基于计算思维的地方高校计算机基础课程教学研究
1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。 （1）问题的提出
大学计算机基础一般作为高校中面向全校学生所开设第一门计算机课程，它在高校基础教育的重要性，特别是信息技术基础教育方面的重要性是不言而喻的。然而这门课程的所涉及教学内容非常广，其知识构成极为庞杂，目前，在大学计算机基础课程的教学中出现了一些问题，主要是“狭义工具论”的问题。许多非计算机专业的学生从来都没有体验过计算的愉悦——计算原理的相互影响以及问题有效解决的思维方式。那么，大学计算机基础课程的核心任务是什么呢？课程的教学又该如何针对上述的危机进行改革呢？这些问题都是我们应该重新思考的重大问题。
（2）课题界定
在上述背景下，本课题的核心概念研究界定为：
大学计算机基础课程的教学应致力于让大学生掌握计算科学的基本理论和方法，培养大学生形成一种新的思维方式，即计算思维。以计算学科基本问题为导向，以经典案例为基础，通过实验了解和应用编程的基本原理，通过习题课强化学科基础概念的理解，着力提高学生的计算思维能力。无论哪个学科的学生，只有拥有突出的计算思维能力，才能成为新一代社会需要的复合型人才，科技的竞争最终是有智慧人才的竞争。
（3）国内外研究现状述评
2005年6月，美国总统信息技术咨询委员会向美国总统提交报告后，美国科学基金会很快组织计算教育与研究领域的专家，召开系列会议，于2005年末至2006年初形成4份应对危机的报告，根据报告的建议，2007年美国科学基金会启动了“大学计算教育振兴的途径”计划，投入巨资进行美国计算教育的改革。经过2007年和2008年的资助和项目实践，相关工作者认识到计算思维(Computational Thinking，CT)在计划中所起的重要作用，对在2009年申报的项目提出了更为具体的以计算思维为核心的课程改革，还启动了一个涉及所有学科的、以计算思维为核心的重大基础研究计划“计算使能的科学发现与技术创新”，进一步将计算思维的培育扩展到美国的各个研究领域。
从20世纪90年代末教育部倡议在大学开展“计算机文化”教育开始，经历了以流行软件学习与掌握为主的“计算机文化基础”教育阶段，以素养与应用驱动的计算机共性知识讲授为主的“计算机应用基础”教育阶段。随着认识的不断深入，一些问题和矛盾也困惑着人们，在这样的背景下，陈国良院士和李廉教授发起并组织了若干次关于“计算思维”的研讨会，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会和高等教育出版社等组织了若干次大学计算机论坛，以哈尔滨工业大学、浙江大学等为代表的高等院校已经对“大学计算机”的计算思维教学做了若干年的改革实践，积累了很多经验，C9 院校联合发表了关于以计算思维改造大学计算机课程的联合声明，这些都为大学计算机面向计算思维教育的改革奠定了很好的基础。
（4）选题意义与研究价值
“狭义工具论”就是认为计算机基础教学就是教学生怎么将计算机作为工具使用。应该说这种认识会使学生对计算学科的认识淡化，无助于计算技术中最重要的核心思想与方法的掌握。在地方高校中，由于各种原因及师生生源等问题，可以说是存在这种影响的，结合现状，通过本课题的研究，有利于学生学习计算思维方法，有利于培养学生计算思维的应用能力，有利于提高学生运用计算思维的创新能力。
2、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究假设、创新之处。 （1）课题理论依据
国际上广泛认同的计算思维定义来自周以真(Jeannette Wing)教授。周教授认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，计算思维的本质是抽象和自动化。如同所有人都具备“读、写、算”能力一样，计算思维是必须具备的思维能力。 中科院程国良院士在论文中指出，计算思维是一种根本技能，是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。计算思维无处不在，当计算思维真正融入人类活动的整体时，它作为一个问题解决的有效工具，人人都应掌握，处处都会被使用。自然，它应当有效地融入我们每一堂课之中。
中国科学院计算技术研究所研究员徐志伟总工认为：计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像识字、做算术一样：在2050年以前，让地球上每一个公民都应具备计算思维的能力。
哈尔滨工业大学的战德臣教授在论文中将计算技术与计算系统的发展绘制成一棵树，称其为“计算之树”，也很好的诠释了计算思维的相关理论。
（2）研究目标
本课题旨在了解地方院校大学计算机基础课程的教学现状，分析其面临的机遇与挑战，并试图对问题进行评估，最后针对我校大学计算机基础课程体系的教学模式，分别面向计算机专业和非计算机专业，结合计算思维的特点，提出以培养计算思维能力为核心的计算机基础课程体系改革试点方案，为今后的研究提供借鉴与参考。
（3）研究内容
①当前我校大学计算机基础课程教学的现状调查研究； ②当前我校大学计算机基础课程教学的瓶颈研究；
③当前我校大学计算机基础课程教学面临的机遇与挑战分析研究； ④以计算思维为核心的教学改革实施路径研究； ⑤计算机专业与非计算机专业不同的教学方案研究；
⑥地方高校以计算思维为核心的大学计算机基础教学改革效果评价研究。
（4）研究假设
当前大部分的地方高校中大学计算机基础教学仅关注计算机及其通用计算手段应用知识与应用技能的教学，难以满足学生未来计算能力的需求，难以跨越由通用计算手段学习到未来的专业计算手段应用与研究之间的鸿沟。然而若培养的是计算思维，计算思维与其他学科的思维相互融合，便可促进各学科学生创造性思维的形成，可以说计算学科的普适思维是各学科学生创造性思维培养的重要组成部分。
（5）创新之处
①研究内容的新颖性：通过前期的文献综述发现研究非计算机专业的计算机基础教学或专业人才的计算机导论教学研究较多，而针对地方高校、面向计算机专业和非计算机专业的大学计算机基础教学研究的较少。
②研究方法的整合性：将定量研究方法与质性研究方法相结合，将文献法、访谈法、调查法、实验法、综合分析法整合在一起进行综合研究。
③研究目标的应用性：有助于发现、解决地方高校大学计算机基础教学改革实践中存在的问题，便与实施与推广，具有一定的时效性。
3、研究思路、研究方法、技术路线、实施步骤。 （1）研究思路
①综合分析国内外相关文献资料，提出问题，确定研究主题； ②分专业系统调查我校大学计算机基础教学现状；
③通过调查结果和师生访谈分析我校大学计算机基础教学的问题； ④与项目组成员反复深入探讨具体的实施路径及解决问题的方案； ⑤总结归纳经验与不足，进行评价分析。
（2）研究方法
文献法：收集、整理、查阅国内外计算思维相关文献，提出理论框架与研究现状。 调查法：自编调查问卷或开展网络平台对我校大学计算机基础教学展开系统调查研究。 访谈法：访谈相关主管领导、一线教师、各专业各学科学生，了解教与学过程中的问题与解决问题的方法。 实验法：通过专题讲座、网络选修课、课堂跟踪测控在线软件等形式探讨具体实施路径，试图解决提出的问题。
分析法：结合文献、调查、访谈、实验等数据，综合分析教学研究结果及时效性的应用情况，发现问题所在。
（3）技术路线
整个研究过程为：文献查阅确定研究计划根据研究主题提出问题假设进行系统调查分析深度访谈研究实验操作研究综合分析总结归纳。
（4）实施步骤
2017.07-2017.10 查阅国内外计算思维相关文献，提出研究计划； 2017.12-2018.01 根据需求分析，进行调查分析统计研究； 2018.02-2018.07 访谈相关对象，进一步发现问题；
2018.08-2019.01 进行相关的实验研究，提出解决问题的多种方案对比分析； 2019.02-2019.06 撰写研究报告与论文，并发表论文。
课题申报范本：4278-基于计算思维的地方高校计算机基础课程教学研究
