关于大学计算机基础课程的论文

　　在当下，计算机成为一个不可或缺的工具，无论是学习、工作，还是生活中，都离不开它。下面是学习啦小编为大家整理的关于大学计算机基础课程的论文，希望大家喜欢!

　　关于大学计算机基础课程的论文篇一

　　《计算思维与大学计算机基础》

　　摘 要：计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节。本文分析了当前计算机基础教学的新形势以及计算思维的重要性，重点讨论计算思维的培养和“大学计算机基础”课程相结合，提出了以培养学生计算思维能力为核心的“大学计算机基础”课程模型。

　　关键词：计算思维;大学计算机基础;课程模型

　　计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节。在新形势下，计算机基础教学的内涵在快速提升和不断丰富，进一步推进计算机基础教学改革、适应计算机科学技术发展的新趋势，是国家创新战略对计算机教学提出的重大要求。九校联盟(C9)计算机基础课程研讨会上达成共识：要旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务[1]。

　　一、计算思维、计算透镜、计算社会科学

　　2006年3月，美国卡内基?梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授提出了“计算思维”(Computational Thinking)[2，3]，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的思维活动。 她在2010年给出了计算思维的正式定义[4]：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代理执行。

　　李廉教授指出：计算思维是人类科学思维固有的组成部分，以可行和构造为特征。计算思维表达构造和操作，因为对于人的集体行为，需要一个群体的共同理解，因此要具有以下的特征，有限性(可表述性)、确定性(无歧义性)、机械性(不因人而异)[5]。

　　Richard M. Karp教授提出的“计算透镜”(Computational Lens)理念也提出要将计算作为一种通用的思维方式[6]，通过这种广义的计算(涉及信息处理、执行算法、关注复杂度)来描述各类自然过程和社会过程，从而解决各个学科的问题。这一理念试图将计算机科学由最初的数值计算工具、仿真与可视化技术以及后来基于网络、面向多学科的e-Science平台，变成普遍适用于自然和社会领域的通用思维模式。计算科学是一门正在兴起的综合性学科，它依赖于先进的计算机及计算技术对理论科学、大型实验、观测数据、应用科学、国防以及社会科学进行模型化、模拟与仿真、计算等。特别是对极复杂系统进行模型与程序化，然后利用计算机给出严格理论及实验无法达到的过程数据或者直接模拟出整个复杂过程的演变或者预测过程的发展趋势。对基础科学、应用科学、国防科学、社会科学以及工程技术等的发展有着不可估量的科学作用与经济效益。Karp的计算透镜是对计算机科学及计算思维的重要拓展。

　　目前人们普遍地以各种不同形式和方式生活在各种网络中。人们频繁地收发电子邮件和使用搜索引擎，随时随地拨打移动电话和发送短信，每天刷卡乘坐交通工具，经常使用信用卡购物，写博客，发微博，通过SNS来维护人际关系……以上的种种事情都留下了人们的数字印记。海量的数字印记汇聚起来就成为一幅复杂的个人和集体的行为图景，这些都是对现实社会的人及组织行为的映射，网络数据可用来分析个人和群体的行为模式，从而深化人们对生活、组织和社会的理解。随着信息化和网络化的不断普及与深入，社会动态变化的速度和规模已经提高到一个前所未有的水平，也迫切地希望利用海量数字印记掌握社会变化。从这个角度出发，将计算科学应用于社会科学便自然而然提出了计算社会科学，其主要特点是让社会科学的研究走向基于数据驱动和定量分析的道路。2009年Lazer等在Science杂志上提出了计算社会科学概念[7]，指出计算社会科学的研究涉及如下三个相互关联的问题：人们的交互方式、社会群体网络的形态及其演化规律。这三个问题的研究可以帮助人们解答很多社会问题。计算社会科学是计算思维在推动其他学科发展的典型示范。

　　计算思维、计算透镜、计算社会科学等概念的提出对计算机教学工作提出了挑战，并指明了方向：一方面要从计算思维、计算透镜、计算社会科学获取新颖和丰富的教学内容，另一方面要从计算机学科的本质和区别于其他学科的学科特点出发组织教学。理解好计算思维，围绕计算思维改进计算机基础教学，是解决上述两方面的根本。笔者认为可以将计算思维从算法思维角度简化成“合理抽象、高效算法”，从工程思维角度简化为“合理建模、高效实施”。通过这样的简化可加深对计算思维的理解，增强在学习及教学过程中的可操作性。

　　二、国外大学计算机基础教学与计算思维

　　国外著名高校已经对计算思维的培养有了充分的认识和行动。斯坦福大学在“下个十年计算机课程开设情况”方案中提出了新的核心课程体系，包括计算机数学基础、计算机科学中的概率论、数据结构和算法的理论核心课程，以及包括抽象思维和编程方法、计算机系统与组成、计算机系统和网络原理在内的系统核心课程。强调将计算理论和计算思维的培养纳入课程全过程。

　　卡耐基·梅隆大学的计算机科学学院也正在计划对其入门课程系列进行大的修订[8]，这不仅会影响计算机专业学生，也会影响到全校范围内选修计算机科学相关课程其他学生。修订包括：为计算机专业和非计算机专业开设的入门课程要推广计算思维的原理;针对软件的高可靠性加强高可信软件开发及方法的学习;考虑到未来程序主要利用并行计算实现高性能，着力培养学生这方面的能力。

　　在卡耐基·梅隆大学的计算机课程体系中，其入门课程共有3门，分别是15-110、15-122、15-150，如下图所示。这3门课程要围绕着计算思维进行调整。15-110 计算机科学原理作为大学第一门计算机课程，是其他计算机相关课程的基础。计算机科学原理以培养计算思维为主，不要求过多的计算机专业背景或是编程经验，计算机和非计算机专业的学生都可以选修。15-110已于2011年秋季开出。

　　三、计算机教学应当培养学生的三种能力

　　1.计算机使用能力(Computer Literacy)。即基本的使用计算机和应用程序的能力，例如使用word编辑器，读写文件以及使用浏览器等。现在高中阶段计算机基础教学普及率逐渐提高，这类教学内容大多数学生在高中阶段早已经十分熟悉，如果在大学阶段再安排这类课程的重复教学，既浪费宝贵的教学资源又影响学生的学习兴趣。对于之前没有接受过计算机教育的大学新生，完全可以利用学校的教学资源自学相关操作。故笔者认为，计算机使用能力的培养应该从大学计算机教学体系中压缩甚至移除。

　　关于大学计算机基础课程的论文篇二

　　《大学计算机基础教学中的计算思维养成》

　　摘要：文章阐述了在大学计算机基础教学中对学生计算思维能力培养的方法和途径，提出在教学的各个环节中融入思维训练，可以使学科知识与计算思维能力互相促进，共同提高，达到提升创新实践能力的目的。

　　关键词：计算思维;大学计算机基础;程序设计思路;实验性学科

　　0.引言

　　随着计算机技术的飞速发展和普及，计算机文化知识已经成为当代非计算机专业学生知识结构的重要组成部分。目前，我国大部分地区的中小学都开展了计算机的基础教学工作，高中生在进人大学前已经具备一定的计算机理论知识和操作能力。在大学中开设的计算机基础课程如果还是延续以往的基础知识和上机操作，学生就会出现到课率不高、缺乏学习积极性等现象。

　　教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出了大学计算机基础教学要培养对计算机的认知能力、利用计算机解决问题的能力、基于网络的协同能力和信息社会终身学习的能力。因此计算机基础教学的培养目标，不仅仅要强化基础知识和应用技能，更重要的是在此基础之上培养学生用计算机解决和处理问题的思维和能力，理解计算机在问题解决过程中所发挥的作用，展现计算机学科的思维方式，提升创新实践能力。

　　1.关于计算思维

　　美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授认为，计算思维是每个人应必备的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。我们在培养学生解析能力时不仅让他们掌握阅读、写作和算术，还要学会计算思维。

　　计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看似困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题，它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。计算思维无处不在，当其真正被融入人类活动的整体时，它就成为解决问题的有效工具。比如，女儿早晨上学，她把当天需要的东西放进背包，这就是预置和缓存;儿子弄丢他的手套时，你建议他沿走过的路寻找，这就是回推;在什么时候停止租用滑雪板而自己买一付呢，这就是在线算法;在超市付账时，你应当去排哪个队呢，这就是多服务器系统的性能模型;为什么停电时电话仍然可用，这就是失败的无关性和设计的冗余性等。在现代生活中，计算思维在海量信息分析处理、大型系统设计、工程组织与实施、自然现象与人类社会行为模拟等方面具有重要的意义。在大学计算机基础课程中有意识地讲述这方面的内容，并加以适当的训练，可以提高学生对计算机科学的理解和认识，形成科学的世界观和掌握科学的方法论。

　　2.组织教学过程

　　计算机是一门理论性与实践性都很强的学科，在教学中贯穿计算思维的培养是一个新的跨越和挑战。在传统的计算机基础教学模式中，计算思维是隐藏在能力培养中的，要靠学生自己去领悟，而现在要将其明白地讲出来，让学生有目的地、自主地学习。

　　南京工业大学开设的大学计算机基础课程内容主要分为两部分：计算机信息技术和程序设计语言。计算机信息技术课程由理论知识和实践操作组成，理论知识部分主要介绍计算机信息处理方面的基本概念、原理和技术，实践操作部分主要训练计算机的操作和常用软件的使用。程序设计语言分语种进行，南京工业大学主要开设了VB、VC和VFP三门语言。由于计算思维教育着眼于思维模式的养成和训练，因此在理论学习和实践操作两个环节都有着与以往教学不同的要求和目标。

　　2.1信息技术课程的思维培养

　　教学目标是教学内容设计和实施的出发点和落脚点，对课堂教学的顺利进行起主导作用。为了培养计算思维能力，需要对传统的课程内容重新梳理，以新的组织方式和思路传授给学生，在灌输知识的同时引导学生积极思考，使其逐步建立基于计算的思维方式。大学计算机信息技术的教学内容中有很多隐藏着计算思维的知识点和案例，因此，我们在内容的组织上要按照教学大纲，首先归纳出知识单元，然后梳理出知识中所涉及的计算思维，引出思考点，将知识传授转变为基于知识的思维传授，逐步引导学生建立基于计算思维的知识体系。

　　我们在课堂教学中尽量采取师生互动讨论的方式，帮助学生回忆以前学过的内容，让每一位学生都参与进来。通过学生讲述、教师引导，归纳出问题所在，最后达到解决问题的目的。每次课都有一条思维主线，教学内容围绕这条主线展开和延伸。例如，在讲授计算机硬件结构时，可以先让学生谈谈计算机所拥有的基本部件，由教师归纳并绘制出经典计算机工作的原理图，同时让学生思考影响系统工作效率的因素及改进方法，进而绘出现代计算机工作的原理图。再如讲授什么是信息技术时，先由概念引出人类获取信息的方式，学生讨论身边有哪些信息技术以及这些技术的作用，进而引出利用计算机来进行信息处理的优势，再来思考计算机是如何进行信息处理，这就涉及文字、图片、声音如何在计算机里表示，进而引出二进制以及如何将我们最熟悉的数值转换成二进制的方法。在讲述操作系统时，首先由学生谈谈所知道的操作系统的作用，由教师总结出几大功能模块，对具体的功能模块展开思考，如CPU的管理，由学生提出提高CPU效率的方法，最后再由教师带领学生共同进行可行性分析以确定合适的管理方法。

　　整个课堂教学由学生发言→教师引出思考→学生提出解决方案→共同进行可行性分析→教师总结归纳几个环节构成。在教学设计中，教师要引导学生对问题进行抽象、分析，使其掌握所涉及的计算原理，形成问题求解的思路。特别要设计好师生互动环节，给学生提出问题的机会，同时还要善于引导学生积极有效地思考、讨论，鼓励学生积极回答问题、探索问题的求解方法，使学生能在学习中思考，在思考中逐步培养计算思维。

　　2.2程序设计课程的思维培养

　　在现有课程设置条件下，在程序设计课程上如何培养学生的计算思维能力?程序设计课程的重点应放在讲思路，讲如何对问题进行抽象，讲如何从计算机的角度去解决问题的步骤。以往的程序设计语言课效果欠佳的主要原因是过于注重语句语法，学生满脑子都是语句，却不能自主编出一个程序，无法达到课程设置的目的和要求。 　　在程序设计教学中应避免照本宣科地向学生讲授语法规则、程序结构等，应从生活中的现象作为切入点，激发学生的学习兴趣，积极引导学生思考问题，不要过早地被那些深奥晦涩的语句和语法搞得一头雾水。例如，在讲到选择法排序时，可以随机抽取若干名学生到讲台上排队，通过对排队过程的步骤分解，找出解决问题的形象化方法，使学生切身感受到排序在计算机中实现的机制，理解计算机解决问题的方式和方法。在学生理解了选择法排序的过程之后，可以适当引入其他排序算法，通过对比时间与空间复杂度进行算法的效率分析，要求学生能根据所要解决的问题，选择一种适当的排序法。也就是说，要改变目前的程序设计课程思路，以发现问题→分析问题→寻求多种解决方案→各种解决方案对比→实现解决方案作为程序设计训练方法，探索不同算法在效率和性能方面的影响，理解实用的基本程序设计原则，尽可能接近解决实际问题的模式。

　　再如，讲到VC++中链表的内容时，可以形象化地与生活中的“顺藤摸瓜”这种结构对应起来，由此引申至计算机的非顺序存储结构及其所带来的有效利用存储空间的优势。这样就在原有的单纯教会学生编程序的基础上更进了一步，通过这种方法可以逐步培养学生形成理性的逻辑思维和严谨的思维习惯，让学生成为问题的解决者而不仅仅是程序设计员。

　　2.3实践环节的计算思维培养

　　大学信息技术的实践环节，主要侧重于学生对常用软件的学习和使用。这部分内容教师在课堂上不做讲授，只在实验时进行辅导，由学生自己根据实验指导书的要求完成实验内容。在实验中，教师可以适当结合理论课的内容和上机操作，要求让学生就某一个知识点完成一篇科技小论文或就一个主题写一篇综述，通过以上要求不仅可以锻炼学生的上机操作和信息检索能力，而且可以使学生对课程中相关的知识有更加全面和整体的认识。由于目前各高校对计算机基础课程课时都进行了删减，在课堂教学中有些内容无法涉及，通过科技小论文和总结性的综述可以引导学生进行自主学习。

　　程序设计课程属于实验性学科，让学生按部就班地上机调试教材中的程序，不是实验教学的真正目的。实验的目的不仅是验证程序是否正确可行，也是培养学生的问题求解和机器实现能力的手段，并逐步养成计算思维能力。在学生动手编写程序代码之前要求用文字写下求解问题的实现步骤，这样可以帮助学生理解计算机解决问题的方法和实现过程，在分析确认了实现步骤可行之后，再根据所使用程序设计语言的语法规则对应到具体的实现语句上，形成最终的程序代码。因为程序设计语言是一种确定性的符号系统，学生在编程调试过程中出现的任何错误，都会在编译、链接和运行时表现出来，而通过检错和纠错的过程，就可以逐步培养学生形成理性的逻辑思维、严谨的行为习惯和科学的实证精神。

　　3.结语

　　计算机课程是一个理论性与实践性都很强的科学。从计算能力培养到计算思维养成，是一个新的跨越和挑战。在现阶段的课程设置条件下，有针对性和系统性地对教学各个环节进行组织和设计，是培养学生计算思维能力的重要途径，也’是大学计算机基础教学改革的目标之一。然而，思维培养是一个综合性很强的要求，仅通过一两门课程是无法实现目标的。因此，计算机基础教学课程尽管可以很好地训练相关内容，但是真正意义上的计算思维培养还要从教育体系的全方位来实施。