基于计算思维的网站设计论文范文

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1在课堂教学中引入计算思维

1.1当前教学存在的问题当前教学主要讲解PHP语法知识、技术运用及数据库的操作。在这种教学模式下，学生独立设计开发网页时不知如何下手，教学效果不能达到预期的目标。网站开发看似简单实则繁杂，而计算思维采用抽象和分解来设计巨大复杂的系统，这正好可运用到网站的开发设计中。在教学中引入计算思维概念，着重培养学生的计算思维能力，能很好地解决当前教学遇到的问题。

1.2教学内容设计教师应以计算思维为导向设计教学内容，着重培养学生使用计算机解决问题的能力，可据此在课堂教学中淡化基本语法的讲解，着力设计问题，促使使用计算思维的方式解决问题并强化语法知识的学习。教学内容分为两大部分：知识理论篇和案例篇。知识理论篇主要包括计算思维概述、HTTP协议、基本语法、数组、字符、函数、文件、日期、类和对象、Cookie、Session、MySQL等；案例篇以设计一个网站为例讲解如何使用计算思维把复杂问题简单化。教师可以在组织具体教学内容时以问题为切入点，安排相应语法知识的讲解，同时涉及某些计算思维能力的使用。那么什么样的能力是计算思维能力呢？我们可把计算思维分解为一些特征点，这些特征点包括（但不仅限于）如下概念：规约、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、保护、冗余、容错、纠错、系统恢复、启发式、规划、学习、调度、折中、优化等[3]。在设计问题时可尽量包括这些计算思维能力，如设计阶乘的问题来介绍函数，采用递归的计算思维解决问题；设计实现加减乘除的简单计算器问题介绍类和对象，采用抽象的计算思维求解问题。教学内容的组织难在问题的设计，而设计的问题要尽量涵盖上述计算思维能力，这在短期内很难完成，是一个长期积累的过程。

1.3教学手段多样化目前大部分高校主要采用课堂讲授的方式教学，该教学方式重在教，学生是被动的学习。计算思维的教学模式重点是启发式教学，即在有限的课堂学时下引入多种教学手段辅助教学，可考虑采用如下教学手段。（1）MOOC教学。国内外顶尖大学设立了许多网络学习平台，在网上提供免费课程。由于课时有限，教师在课堂上无法仔细讲解某些知识点，可让学生在课外通过MOOC学习。（2）课堂讨论。教师可采用课堂讨论的方式提高学生的学习积极性，在讨论课上设计问题让学生讨论如何解决问题，最后教师点评并归纳出解决此类问题可采用的计算思维能力。（3）视频教学。任课教师可收集制作与课程有关的教学视频，学生可在课后观看学习。（4）课程论坛。教师可建立课程论坛，提供与课程相关的资料下载，及时解答学生提出的问题，还可发起对某个问题的讨论。新技术的出现使得授课方式更加多样化，教师可在教学中充分利用这些新技术，引导学生主动、积极地学习，改变传统的知识点灌输式教学方式，以问题求解为导向，启发学生思考如何解答问题并归纳解答问题时运用的计算思维。

2在实践教学中融入计算思维

目前的实践教学主要是教师布置一定的上机习题让学生完成，这些上机习题与教学中讲授的知识点有关，如循环语句、数组、函数等。这样的实践教学只是强化了学生对课程知识点的掌握，没有进行思维的训练。计算机技术发展日新月异，新技术层出不穷，今天我们学习的某门计算机语言或技术在不久的将来可能会被淘汰，学生不应只掌握某门计算机语言或技术，而应掌握求解问题的思维，有了思维可以采用新的计算机语言或技术求解出答案。思维的特性决定了它能给人以启迪和创造想象的空间。思维具有普适性，知识和技能具有时间性的局限，而思维则可跨越时间性，随着时间的推移，知识和技能可能被遗忘，但思维却可潜移默化地融入未来的创新活动中[4]。计算思维具有强大的创新能力，培养计算思维能力的最高目标是为了创新[5]。

2.1围绕计算思维设计上机内容实践操作是强化学习的一种有力手段。教师应该围绕计算思维精心设计每一道上机习题，如在设计有关循环的上机习题时，可设计采用穷举思维解答的习题：百钱买百鸡[6]。在每次上机实验后，教师可设计一些类似解题思路的习题让学生课后自己练习，进一步强化培养学生的计算思维能力。上机实验在培养学生求解问题的能力上是一种很重要的手段，教师一定要严格把关，不能放之任之。为了更好地让学生上机实验，可以建立上机实验考评机制，对每位学生每次上机实验情况打分，期末结束后给出上机实验总分并记入期末总评中，这样可以激励学生上机操作，训练他们解决问题的能力。

2.2在实践教学中运用项目驱动在课堂教学的最后阶段，教师会讲解一个案例（一个实际的网站）的实现。这个案例的讲解可以让学生了解如何利用科学系统的方法把一个庞大而复杂的问题抽象成多个小而简单的问题并实现。与此同时，教师在实践教学中为了进一步加强学生的实践操作能力和培养他们的计算思维能力，会布置一个项目让学生完成，如分项目小组（3~4个学生一组）完成一个网站，项目时间规定在期末前一个月内；每个小组设小组长一名，负责分配任务和进度；采用软件工程方法实施项目，要求撰写需求分析、数据库设计、详细设计等文档。在项目的实施过程中学生会相互配合和团结协作，他们会了解团队精神的重要性，学会运用计算思维的方式分析求解问题，明白计算思维的重要性。项目完成后，每个项目小组推荐一名成员以PPT的形式介绍他们的项目并演示网站。教师和学生一起讨论项目的优劣，教师应对每个项目进行评分并点评，指出其中的不足和可以进一步完善的地方。

3建立基于计算思维的练习系统

3.1练习的重要性网站设计是一门实践操作性很强的课程，其理论知识并不难，难在实践操作。从多年的教学情况来看，学生在实际动手设计开发网页方面存在较大困难。笔者从与学生的交流中发现他们课后练习较少，课堂上虽然听懂了，但课后没有进一步的巩固，很快又忘记了。根据上面的描述可知练习对于掌握一门课程知识很重要，布置一定量的作业是必要的。然而，由于学习该门课程的学生众多，批改作业会占用教师的大量时间，建立一个在线的练习系统可以很好地解决这个问题。

3.2练习系统设计构思采用计算思维的教学模式，学生能更快地具备分析问题和解决问题的能力。在发展日新月异的计算机技术面前，一些计算机技术会过时，但计算思维能力仍能适用问题的求解，因此练习系统的设计重点在于培养学生的计算思维能力。初步构思是对专家学者提出的计算思维能力进行归纳，总结哪些能力是计算思维能力。教师可以针对每种计算思维能力设计一些习题并加入到练习系统中，随着授课进度布置相应的练习给学生做，如讲授到函数这一节时可布置与递归有关的练习，练习系统可自动批改作业，这样既可以减轻教师负担，又可以培养学生的计算思维能力。

4结语

计算思维是现今的研究热点，众多专家学者都希望将其引入课程教学中以培养学生的计算思维能力，然而解决计算思维能力培养“落地”的问题，还需要做大量艰苦与细致的研究工作[7]。笔者以网站设计课程如何培养计算思维能力进行探讨，在计算思维的教学模式下对教学内容及手段进行研究，设想建立一个练习系统进一步加强计算思维能力的培养，以后还希望能建立一个计算思维的教学效果评价系统，从而得到有效的反馈，改进教学。

作者：胡珍新单位：江西师范大学计算机信息工程学院