在信息技术快速发展的今天,计算机已经成为各行各业中不可或缺的信息处理工具。随着这一趋势的发展,高等教育中计算机基础课程的教学目标也发生了转变。当前高校教学的一个公认目标就是培养学生具备计算思维的能力。海军航空大学航空基础学院的研究人员方霞、任海军航空大学航空基础学院颖和王丽娜发表了一篇关于如何将计算思维导向与Python案例应用相结合,以优化计算机基础课程教学方式的研究论文。以下是对该文提供的知识点的详细说明。
需要明确计算思维的定义。计算思维(Computational Thinking)是指运用计算机科学的基础概念去分析问题、设计解决方案并表达问题解决过程的思维活动。它包含几个核心要素:抽象、自动化、算法思维和规模概念。在教学中培养计算思维,意味着要引导学生学会如何用计算机科学家的方式去思考问题,为未来解决更复杂的问题打下坚实的基础。
Python语言由于其简洁明了的语法、强大的库支持和跨平台的特性,已经成为当前最受欢迎的编程语言之一。Python在计算机基础教育中的应用能够降低学习难度,快速实现算法和程序的编写,使得学生可以将更多的精力投入到理解计算思维和计算机科学的基本概念上。
该论文提出,传统的计算机基础课程往往偏重于理论知识的传授,忽视了实践操作和问题解决能力的培养。基于计算思维的教学方法,应当着重于理论与实践的结合。这要求教师在教学过程中寻找程序设计与计算机科学基础理论的契合点,通过合适的教学案例和模式,把理论教学和实践应用相结合。
在具体的教学实践中,可以通过引入Python编程语言,将计算机基础理论与实际案例相结合。例如,教授数据结构时,可以将链表、栈和队列等概念与具体的Python数据结构(如list、tuple、dictionary等)联系起来。在教授算法时,可通过Python实现排序、搜索等经典算法,并利用Python图形库展示算法执行过程。通过这样的教学方法,学生不仅可以更好地理解计算机科学的概念和原理,而且能培养他们利用计算思维解决问题的能力。
论文中强调,通过计算思维导向的教学改革,可以提高学生综合运用知识解决问题的能力。学生能够借助Python这样的工具,将抽象的算法思维转化为具体的实践操作,从而加深对理论知识的理解和掌握。这种方法不仅能够提高学生的学习兴趣,还能让学生在学习的过程中,更加注重问题解决的逻辑性和系统性。
论文还提出,为了保证教学改革的顺利进行,需要在教学内容和方法上进行创新,不断探索合适的教学案例和模式。同时,教师应持续关注计算机专业的发展态势和教育需求,及时更新教学大纲和课程内容,以保持教学的时效性和前瞻性。
该论文为计算机基础课程的教学提供了新的视角和方法,旨在通过Python编程案例的应用,强化学生计算思维的培养,以适应未来社会对计算人才的需求。这不仅对高校计算机基础教学具有重要的指导意义,也为编程教育提供了新的实践模式。