以Python为载体的“大学计算机”课程计算思维能力培养实践.pdf

本文讨论了在大学计算机课程中如何培养学生的计算思维能力，并以Python编程语言作为教学的载体。文章通过分析计算思维的本质，构建了一个以计算思维为贯穿线索的课程体系，并设计了一个循序渐进的实验体系。在教育领域，计算思维被视为一种重要的能力，其重要性在于抽象和自动化的能力。抽象能力涉及到将复杂问题简化成计算机能够理解和处理的形式，而自动化能力则是指能够将这种简化的过程转化为计算机程序，从而实现问题的自动解决。 教学目标是培养学生理解和运用计算思维的能力，激发他们解决实际问题的兴趣。为了达到这些目标，课程体系需要包含计算思维的基本概念、主要思维方法以及计算机的基础知识。通过深入理解计算机模型和物理实现，学生能够掌握必要的计算机基础知识，进而通过理论学习和实践练习，形成计算思维解决问题的基本方法。 在具体实施上，课程分为理论教学和实验教学两部分，共48学时，其中26学时用于理论教学，22学时用于实验教学。课程内容被划分为五个章节，每个章节又细分为若干讲。整个课程遵循从问题求解的基本思想出发，逐步深入到问题的抽象与建模、数据结构与程序设计基础、算法设计与优化、科学计算与数据处理，以及工作思维及系统设计方法等几个阶段。 为避免课程内容仅停留在程序设计层面，实验体系的构建需要密切配合教学目标。Python语言因其简洁易学的特性被选作实验教学的主要工具。通过案例驱动的启发式教学方法，学生能够在解决问题的过程中，逐步理解和掌握计算思维的方法和应用。 六年的教学实践表明，将计算思维能力的培养与编程实践相结合，可以显著提升学生的计算思维能力。学生不仅学会了如何使用计算机解决问题，还学会了如何思考问题并转化为计算机能够执行的步骤。这为学生在专业学习和未来工作中解决更加复杂问题打下了坚实的基础。 文章所提及的关键词“Python、大学计算机、计算思维、课程体系、实验体系”为理解整个教学模式的核心。计算思维能力的培养是当前计算机教育的核心任务，而Python作为编程语言的一种，已经成为很多高校在计算机教育中的首选。 文章中所提到的中图分类号G642和文献标识码B以及论文编号1674-2117（2021）07-0097-04，这些都是学术论文的标准化标识，用于学术检索和引用。这些信息有助于读者在学术数据库中检索到这篇文章，并了解其在学术界的位置。 文章作者所属的机构北京航空航天大学计算机学院，其在计算机教育领域的研究和实践，已经影响到了国内一些高校的课程设置。他们提出的课程体系和实验体系的构建方法，以及采用的教学方法，为其他高校开展相关课程改革提供了有益的参考和指导。