电子信息类计算思维能力培养范文

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摘要:

计算思维是指最具有基础性和长期性的思维。电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要的作用和意义,并且能够对学习产出的教育模式也有较为深刻的理解,该文把学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨了在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

关键词:

预期学习产出(Outcome-BasedEducation)；学习产出；计算思维能力；学科思维能力

电子信息类专业学生的计算思维能力培养在其个人发展过程中具有重要意义。该文在文献分析与实例总结的基础上,将学习产出和计算思维能力的培养进行有机的结合,探讨在这种教学模式下的相关教学内容、教学手段以及考核方式的改革方法。

1计算思维能力

21世纪初美国卡内基•梅隆大学周以真教授首次提出了ComputationalThinking,即计算思维,清华大学孙家广院士也强调计算思维是具有基础性和长期性的思想。近几年,计算思维的重要性随着计算技术及其功能的迅猛发展而日益凸显,因此,很多学者就计算思维的议题进行了大量的相关研究。计算思维能力是指人们运用计算思维方法进行思考的能力,不同于数学思维,计算思维蕴含着一整套解决一般问题的方法与技术。不同的人才未来将面对不同的问题空间,决定了他们对计算思维能力不同的要求。具有计算思维能力是指人们根据自己具体工作和生活的需要,在不同的层面上具有利用这种思维能力去解决具体问题(蒋宗礼,2013)。

2学习产出概述研究

自20世纪90年代以来,受科学教育快速发展的影响,工程教育强调基础理论对培养工程人才的重要作用,从而理论教学的学时在高校授课计划中显著增加;2000年至今,随着大工程观理念的不断深化,国内外针对理论教学与实践教学之间的关系进行反思与调整,如,21世纪初,PBL、CDIO等先进教育模式的引入和卓越工程师教育培养计划,旨在培养学生相关专业的学科思维能力;2010年后,随着工程教育政策的价值观念转向工具本位与人本位结合,强调要充分发挥学生的主动性,强化项目引导和宏观调控以提高工程教育质量为目标。“学习产出/成果导向”为导向的OBE教育模式,遵循回溯式设计原则、以预期学习产出为中心来组织课程设计、实践内容与学生能力培养(顾佩华,2014)。OBE教育理念把教学目标、课程、学生实践与能力培养有机联系在一起。其教育模式主要有4个步骤定义:学习产出、实现学习产出、评估学习产出、和使用学习产出。OBE教育模式本质思想以学生学科思维能力发展为本,侧重发展学生解释新问题的高阶推理能力。

3研究实例述评与电子信息类大学生计算思维能力培养研究

基于OBE教育模式最早出现于美国和澳大利亚教育改革。目前,国内的汕头大学,针对工程教育认证的发展趋势,将OBE理论和工程教育进行很好的融合,在课程计划、师资、教学方法、教学评价各个层面引入OBE模式,并取得了良好的成效。香港部分高校都积极展开了OBE理论的教学模式并展现了OBE教学模式的优越之处。电子信息类专业作为工科院校的传统专业,其专业知识体系涵盖了电子技术,计算机技术,信号和信息处理技术等专业知识,其中对计算机技术的要求仅次于计算机科学和技术专业的培养要求,因此,对计算思维能力的培养对于专业知识的进一步学习使至关重要的。该课题探讨了基于OBE教学模式下,在面向学科思维的教学过程中继承学科知识、技术工具等课程基础,关注电子信息类本科学生其学科内在的思维发展,即计算思维能力的培养,设计适宜的课程教育结构来保证学生达到教学预期目标。主要内容包括以下几个方面。

(1)确定预期学习成果与学科思维能力培养的关联性研究。明确本专业的特色和定位,建立电子信息类专业核心课程教学环节各要素与OBE模式之间的匹配映射关系,预设实施OBE教学模式所要实现的预期学习产出。加强电子信息类专业本科生的计算思维能力的培养,强调的运用基础概念去解决问题,其本质是抽象和自动化的过程。在教学过程中,强化计算思维能力的培养,对于培养高素质的电子信息类人才尤为重要。因此,在OBE教育理念下,探讨学科思维能力的培养具有重要实际意义。

（2)确定基于OBE模式的教学策略和教学方法。基于OBE模式的教学理念,依据学生的学习进程进行阶段划分,并确定出每个划分阶段的学习目标与内容,学习内容随着学习目标设定由初级到高级,每个子项目都设置相应的成果展示或学结,并让学生完成子项目的设计思路、设计方案和实践环节;构建与计算思维能力发展相匹配的课程体系与具体教学实施措施。依据课程体系与计算思维能力发展的阶段性映射关系,逐步引导学生完成课程体系每个阶段的学习,使学生具备预期的学习成果,并具有一定的能力结构。

（3)多目标考核与评估。根据OBE理论模式所提供可观测目标体系标准,考察学生知识掌握、计算思维能力培养情况,包括形成性考核与终结性考核结合;进行学习历程档案,以平时成绩与卷面成绩按照一定的比例构成的最终成绩评价,学生学习效果的考核方式以项目驱动的教学方法及以成果导向进行评估。不同实践过程完成后,对大学生作品进行测评及答辩等方式的记录。在开展考核与评估过程中,对于学习输出的具体的量化指标。通过这些指标反馈回教学过程,实现教和学的闭环互动过程。

4结论

基于OBE理论的教学模式,在教学过程中有利于调动学生学习主动性,不仅要让学生掌握电子信息类课程体系的基础知识,更重要的是以学生为教学主体,将课程教学与专业实践应用相结合,在实践环节中逐步掌握知识体系的思想和方法,培养解决问题的思维习惯和能力,提高电子信息类课程的教学质量和人才培养质量。

参考文献

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作者：吴君鹏 单位：东北电力大学