基于計算思維的網(wǎng)站設(shè)計論文范文
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1在課堂教學(xué)中引入計算思維
1.1當(dāng)前教學(xué)存在的問題當(dāng)前教學(xué)主要講解PHP語法知識、技術(shù)運用及數(shù)據(jù)庫的操作。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生獨立設(shè)計開發(fā)網(wǎng)頁時不知如何下手，教學(xué)效果不能達到預(yù)期的目標(biāo)。網(wǎng)站開發(fā)看似簡單實則繁雜，而計算思維采用抽象和分解來設(shè)計巨大復(fù)雜的系統(tǒng)，這正好可運用到網(wǎng)站的開發(fā)設(shè)計中。在教學(xué)中引入計算思維概念，著重培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，能很好地解決當(dāng)前教學(xué)遇到的問題。
1.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)計教師應(yīng)以計算思維為導(dǎo)向設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生使用計算機解決問題的能力，可據(jù)此在課堂教學(xué)中淡化基本語法的講解，著力設(shè)計問題，促使使用計算思維的方式解決問題并強化語法知識的學(xué)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分：知識理論篇和案例篇。知識理論篇主要包括計算思維概述、HTTP協(xié)議、基本語法、數(shù)組、字符、函數(shù)、文件、日期、類和對象、Cookie、Session、MySQL等；案例篇以設(shè)計一個網(wǎng)站為例講解如何使用計算思維把復(fù)雜問題簡單化。教師可以在組織具體教學(xué)內(nèi)容時以問題為切入點，安排相應(yīng)語法知識的講解，同時涉及某些計算思維能力的使用。那么什么樣的能力是計算思維能力呢？我們可把計算思維分解為一些特征點，這些特征點包括（但不僅限于）如下概念：規(guī)約、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真、遞歸、并行、抽象、分解、保護、冗余、容錯、糾錯、系統(tǒng)恢復(fù)、啟發(fā)式、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、調(diào)度、折中、優(yōu)化等[3]。在設(shè)計問題時可盡量包括這些計算思維能力，如設(shè)計階乘的問題來介紹函數(shù)，采用遞歸的計算思維解決問題；設(shè)計實現(xiàn)加減乘除的簡單計算器問題介紹類和對象，采用抽象的計算思維求解問題。教學(xué)內(nèi)容的組織難在問題的設(shè)計，而設(shè)計的問題要盡量涵蓋上述計算思維能力，這在短期內(nèi)很難完成，是一個長期積累的過程。
1.3教學(xué)手段多樣化目前大部分高校主要采用課堂講授的方式教學(xué)，該教學(xué)方式重在教，學(xué)生是被動的學(xué)習(xí)。計算思維的教學(xué)模式重點是啟發(fā)式教學(xué)，即在有限的課堂學(xué)時下引入多種教學(xué)手段輔助教學(xué)，可考慮采用如下教學(xué)手段。（1）MOOC教學(xué)。國內(nèi)外頂尖大學(xué)設(shè)立了許多網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，在網(wǎng)上提供免費課程。由于課時有限，教師在課堂上無法仔細講解某些知識點，可讓學(xué)生在課外通過MOOC學(xué)習(xí)。（2）課堂討論。教師可采用課堂討論的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在討論課上設(shè)計問題讓學(xué)生討論如何解決問題，最后教師點評并歸納出解決此類問題可采用的計算思維能力。（3）視頻教學(xué)。任課教師可收集制作與課程有關(guān)的教學(xué)視頻，學(xué)生可在課后觀看學(xué)習(xí)。（4）課程論壇。教師可建立課程論壇，提供與課程相關(guān)的資料下載，及時解答學(xué)生提出的問題，還可發(fā)起對某個問題的討論。新技術(shù)的出現(xiàn)使得授課方式更加多樣化，教師可在教學(xué)中充分利用這些新技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生主動、積極地學(xué)習(xí)，改變傳統(tǒng)的知識點灌輸式教學(xué)方式，以問題求解為導(dǎo)向，啟發(fā)學(xué)生思考如何解答問題并歸納解答問題時運用的計算思維。
2在實踐教學(xué)中融入計算思維
目前的實踐教學(xué)主要是教師布置一定的上機習(xí)題讓學(xué)生完成，這些上機習(xí)題與教學(xué)中講授的知識點有關(guān)，如循環(huán)語句、數(shù)組、函數(shù)等。這樣的實踐教學(xué)只是強化了學(xué)生對課程知識點的掌握，沒有進行思維的訓(xùn)練。計算機技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，今天我們學(xué)習(xí)的某門計算機語言或技術(shù)在不久的將來可能會被淘汰，學(xué)生不應(yīng)只掌握某門計算機語言或技術(shù)，而應(yīng)掌握求解問題的思維，有了思維可以采用新的計算機語言或技術(shù)求解出答案。思維的特性決定了它能給人以啟迪和創(chuàng)造想象的空間。思維具有普適性，知識和技能具有時間性的局限，而思維則可跨越時間性，隨著時間的推移，知識和技能可能被遺忘，但思維卻可潛移默化地融入未來的創(chuàng)新活動中[4]。計算思維具有強大的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)計算思維能力的最高目標(biāo)是為了創(chuàng)新[5]。
2.1圍繞計算思維設(shè)計上機內(nèi)容實踐操作是強化學(xué)習(xí)的一種有力手段。教師應(yīng)該圍繞計算思維精心設(shè)計每一道上機習(xí)題，如在設(shè)計有關(guān)循環(huán)的上機習(xí)題時，可設(shè)計采用窮舉思維解答的習(xí)題：百錢買百雞[6]。在每次上機實驗后，教師可設(shè)計一些類似解題思路的習(xí)題讓學(xué)生課后自己練習(xí)，進一步強化培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。上機實驗在培養(yǎng)學(xué)生求解問題的能力上是一種很重要的手段，教師一定要嚴(yán)格把關(guān)，不能放之任之。為了更好地讓學(xué)生上機實驗，可以建立上機實驗考評機制，對每位學(xué)生每次上機實驗情況打分，期末結(jié)束后給出上機實驗總分并記入期末總評中，這樣可以激勵學(xué)生上機操作，訓(xùn)練他們解決問題的能力。
2.2在實踐教學(xué)中運用項目驅(qū)動在課堂教學(xué)的最后階段，教師會講解一個案例（一個實際的網(wǎng)站）的實現(xiàn)。這個案例的講解可以讓學(xué)生了解如何利用科學(xué)系統(tǒng)的方法把一個龐大而復(fù)雜的問題抽象成多個小而簡單的問題并實現(xiàn)。與此同時，教師在實踐教學(xué)中為了進一步加強學(xué)生的實踐操作能力和培養(yǎng)他們的計算思維能力，會布置一個項目讓學(xué)生完成，如分項目小組（3~4個學(xué)生一組）完成一個網(wǎng)站，項目時間規(guī)定在期末前一個月內(nèi)；每個小組設(shè)小組長一名，負責(zé)分配任務(wù)和進度；采用軟件工程方法實施項目，要求撰寫需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、詳細設(shè)計等文檔。在項目的實施過程中學(xué)生會相互配合和團結(jié)協(xié)作，他們會了解團隊精神的重要性，學(xué)會運用計算思維的方式分析求解問題，明白計算思維的重要性。項目完成后，每個項目小組推薦一名成員以PPT的形式介紹他們的項目并演示網(wǎng)站。教師和學(xué)生一起討論項目的優(yōu)劣，教師應(yīng)對每個項目進行評分并點評，指出其中的不足和可以進一步完善的地方。
3.1練習(xí)的重要性網(wǎng)站設(shè)計是一門實踐操作性很強的課程，其理論知識并不難，難在實踐操作。從多年的教學(xué)情況來看，學(xué)生在實際動手設(shè)計開發(fā)網(wǎng)頁方面存在較大困難。筆者從與學(xué)生的交流中發(fā)現(xiàn)他們課后練習(xí)較少，課堂上雖然聽懂了，但課后沒有進一步的鞏固，很快又忘記了。根據(jù)上面的描述可知練習(xí)對于掌握一門課程知識很重要，布置一定量的作業(yè)是必要的。然而，由于學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)生眾多，批改作業(yè)會占用教師的大量時間，建立一個在線的練習(xí)系統(tǒng)可以很好地解決這個問題。
3.2練習(xí)系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)思采用計算思維的教學(xué)模式，學(xué)生能更快地具備分析問題和解決問題的能力。在發(fā)展日新月異的計算機技術(shù)面前，一些計算機技術(shù)會過時，但計算思維能力仍能適用問題的求解，因此練習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計重點在于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。初步構(gòu)思是對專家學(xué)者提出的計算思維能力進行歸納，總結(jié)哪些能力是計算思維能力。教師可以針對每種計算思維能力設(shè)計一些習(xí)題并加入到練習(xí)系統(tǒng)中，隨著授課進度布置相應(yīng)的練習(xí)給學(xué)生做，如講授到函數(shù)這一節(jié)時可布置與遞歸有關(guān)的練習(xí)，練習(xí)系統(tǒng)可自動批改作業(yè)，這樣既可以減輕教師負擔(dān)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。
4結(jié)語
計算思維是現(xiàn)今的研究熱點，眾多專家學(xué)者都希望將其引入課程教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，然而解決計算思維能力培養(yǎng)“落地”的問題，還需要做大量艱苦與細致的研究工作[7]。筆者以網(wǎng)站設(shè)計課程如何培養(yǎng)計算思維能力進行探討，在計算思維的教學(xué)模式下對教學(xué)內(nèi)容及手段進行研究，設(shè)想建立一個練習(xí)系統(tǒng)進一步加強計算思維能力的培養(yǎng)，以后還希望能建立一個計算思維的教學(xué)效果評價系統(tǒng)，從而得到有效的反饋，改進教學(xué)。
作者：胡珍新單位：江西師范大學(xué)計算機信息工程學(xué)院