过设置大量的计算机应用技能的实验与培训环节,着力培养学生的计算机实际运用能力,并在教学实践过程中结合计算机的相关基础理论和思维模式,有意识的培养学生计算思维能力。在教学模式、教学手段、在线教学资源建设等方面开展了一系列的改革和尝试,不断探讨培养学生计算思维能力的先进教学方法及有效途径。

由于计算机基础课的受众广泛性,其教学要兼顾文理科学生的思维特点,在进行讲解时应该契合他们的实际学习的需要。尽量回避纯技术和理论的细节,多讲解一些符合转他们的专业习惯的实际例子。在教学内容的设置上,充分体现计算机应用的广泛性和普遍性。对于非计算机专业学生的工作学习中最常用到的比如:计算机基础操作技能、简单编程技能、网站设计技术、动画制作技术等都有所体现。通过大量实例的介绍,逐步引导学生理解“计算”的含义,了解计算机的工作原理和计算方法。为了更好地突出实践操作在计算机课程学习中的重要性,从根本上提高学生的实践应用能力,我们引入了在线考试系统,学生的考试完全在计算机上进行操作完成,真正考察学生的实际应用能力的掌握情况。而且为了避免客观原因造成的得分偏差,不断加大实践环节在总评成绩中的比重。期末总成绩中,平时上机成绩占到40%,而期末成绩只占总成绩的60%。結合我校具体情况,对于每个章节都设置了阶段性的单元实验,并以老师讲解和辅导为主,并根据各个专业学生的掌握情况充分利用上机考试系统进行综合测试,这样既保证了有效的讲解环节,又通过以考代练的方式驱动学生自觉掌握计算机的实战技能,通过讲练结合的方式不断培养学生分析问题和解决问题的能力。

3进一步的改革思路和措施

实践证明,通过以上的教学模式,我校学生的计算机技能有了一定程度的提升。接下来我们的教学改革工作将围绕如何培养计算思维能力这一根本目标,探究更为有效的改革方案。

3.1建设计算机基础课程群

如前文所述,我校计算机基础课程的设置情况非常复杂,涉及全校各多专业、多个年级。在前期的工作中,已经对全校所有需要开设计算机基础课程的院系、专业进行了调研,从全局掌握了各个院系对计算机课程的需求和预期,并初步计划构建新的计算机基础系列课程群。在详细研讨后,初步确定了课程群的基本框架。从难度来看,该框架大致可分为三个层次,分别是:1)计算机基础;2)计算机技术;3)计算机应用。这三个层次是逐步递进的,并可以分别横向对应于文科专业、文理混合专业和纯理工专业。该框架不是只对应三门课,而是每个层次均为由多门课程构成的课程群。这样对于每个专业,都能结合自身的特点和情况有针对性地选择某个层次或多个层次的某些课程。这样便为逐步培养学生的计算思维能力奠定良好的基础。

3.2进一步改革教学模式

在以往教学中,教师通常是就某个计算机技能灌输式的传授给学生操作方法。但是缺乏对具体问题的思考和结合。要切实培养学生的计算思维能力,就应该做到以问题求解为驱动,以计算思维方法引导学生进行问题分析和求解。由于受到大纲和课时的限制,要保证课程的基础性且要求在有限课时内进行有效教学,又要通过学生自主选题、分析、设计、求解等关键环节有效提高学生的问题分析求解能力以及创新能力,是目前面临的主要问题。本文对前期工作进行了详细总结,并制定了相应的解决方案。该方案是:制定“共性结合个性”的实践教学模式,在大课规定学时内体现共性需求,并通过课外练习对课堂内容进行有效补充;在课堂实践中融入自主选题的项目设计、并通过学生自主组建项目小组、鼓励学生参与形式丰富的计算机技能大赛等方式,实现自主化的个性学习模式,有效补充课堂共性培养的不足。在项目设计中,可以通过先实战、再发现问题、最后思考问题、解决问题的方式逐步引导和培养学生的计算思维能力,通过学生自主选题,启发式的培养学生发现问题、解决问题,逐步设计方案。从而真正的培养学生如何运用计算思维发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时,通过团队项目的锻炼,也培养了学生的团队协作意识,提高了学生的综合素质。

3.3不断提高创新能力

发现问题和解决问题是创新的开始。所谓创新,就是发现了新的需要解决的问题,在研究了现有的理论和方法以后,认为不能解决或者解决得不够好,于是研究新的理论和方法[3]。创新的基础在于发现新问题,创新的关键在于解决新问题。在计算机基础课程中,培养创新能力就是要不断引导学生发现和运用自己的创新精神,形成勤思考、善变通、不墨守成规、敢于挑战权威的学习习惯和思维方式,并且要培养学生敢于并善于动手实践以验证自己的新想法、新观点的优秀素质。而计算思维在发现问题和解决问题的过程中,有着不同的角度。计算思维能力的培养则大大有助于发现问题、解决问题的创新过程。计算思维能力是大学生创新能力的重要组成部分,是创新的科学方法基础。所以通过计算思维的培养,能帮助学生不断提高自己的创新能力,为将来的专业学习和专业发展打下坚实的基础。当然,计算机基础课程既要保证课程的基础性,又要培养学生的创新能力,需要不断地改进以找到最好的培养途径和教学方法。

3.4完善各种形式的学习资源

近年来,我校已经编写了包括《计算机基础》、《C语言程序设计》、《Access数据库应用》等纸质教材,并制作了大量课程配套的PPT素材和资源。但从目前来看,为数众多的教材和教学资源在教学各个环节起到的作用没有达到预期的效果。原因主要在于:1)教学资源的重复性建设,且缺乏针对性和特色;2)教材和教学资源缺乏可扩展性,因此并不能对所有专业的学生都能起到较好的效果。

针对这些问题,本文的改革思路是在编写主要教材的同时,还要做好配套的线上、线下在线资源[4]、和在线案例学习系

统等。在编写教材和设计教学资源时,将知识点尽量细化成高内聚、低耦合的单元模块,这样就便于教学素材、教学资源的灵活组合,从而在大纲要求的框架内能快速的形成有针对性的内容架构。下一步还计划开发计算机基础课程群在线教学平台,该平台将集电子教材、操作视频、知识单元模块等教学资源库。一方面,在线平台能有效的整合教师的教学资源,并不断形成可以共享的在线资源库,从而给教师的备课、案例选择提供丰富且灵活地选择;另一方面,通过在线平台,教师可以方便的指导学生进行在线学习,而且学生也可以通过在线资源,随时随地进行自主学习,从而达到因材施教的个性化学习模式。

篇3

在新的历史时期,创新成了时代的主题。然而创新就是要求人们发散思维,即不依常规,寻求变异,对给出的材料、信息从不同角度,向不同方向,用不同方法或途径进行分析和解决问题的一种思维方式,它是从同一来源材料中探求不同答案的思维过程,思维方向分散于不同方面,它表现为思维开阔、富于联想,善于分解组合,引伸推导,勇于创新。因此,作为教育工作者,培养学生的发散思维和创新能力则是义不容辞。因为这种思维能力培养,有利于提高学生学习的主动性、积极性、求异性、创新性。有人认为,培养学生的发散思维是语文教学之事,在数学教学中无足轻重。其实这是一种不科学的说法,数学教学也要注重学生发散思维能力的培养。在教学过程中,我们要注重培养学生初步逻辑思维能力的同时,还要注重学生发散思维能力的培养,因为这是当今素质教育的需要,也是新课改下的基本要求。

所谓发散思维是不依常规,寻求变异,对给出的材料、信息从不同角度,向不同方向,用不同方法或途径进行分析和解决问题的一种思维方式。这种思维方式的最基本的特色是:从多方面、多思路去思考问题,而不是囿于一种思路,一个角度,一条路走到黑。它主要特征是:多向性、变通性、独特性。事实上,在创造性思维活动中,发散性思维又起着主导作用,是创造性思维的核心和基础。数学教学其实是数学思维活动的教学。培养学生的思维能力是数学教学中不可忽视的重要环节,一方面是因为数学本身就是由许多判断组成的确定的体系,这些判断是用数学术语和逻辑术语以及相应的符号所表示的数学语句来表达的,且借助逻辑推理由一些判断形成一些新的判断,而这些判断的总和就组成了数学这门科学。

教学过程不是单纯的传授和学习知识的过程,而是促进学生全面发展(包括思维能力的发展)的过程。一方面,学生在理解和掌握数学知识的过程中,不断地运用着各种思维方法和形式,如比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理;另一方面,在学习数学知识时,为运用思维方法和形式提供了具体的内容和材料。注重教学各部分内容的思维能力渗透,数学内容处处需要思维,在教学中,随时加以引领。如在教学数学概念、计算法则、解答应用题或操作技能中的测量、画图等时,特别需要注意学生思维能力的培养。任何一个数学概念,都是对客观事物的数量关系或空间形式进行抽象、概括的结果。因此,在教学中,要注意通过多种实物或事例引导学生分析、比较、找出它们的共同点,揭示其本质特征,做出正确的判断,从而形成正确的定义。

培养学生发散思维能力与学习计算方法和掌握解题方法密不可分,同样需要练习进行,而且思维与解题过程是紧密相联的。培养思维能力的最有效办法是通过解题的练习来实现。因此,习题设计的好坏则是能否促进学生思维能力发展的关键。在教学中,一定要根据班级差异和学生特点进行合理布置课堂和课后习题,要做到训练题必须有针对性和实效性。

激发学生“问题解决”的能力也是培养学生发散思维能力的有效途径。解决问题是数学的核心,解决问题的能力是学生数学素养的重要标志。在教学时,教师应着眼于学生的生活经验和实践经验,开启学生的视野,拓宽学生学习的空间,最大限度地挖掘学生的潜能,从而使学生体验数学与日常生活的密切联系,培养学生从周围情境中发现数学问题,运用所学知识解决实际问题的能力,发展学生的应用意识和形成解决问题的策略。

波利亚曾说过,学生获得任何知识的最佳途径都是由自己去发现。因为这种发现理解最深刻,也最容易掌握内在规律与联系。为此,在课堂教学过程中,老师要充分引领,更重要的是给学生足够的时间去思考和体验,使学生的学习过程成为一个动态生成的过程,让学生根据自己的体验,用自己的思维方式,主动地、开放地去探究、去发现,使其在探究中掌握解决问题的策略,体验解决问题策略的多样性,提高解决实际问题的能力。

思维的概括性、问题性、逻辑性是学生思维能力的重要表现。因此,在教学中抓住每一个环节,下工夫培养学生的思维能力,为问题解决的学习提供强有力的载体。学生的思维能力会随着其年龄的增长而不断发展,而学生的问题解决能力和数学思维能力又是相辅相成,不可分割的。问题解决能力的提高会促进思维能力的发展,同时,思维能力的发展也会使学生问题解决能力更上一层楼。所以,我们要把对学生数学思维能力的培养贯穿于教学的始终。这种贯穿要从课堂内延伸到课堂外,从低年级延伸到高年级,使之成为一个连贯的整体,从而达到使学生思维能力得到培养的目的,加强对学生思维策略的指导。

总之,创新是社会发展的动力,发散思维能力培养是创新人才的核心,我们数学教师义不容辞。在教学推行着实不易,但时代需要我们这样去做,我们不得不这样去努力。在数学教学中,我们要努力为学生创设一条解决问题的最简捷、最科学的途径,引导学生掌握解决问题的办法,更重要的是注重学生逻辑思维和发散思维能力的培养。只有这样,我们的教学质量才有可能提高,才能达到培养学生综合能力和发展智力的教学目的。我们只有不断加强学生发散思维能力的培养,我们社会才有更大发展和进步。

参考文献:

[1]凡禹.纲与目――发散与收敛.超常思维的修炼[M].北京:民主与建设出版社.

篇4

小学生正处在从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。因此可以说,在小学特别是中、高年级,正是发展学生抽象逻辑思维的有利时期。

由此可以看出,小学数学课程标准把培养初步的逻辑思维能力作为一项数学教学目的,既符合数学的学科特点,又符合小学生的思维特点。但小学数学课程标准强调培养初步的逻辑思维能力,只是表明以它为主,并不意味着排斥其他思维能力的发展。例如,学生虽然在小学阶段正在向抽象逻辑思维过渡,但是形象思维并不因此而消失。概念教学本身抽象,加之学生年龄小,生活经验缺乏,抽象思维能力较差,学习时比较吃力。学生学习抽象的知识,应该是在多次感性认识的基础上产生飞跃,感知认识是学生理解知识的基础,直观是数学抽象思维的途径和信息来源。据初步研究,小学生在10岁左右开始萌发辨证思维。因此在小学不宜过早地把发展辩证思维作为一项教学目的,但是可以结合某些数学内容的教学渗透一些辩证观点的因素,为发展辩证思维积累一些感性材料。

二、在小学以培养学生逻辑思维能力为主要任务的理论根据

从数学的特点看,数学具有抽象性和逻辑严密性。数学本身是由许多判断组成的确定体系。这些判断都是由数学术语和逻辑术语以及相应的符号所表示的语句来表达的,并且借助逻辑推理由一些判断形成新的判断。而这些判断的总和就构成了数学这门科学。小学数学内容虽然比较简单,也没有严格的推理论证,但都是经过人们抽象、概括、判断、推理、论证得出的真正的科学结论,只是不给学生进行严密的合乎逻辑的论证。即使这样,一时一刻也离不开判断、推理。这就为培养学生的逻辑思维提供了十分有利的条件。

三、培养学生思维能力要贯穿数学教学的全过程

教学过程不是单纯的传授和学习知识的过程,而是促进学生全面发展(包括思维能力的发展)的过程。对于小学数学教学,数学知识和技能的掌握与思维能力的发展也是密不可分的。一方面,学生不断地运用着各种思维方法和形式,如比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理,这其实就是理解和掌握数学知识的过程。另一方面,在学习数学知识时,为运用思维方法和形式提供了具体的内容和材料。数学知识和技能的教学为培养学生思维能力提供有利的条件,还需要在教学时有意识地充分利用这些条件,并且根据学生年龄特点有计划地加以培养,才能达到预期的目的。在小学数学中,应运用各种基本的数学思想方法,如对应思想、量不变思想、可逆思想、转化思想等。其中转化思想是小学教学思想的核心。转化是运用事物运动、变化、发展和事物之间相互联系的观点,实现未知向已知转化,数与形的相互转化,复杂向简单转化等。培养学生的转化意识,发展思维能力。

四、精心设计科学训练以培养逻辑思维能力

培养学生初步的逻辑思维能力,科学训练是必不可少的环节。教材在这方面提供了许多极其有效的训练内容和方法。我们要特别注重以下几个方面。

1. 训练培养学生发现规律的能力。数学充满规律,发现规律的过程在许多情况下都是逻辑思维的过程,所以注重训练学生发现规律,是培养学生初步的逻辑思维能力的一个重要途径。例如,结合20以内加减法的整理,根据教材的要求,让学生说说算式排列的规律。通过课本中的例子,让学生观察、分析,自己发现小数点位置的移动引起小数大小的变化规律。这样做,比过去单纯由老师讲更有利于培养学生逻辑思维能力。

2.训练培养学生正确的推理能力。归纳、演绎、类比等推理在小学数学教材里比比皆是,它是思维活动的重要形式。实践告诉我们, 培养学生初步的逻辑思维能力, 必须结合教学内容训练学生正确推理。例如教材在讲计算法则时, 一般通过实例都要求大家来总结计算法则。我们根据教材精神,注重训练学生自己归纳小结,以提高学生归纳推理的能力。再例如,学习了加法交换律和结合律后,有的教师让学生归纳思考方法和步骤,学生发现教材先通过实例引入一组算式,再到两组算式,然后通过观察找出这些算式的共同点, 再根据共同点揭示规律,这实质是由个别到一般的归纳推理过程。由于教师注重让学生归纳上述推理过程,所以到教学乘法分配律时,虽然它的知识结构和深度都比加法交换律和结合律难些,但由于归纳推理的过程相同,学生运用上述方法,学起来就显得轻松,应用运算定律进行逻辑思维的能力也得到了提高。此外,高年级教材中还有很多内容是可以启发引导学生在已学的基础上类推出来的。例如, 教学比的基本性质, 教师注意引导学生既从除法、分数、比的意义方面类比,又从除法、分数、比的写法上类比,除法、分数、比的各部分名称,相互之间关系方面进行类比,然后引导学生联系商不变的性质和分数的基本性质推出比的基本性质。由于加强知识间的联系,学生不仅记得牢学得活,逻辑思维能力也提高得快。

篇5

小学数学教学是提高学生素质的重要途径之一,学生素质的提高不仅在于知识积累的多少,而且在于学生积累知识的过程中数学思维能力的提高。在数学教学过程中,教师要特别重视和发展学生的好奇心,让每一个学生养成想问题、问问题、挖问题和延伸问题的习惯。让所有的学生都知道自己有权力和能力提出新见解、发现新问题。

在数学基础知识教学中,应加强对概念、法则、定律等过程的教学,这同时也是对学生进行初步的逻辑思维能力培养的重要手段。由于这方面的教学内容比较抽象,学生年龄小,生活经验缺乏,抽象思维能力较差,学习时比较吃力等原因,因而我们只是重视了“算”,放弃了这样一个抽象思维训练的机会。学生学习抽象的知识,是在多次感性认识的基础上产生质的飞跃,感知认识是学生理解知识的基础,直观形象是数学抽象思维的有效途径和重要信息来源。平时的日常教学时,我们应注意由直观到抽象,逐步的培养学生的抽象思维的能力。例如:在教学“角”这部分知识时,为了使学生获得关于角的正确概念,首先引导学生观察实物和模型:如三角板、五角星和张开的剪刀、扇子形成的角等,从这些实物中抽象出角。接着再通过实物演示,将两根细木条的一端钉在一起,旋转其中的一根,直观地说明由一条射线绕着它的端点旋转可以得到大小不同的角,并让学生用准备好的学具亲自动手演示,用运动的观点来阐明角的概念,并为引出平角、周角等概念做了准备。

《课程标准》中明确规定,要"使学生具有初步的逻辑思维能力。"这有利于学生树立起科学的思想和方法,有利于学生形成良好的学习品质。因此,培养学生的逻辑思维能力是小学数学教学中一项重要任务,这就要求我们教师在教学过程中,要把培养学生思维能力要贯穿在每一节课的各个环节中,具体来讲:

一、营造课堂氛围,培养学生的思维意识

数学学习要求每个学生在各自不同的数学世界里,主动进行分析、吸收,充分发挥学生在数学学习活动中的主体地位。因此,教师要充分尊重学生的主体地位,建立平等、和谐的课堂氛围。事实证明,学生受到教师的尊重和看重,就会学习热情高涨,思维变得十分活跃。同时数学教师在课堂教学中要扮演好引导的角色,创设学生发挥自己才能的机会和情景,以及激发学生的思维要求,使他们建立思维的意识。也只有充分尊重学生的主体地位,才能使学生放开思路,勤于思考,从而培养了学生的思维意识。

二、利用教材,提高学生的思维能力

数学教师在课堂教学中,不要急于一下子把方法告诉学生,否则学生只会忙于“收拾”,而应该精心设计问题,让学生思考,使学生在探索思维中获得知识。

例如:在《年、月、日》一课中,每一个新的知识点可以设计成挑战性的问题,让学生围绕问题去探究,去发现。如:教学如何判断平年、闰年时,通过“考考老师”的游戏来激发学生的探究欲望,填二月份天数的特征表,让学生去探秘,去发现,“为何要加4”,学生根据老师设向进行探索,获得了闰年与4的关系。

由此可以看出,在学习新内容时,如果每位教师都能诱导分析、比较,让学生开动脑筋,那么学生不但对知识理解深入,而且有利于他们思维能力的培养。

三、精心设计问题,引导学生思维。

小学生的独立性和归纳概括能力较差,他们不善于组织自己的思维活动,往往是看到什么就想到什么。培养学生逻辑思维能力,主要是在教学过程中通过教师示范、引导、指导,潜移默化地使学生获得一些思维的方法。教师在教学过程中精心设计问题,提出一些富有启发性的问题,能构激发学生思维,最大限度地调动学生的积极性和主动性。学生的思维能力只有在思维的活跃状态中,才能得到有效的发展。在教学过程中,教师应根据教材重点和学生的实际提出深浅适度,具有思考性的问题,这样就将每位学生的思维活动都激活起来,通过正确的思维方法,掌握新学习的知识。在提出问题的过程中我们应该注意提问的内容和方法,提问过于简单总是“对不对?”“懂不懂?”不能激发学生的思维;提问的问题太大,或者提问不明确,学生都无法回答。我们要善于提问,逐步培养学生掌握分析与综合、归纳和演绎以及类比等常用的逻辑思维形式。例如在应用题的教学中,当学生仔细读题,边读边想,弄清题目内容,并能复述题意后,教师可以适当提些问题进行启发,如:“题目给的条件有什么作用?”、“要求的这个问题必须知道哪些条件?”、“题目了这几句话是什么意思?”、“根据这个条件你能得出哪些结论?”等等,引导学生自己逐步想出办法,解决问题,而绝不是简单的告诉他用什么方法做。

四、注意结合具体的内容,有意识地培养学生的思维能力

不论是开始的复习,教学新知识,组织学生练习,都要注意结合具体的内容有意识地进行培养。

例如:复习20以内的进位加法时,教师给出习题以后,不仅让学生说出得数,还要说一说是怎样想的,特别是当学生出现计算错误时,说一说计算过程有助于加深理解"凑十"的计算方法,学会类推,而且有效地消灭错误。这样,在引导学生进行简缩思维过程中,就能好地培养学生思维的敏捷性和灵活性。

五、引导学生去分析、推理,归纳正确结论或计算法则,培养学生的思维能力

在教学新知识时,不是简单地告知结论或计算法则,而是引导学生去分析、推理,最后归纳出正确的结论或计算法则。

篇6

在“2016设计、计算与创新思维培养高峰论坛”中,教育学会会长钟秉林表示已经将计算思维纳入正在修订的高中课程标准中,作为信息技术学科需要注重培养的核心素养之一,由此计算思维的培养必定是未来高中信息技术课程中的重点教育的部分,其在学生基础教育阶段对学生创新意识、思维、能力的培养都有着极大的作用。

目前在高中信息技术教学中主要为计算机操作能力的培养,其属于一种信息技术的直观教学。而高中生在高中阶段其思维正处于较为活跃的时期,因此在此时进行计算思维能力的培养可以起到良好的效果,同时计算思维有助于学生在实际中的更好的应用思维逻辑及科学思考的方式进行知识的学习及解答,使学生在面对信息技术问题时更富有创造力,其使学生在学习的过程中从被动式学习思维转向主动式学习,使学生可以更好的适应信息技术的发展。

二、计算思维与信息素养

1.计算思维

计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为;计算思维的本质是抽象和自动化。如同所有人都具备是非判断、文字读写和进行算术运算一样,计算思维也是一种本质的、所有人都必须具备的思维能力。

2.信息素养

根据现行的高中课程标准的内容来看,在高中进行信息技术教学最主要的目的就是提高学生的信息素养,使学生是可以掌握基本的信息技术,对信息活动过程可以有一定的了解,并在生活中具有解决信息技术问题及学习信息技术的及能力。并且还需要遵守道德与法律法规,形成与信息社会相适应的价值观和责任感。

3.两者的异同

“信息素养”与“计算思维”具有相似之处:首先,两者均为一种人们通过学习和培养所能掌握的能力;其次,这两种能力均与计算机相关;最后,两者都重视能力的内化。同时应该注意到两者本质上的区别,“信息素养”更强调使用计算机这个工具本身的能力,而“计算思维”则更注重人们如何能像计算机科学家一样思考的能力。

三、高中信息技术课程中计算思维的培养

1.提高高中信息技术课程地位

在高中教学中其最直接面对的就是高考的压力,为了保证学生的学习效果通常在高中课程中更重视高考考试科目的教学,而信息技术作为一种非考试课程在实际的教学中并没有受到应有的重视,导致课程教学效率不高。而信息技术课程作为培养学生计算思维的一种途径应在实际中开发出信息技术课程的作用,避免造成课程开展不理想的情况,并且对计算思维进行培养顺应了未来信息科学技术的发展方向,具有加高的教育价值。

2.选择适合的教学方法

在进行信息技术教学时不要局限于固有的教学方法,采用符合信息技术内容的教学模式及方法,并注重开发出不同教学方式中对学生计算思维培养的作用,使课程开展的过程中更具有目的性,保证教学目标达成的同时提高教学效率。同时在计算思维理念中其强调了人的思想作用,并且现今素质教育也确定了学生的主体地位,因此在教学中教师应注意将学生作为课堂的主体,锻炼其自学能力、创新能力,避免过多的教学干涉,保证学生可以自由的发展,拓宽其在信息技术学习中的创新环境,从而使学生在自主学习、参与、创新的过程中可以培养计算思维能力。

3.将教学内容同学生生活密切联系

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数学学习对学生的逻辑思维能力要求较高,其中发散思维能力是重要的方面. 教师在教学中不要束缚学生的思维,要给予他们充足的空间,善于循循善诱将学生的思维拓展开来,以发散思维培养为抓手,促进学生数学综合能力提升. 笔者在数学教学中立足工作实际开展优化与改进,较好地促进了学生数学学习成效的提升,本文将作简要论述.

一、设置数学开放课堂,营造生动氛围

许多小学数学教师在教学活动中习惯于按照灌输讲解的方式组织教学活动,这样的教学模式在一定程度上限制了学生思维的活跃性与开阔性,学生往往难以全身心投入师生互动之中. 针对这样的状况,教师应当注重教学课堂的转变,打造开放式数学课堂,为学生的参与搭建良好平台. 一方面,笔者组织学生以小组为单位进行分析研究活动,要求每一名学生在小组里面进行认真的思考与讨论活动,大家畅所欲言分析解题的思路、方式方法,重点寻找解决问题的最佳途径. 这样的教学模式能够最大限度地集聚学生的集体智慧,拓展了学生的思维深度与宽度,为学生发散思维的培养营造了生动氛围. 另一方面,笔者鼓励学生积极发言,设计一些教学环节让学生走上讲台进行讲解分析活动,阐述自己是如何思考问题与解决问题的,既要讲解解题过程,还要阐述自己的思维方式. 有些教学内容还可以借助于多媒体操作演示的方式,让学生在讲台上灵活运用,如图形面积计算中的“切割”“拼凑”等等,以这样的开放性教学方式激发学生的思维积极性,能够取得较好的效果.

二、创设竞争学习机制,激发学习动力

学生在数学学习中的兴趣、动力对思维发散性培养具有重要影响,教师要善于调动学生的学习积极性,以竞争机制为切入点,激发学生的学习动力,全身心投入到数学思维活动之中,从而促进思维能力的提高. 笔者在教学中引入竞争机制,以学习小组为单位开展学习竞赛活动. 笔者将学习目标任务落实到小组这样的载体之中,每一位小组成员需要相互合作来寻求问题的答案. 在学生基本完成小组合作环节的学习之后,还引导学生开展小组间的汇报交流活动,解题探究类的内容要求各个小组汇报解题思路,不同小组之间可以进行补充完善,鼓励学生提出不同的观念,寻求从不同途径解决问题的方法,在不同小组之间形成你追我赶的良好态势,鼓励小组提出自己的创新看法,在这样的氛围中激发了学生的学习兴趣与动力,促进了思维水平的提升. 在数学教学课堂上建立竞争机制,能够激发学生的内在学习动力,同时形成良好的思维导向,在思考与解题过程中勇于创新,既要通过常规途径思考,也要另辟蹊径研究问题,采取双轮驱动的方式让数学学习更为精彩,最大限度地训练学生综合思维能力.

三、鼓励一题多解研究,训练思维能力

数学教学中的一题多解能够让学生学会变换思维的角度与方式,减少思维定式的束缚,提高学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力,让学生的思维更为开阔、更具深度. 数学教师应当运用思维引导的方式开展一题多解训练,提升学生的思维能力. 如:“工厂原计划月烧煤1440 吨, 前21 天用了总数的,以同样速度进行,可比计划多用几天?”在这一题的教学中,教师既可以引导学生先计算出每天实际用煤量,算出可用总天数减去30天,得出可多用天数,列式:1440 ÷ 1440 ×

÷ 21 - 30 = 5(天). 也可以剔除“1440吨煤”这样的量,以总数“1”为单位进行计算,计算出每天烧煤数占总数“1”的比例,接下来求出可用天数,减去30天得出可多用天数,列式:1 ÷

÷ 21 - 30 = 5(天). 还可以从“21天”用煤所占总数“1”的比例关系入手,计算出可用总天数减去30天,得出可多用天数,列式:21 ÷ - 30 = 5(天). 教师引导学生从不同角度进行思考,能够运用不同方式求出正确的答案,可以实现活跃课堂氛围、巩固教学要点以及培养学生发散思维能力等方面的综合目标.

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培养学生的思维能力是现代学校教学的一项基本任务。知识是思维活动的结果,又是思维的工具。学习知识和训练思维既有区别,也有着密不可分的内在联系,它们是在小学数学教学过程中同步进行的。数学教学的过程,应是培养学生思维能力的过程。小学数学教学从一年级起就担负着培养学生思维能力的重要任务。下面就如何培养学生思维能力谈几点看法。

1 培养学生思维能力是数学教学中一项重要任务

《小学数学教学大纲》中明确规定,要“使学生具有初步的逻辑思维能力。”数学概念是数学知识的基石,也是人类的一种高级的思维形式。儿童掌握概念的过程伴随着丰富的思维活动,因而通过概念教学可教给小学生一些基本的逻辑思维方法。小学数学虽然内容简单,没有严格的推理论证,但却离不开判断推理,这就为培养学生的逻辑思维能力提供了十分有利的条件。从小学生的思维特点来看,他们正处在从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。因此可以说,在小学特别是中、高年级,正是发展学生抽象逻辑思维的有利时期。由此可以看出,《小学数学教学大纲》中把培养初步的逻辑思维能力作为一项数学教学目的,既符合数学的学科特点,又符合小学生的思维特点。但《大纲》中强调培养初步的逻辑思维能力,只是表明以它为主,并不意味着排斥其他思维能力的发展。例如,学生虽然在小学阶段正在向抽象逻辑思维过渡,但是形象思维并不因此而消失。概念教学本身抽象,加之学生年龄小,生活经验缺乏,抽象思维能力较差,学习时比较吃力。学生学习抽象的知识,应该是在多次感性认识的基础上产生飞跃,感知认识是学生理解知识的基础,直观是数学抽象思维的途径和信息来源。教室在教学时,应该注意由直观到抽象,逐步培养学生的抽象思维的能力。

2 培养学生思维能力要贯穿数学教学的全过程

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笔者结合自身工作经验,及参考国内外高等计算机基础教学经验,对如何在新形势下提高高校计算机基础教学质量、增强大学生计算思维能力提出以下观点:

1.1丰富计算机基础教学的内涵,对教学方法进行创新

随着时代的进步,高等院校计算机基础教学做为提升大学生综合素质的有效手段也应与时俱进,通过丰富计算机基础教学内涵、创新教学方法使大学生正确的认识计算机应用的社会意义。计算机基础教育也应符合国家创新工程战略的要求进行改革和创新。

1.2提高学生综合素质以及创新能力

随着科学技术的快速发展,计算机应用已经深入到各个领域,并且一些领域在实现重大突破或取得重大成果的过程中越来越依赖计算机的应用。在这一形势下,高等院校计算机基础教学应以为国家培养高素质复合型人才为着眼点,在教学过程中实现在传授知识培养能力的同时提高学生综合素质、创新能力。这样才能使大学生在进入社会后更有效的发挥自身才能,为社会发展做出贡献。

2计算机基础教学应把“培养学生计算思维能力”作为核心内容

思维能力是当代复合型创新人才不可或缺的能力。而计算机基础教学中对学生思维能力的培养,能够促进学生计算思维能力的提升。所谓计算思维就是在对系统设计、行为理解、问题解决等方面运用计算机科学,可见计算思维是创新思维的更为重要的组成部分。研究表明计算思维在计算机科学研究和科学技术发展中起着举足轻重的作用,我国应高校在高等院校计算机基础教学中应把“培养学生计算思维能力”作为核心内容从而促进计算机教学质量的提升。

3正确认识计算机基础教学的作用,强化师资队伍建设,完善教育机制建设

要想在竞争如此激烈的社会中有立足之地,就必须重视对人才的培养。而我国的高等院校做为培养人才的摇篮,更应正确认识计算机基础教学在培养人才过程中起到作用,给予计算机基础教学足够的重视,从而为提高大学生的综合素质以及能力奠定牢固的基础。高等院校计算机基础教育作为学生计算思维能力培养的重要课程更应受到教育部门的重视和支持,高校在教学过程中也应完善师资力量、提高高校计算机的硬件和软件的水平,完善配套措施,从而为计算机基础教学的教学质量提供最基本的保障。

4围绕培养学生计算思维能力的原则,完善计算机基础教学课程体系和教学内容

要做好在计算机基础教学过程中培养学生计算思维能力的工作,就需要高校完善计算机基础教学的教学内容和课程体系。而要实现这一点,高校就应该组建由丰富教学经验的教师专家进行理论论证,从而加快推进计算机基础教学的教学改革和课程建设,丰富教学内容。同时也需要国家相关部门以及学术团体的大力支持。只有高校资源与社会资源的有效利用才能实现培养创新型人才的目标。

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中图分类号:G642 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2015)10-0100-03

“计算思维”(computational thinking)[1][2]是美国卡内基?梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在2006年3月美国计算机权威期刊Communications of the ACM杂志上首先给出的,周教授认为: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。2010年周教授又给出了计算思维的正式定义,认为: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,其解决问题的表示形式应该能有效地被信息处理执行。[3]

在CNCC 2011特邀报告中,中国计算机学会(CCF)会士、中国科学院院士、中国科技大学及深圳大学教授陈国良认为,计算思维不仅仅是计算机科学家应该具备的能力,并且是每一个人都应该热心地学习和运用的一种普遍的认识和一类普适的能力。[4]

计算思维的意义

计算思维中的“计算”是广度的含义,理解为人类求解问题的方法和途径。随着全球信息化的发展,网络(包括物联网)延伸到社会的各个角落,“计算机”变得无处不在、无事不用,并且目前数据的积累变得容易化、简单化,使计算思维越来越成为人们认识问题和解决问题的重要思维方式之一。[5]

计算思维也不同于人们追求的数学思维、实证思维,计算思维蕴含着一整套解决一般问题的方法与技术[6];计算思维反映了计算机学科最本质的特征和最核心的解决问题的方法;计算思维也为不同专业提供了独特的处理问题的思维方式及解决专业问题的有效方法和手段。

计算思维能力的培养

计算思维实际上是一个思维的过程,计算思维能力是从计算思维的角度进行思考的能力。在教学中培养计算思维能力,能提高学生创新和发明的能力,提升学生的信息素养,使学生能够对获取的各种信息通过自己的思维进行深层次的加工处理后产生新信息。[7]目前,在计算机教学中加强计算思维能力的培养已得到越来越多的高校教师的理解和支持,并且在教学中进行了不断尝试和探索。下面笔者就在大学“计算机基础”课程的理论教学、软件教学和实践教学中有目的、有意识地实施计算思维能力的培养这一问题谈一些自己的体会和想法。

大学“计算机基础”课程教学是面向高校新生、全校性、第一层次的计算机基础知识和基本技能的普及教育,但随着目前中小学阶段计算机基础教学普及率的逐渐提高以及电脑的家庭化程度越来越高,大多数学生对计算机的初级应用已经有所了解,如果在大学阶段再重复地进行教学,既浪费了教学时间又影响学生的学习兴趣,针对这种现状,大学“计算机基础”课程教学的培养目标,不仅在于强化计算机基础知识和应用技能,更重要的应是在此基础上培养学生的计算思维能力。

1.理论教学

大学“计算机基础”课程理论部分主要包括了信息与计算机基础知识、网络基础知识、数据库基础知识等内容,这部分内容涉及面广、概念术语多,但由于受学时和学生的基础限制,又较难展开,进行深入讲解。可如果在介绍基础知识的同时,有意识地设置一些问题,采用问题驱动的方式,引导学生有效思考、积极讨论,鼓励学生回答问题并探索解决问题的方法,能使学生通过思考问题和解决问题,逐步养成计算思维。

挖掘大学“计算机基础”课程的教学内容,笔者发现其中很多知识点和案例隐藏着计算思维的思想,从这些知识中引出思考点,在教学中将知识传授转变为基于知识的计算思维培养,能使学生逐步建立起基于计算思维的知识体系。比如,①十进制数转化为二进制,采用整数部分“除二取余”、小数部分“乘二取整”的方法,教师在传授方法的同时,引导学生进一步思考二进制整数部分为何从后往前或从下往上表示,而小数部分却从前往后或从上往下表示,并且如何利用计算机存储特点实现进制转化?②CPU(中央处理器)中的计算器有一个以2为模的加法器,但加法器也可作减法运算,它的原理是什么?③在计算机硬件中,高速的CPU的工作频率和内存存取速度不匹配,科学家是如何解决这一问题的,里面包含了一种什么思想?并且进一步举例说明提前预置缓冲思想在其他领域的应用。④介绍操作系统几大功能模块的作用时,从计算思维的角度讲解功能模块是如何管理资源的,从中可以介绍一些如哲学家进餐、理发师睡觉等问题,这些问题也是操作系统文化中脍炙人口的经典问题。⑤综述程序设计语言时,面向过程与面向对象是解决问题的两种不同的思想和方法,通过举例比较分析,启发学生用不同的角度去审视事物和问题,冲破惯性思维,从中树立一种新的思考问题的思路和方法,从而拓展学生看问题的视角和思维。

2.软件教学

目前大学“计算机基础”课程中软件教学内容约占整个教学计划的二分之一,主要的软件学习包括Word、Excel和PowerPoint等,而这三个通用应用软件也是学生今后学习、工作必备的工具。在软件教学中,通常强调的是工具使用的方法,也就是操作的具体步骤和过程,即操作技能的学习,而刻板的操作技能意味着简单的机械重复,但计算思维是根本的、不是刻板机械的技能。所以,在软件教学中,在进行操作技能学习的同时,也要重视“软件中思想的教学”,即软件的结构、共性的、基本概念的学习及其实用性的体现,一方面灵活运用概念提高操作能力,另一方面通过案例实用性提高学生学习的兴趣。例如,可以从以下几个方面入手:①概念是基础。因为Office版本在不断升级,界面、操作方法等内容会不断更新变化,唯有概念性的内容变化较少,由于概念一般相对稳定,所以掌握了概念,也就提高了学生学习和适应新知识的能力。②概念的应用。软件中的概念的理解有助于对操作的掌握和灵活运用,如在Word中只要理解和掌握了“节”和“域”这两个概念及其操作,则Word软件大多数高级应用就可以把它看作是“节”和“域”的应用。③概念的迁移。概念的迁移包括纵向迁移(版本的升级)和横向迁移(Word、Excel、PPT有一些相通相似的概念),这些概念在Office不同的软件中具有相同或相似的含义和操作,如模板、样式、页眉页脚、批注、宏等一些概念和操作。④概念的区别。例如,在PowerPoint中注重了解母板、模板、主题、版式、背景等一些概念术语的区别,理解了这些概念,才能灵活操作和运用。 3.实践教学

大学“计算机基础”课程的上机实践也是教学过程中的一个重要环节,由于实践课时的删减,一部分实践内容须安排学生课后去完成,学生完成任务的过程,既是求解问题的过程,也是计算思维逐步养成的过程。实践教学可从以下几方面入手:①任务的布置。教师在布置任务时有目的地布置一些递进性题目和开放性题目,递进性题目渐进辅垫引导学生进行自主学习,开放性题目发挥学生的发散思维和创新思维。②方法和技巧传授。每种软件都有自己的操作特点和常用的方法和技巧,如Excel,只有充分理解了Excel的函数、公式、数组各自的含义、操作方法、表达式和输入规则等,才能在此基础上灵活运用、举一反三。③搜索工具的使用。充分利用网络资源搜索自己需要的信息进行学习,这是网络时代学生获取知识的一种重要途径,同时也培养了学生的信息检索能力。④组建学习QQ群。通过社交媒体使学生之间、师生之间实时互动、互相学习、互相探讨。⑤建设一个大学“计算机基础”课程在线助学管理平台。通过该平台实现在线学习、布置作业、作业管理、消息、留言等功能。

结束语

大学“计算机基础”课程是一门既有理论又有实践的学科,在“计算机基础”课程教学中培养学生的计算思维能力,是一个新的课题。对教学各个环节进行有针对性和系统性的组织和设计,能进一步提升和丰富教学的内涵和意义,这既是培养学生计算思维能力的重要途径,也是大学“计算机基础”课程教学改革的目标之一。

参考文献:

[1]Jeannette M. Wing. computational thinking[J].Communications of the ACM, march 2006.

[2]Jeannette M. Wing. computational thinking and thinking about computing philosophical transactions[J].series a, July 2008.

[3]Jancanny, LarrySnyder, Jeannette M. Wing. Demystifying CT for non-computer scientists[J].Work in progress, 2010.

[4]陈国良.计算思维[J].中国计算机学会通讯,2012(1).