以虚拟实验方法促进计算思维落地的教学研究-长春理工大学学报

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以虚拟实验方法促进计算思维落地的教学研究

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目前，计算思维在大学计算机课程中的落地问题主要涉及两个瓶颈：一是学时少，无法设计真正能够表达计算思维的教学内容；二是专业分类多，学生程度参差不齐，难于展开面向专业服务的计算机基础教学。为此，北京理工大学计算机学院计算机基础教学部研究开发了一套大学计算机课程实验教学资源包。这个资源包包括大学计算机实验软件、大学计算机实验教材和电子配套素材3部分组成，其主要特色如下：（1）实践了计算思维在大学计算机课程中的适当表达。以辅助方式将课程的教学重点锁定在以计算思维为导向的大前提下，将与计算紧密相关却难于表达的教学内容，以验证型实验展现出来，用于说明基于计算机进行问题求解的优势和限制，展示形式化方法的必要性。（2）从系统层面探索大学计算机课程的知识结构。18个虚拟实验内容覆盖最新的教学大纲，结合不同专业分类给出最广范围，从内容上兼顾机械、管理、文科等不同专业。交互型实验适应不同层次学生的认知过程，强调理论和方法的技术落地，支持了专业需求。（3）实验内容设计体现基本原理、概念和方法。演示型实验对计算机科学的基本原理和方法进行模拟展示，揭示问题的本质；交互型实验加深学生对基本原理的理解，落实课程的基础性。（4）实验教材引导学生自主学习。实验教材包含大量综合应用和拓展学习，体现“突出新技术发展，强调与实际结合，重视创新思维培养”的基本原则，启发学生的学习兴趣与探究精神。在北京理工大学“研究型课程教学改革”项目和教育部大学计算机2012改革项目的支持下，科研团队利用3年（2011—2013年）时间开发并完善了计算机虚拟实验体系。经过两年教学实践，我们初步实现了“改革教学内容，推动计算思维落地”的目标。计算机虚拟实验体系可以推广到计算机硬件、数据结构、计算机网络乃至数学、物理等多种课程中，希望能对计算机基础教学改革、计算思维落地提供参考，对教学内容改革提供技术途径。《计算机教育》杂志始终关注大学计算机基础教学的改革，拟对大学计算机课程虚拟实验教学改革进行追踪报道，本期遴选了3篇文章介绍这方面的改革成果，希望引发更多一线教师对先进教育技术如何支持教学改革进行思考。李风霞

文章来源：《长春理工大学学报》网址: http://www.cclgdxxbzz.cn/qikandaodu/2020/1011/439.html