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分布式認知對高校計算機基礎(chǔ)課程影響論文
【摘要】信息社會，當(dāng)前的教育形態(tài)正在發(fā)生改變，高校計算機基礎(chǔ)課程不再是簡單的知識傳授，同時得培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。分布式認知認為：認知是對頭腦中的內(nèi)部表征和環(huán)境中的外部表征的信息加工過程。學(xué)習(xí)過程中可借助計算機的認知優(yōu)勢，做為人類認知的補充，提高認知效率，形成計算機思維。因此，在計算機基礎(chǔ)課程的設(shè)計中以分布式認知為指導(dǎo)，學(xué)科知識教授與思維能力培養(yǎng)共同進行，相互促進，共同提高，以適應(yīng)信息社會對學(xué)生掌握計算機基本技能的要求。
【關(guān)鍵字】計算機基礎(chǔ)公共課；分布式認知；計算思維
一、引言
我們處在一個科技高速發(fā)展，信息爆炸增長的年代，計算機、網(wǎng)絡(luò)正改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，使用計算機的技能，已經(jīng)成為每一個人在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能的必備技能。但高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)卻處于一個非常尷尬的境地，現(xiàn)在的學(xué)生在中小學(xué)階段就已經(jīng)掌握了計算機的一些基礎(chǔ)知識，大學(xué)還要不要教授計算機基礎(chǔ)課程每年都在討論。
二、高校計算機基礎(chǔ)公共課現(xiàn)狀
以綿陽師范學(xué)院為例，計算機基礎(chǔ)公共課的教學(xué)內(nèi)容主要集中在計算機工作原理、計算機網(wǎng)絡(luò)原理，計算機信息安全，程序設(shè)計等內(nèi)容。實驗內(nèi)容主要是針對實用性很強，并且國家一級計算機考試會考到的OFFICE軟件來設(shè)計實驗內(nèi)容。經(jīng)過計算機基礎(chǔ)公共課教師長期教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)校的計算機公共課程教學(xué)存在以下幾個方面的問題：1、計算機知識在快速發(fā)展，還沒等到學(xué)生畢業(yè)，在校學(xué)習(xí)的知識就已經(jīng)折舊了。學(xué)生在校學(xué)習(xí)的OFFICE2010，還沒有出校門就已經(jīng)升級為OFFICE2016了。學(xué)生在校學(xué)習(xí)的C語言程序設(shè)計，出校門后發(fā)現(xiàn)編程已經(jīng)用不上了。2、高校學(xué)生來自不同的地區(qū)，計算機水平參差不齊，傳統(tǒng)的講授方法不能兼顧每一位同學(xué)，有一定基礎(chǔ)的同學(xué)對教學(xué)沒有興趣，沒有基礎(chǔ)的同學(xué)又跟不上進度。3、非計算機專業(yè)的學(xué)生的對于計算機理論、概念，及硬件設(shè)備之間的工作原理難以理解，他們希望學(xué)習(xí)使用計算機解決學(xué)習(xí)、生活中遇到的問題。這些問題不是綿陽師范學(xué)院獨有的，相信其它高校也同樣存在這樣的問題。老師們都在說，大學(xué)不僅僅是在教授學(xué)生知識，更重要的是教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法。我們生活在信息時代，工作和學(xué)習(xí)開始和計算機密不可分，利用計算機解決問題已成為我們生活、工作的常態(tài)。2006年，周以真教授提出了計算機思維的概念，她認為：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解，系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解的涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動[1]。至此，計算機基礎(chǔ)公共課改革開始從教授學(xué)生計算機原理朝著培養(yǎng)學(xué)生計算機思維轉(zhuǎn)變。
三、分布式認知理論的觀點
如何培養(yǎng)學(xué)生的計算機思維，從認知的角度去思考是一個方向。認知主義認為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者內(nèi)部認知的過程，而信息時代的基本認知方式，是人和智能設(shè)備的協(xié)同思考和協(xié)同思維，稱之為分布式認知。關(guān)于分布式認知，國內(nèi)外內(nèi)涵界定并不固定，分布式認知既是一個新的認知理論，也是一個看待所有認知現(xiàn)象的認知范式或者認知視角，同時還是一種個體在處理復(fù)雜問題時所運用的認知方法或者認知策略[2]。（1）分布式認知認為：認知存在于個體/群體和制品（artifact）之中。所羅門（Salomon）提出了一個描述分布式認知的交互模式型，認為個體之間既相獨立，又互相影響，認知是一個分布式環(huán)境中螺旋式上升的過程[3]。制品在人類的智力活動中能幫助人類轉(zhuǎn)載認知任務(wù)，降低認知負荷，如工具、計算機、技術(shù)、方法、語言等都屬于制品。也就是說，人類認知的優(yōu)勢與計算機認知的優(yōu)勢相互補充，就可以實現(xiàn)更高效率的認知。（2）分布式認知強調(diào)社會———物質(zhì)情境對認知活動的影響。JohnnyChuah、JiajieZhang和ToddJohnson等人認為：分布式認知是對頭腦中的內(nèi)部表征和環(huán)境中的外部表征的信息加工過程[4]。也就是說，人類的認知不能脫離真實的情境，需要通過人工制品模擬相應(yīng)情境，從而構(gòu)建正確的認知結(jié)果。（3）分布式認知強調(diào)交流、共享、各要素（人和制品等）相互依賴和制品在分布式認知中的重要作用。羅杰斯（Rogers）認為：分布式認知方法致力于說明人類活動中的智力過程如何超越個體的邊界。分布式認知方法取代了那些用個體頭腦內(nèi)部的表征過程來研究人類活動的方式，它試圖用相同的表征概念去研究特定活動中的人與人，人與技術(shù)設(shè)備之間的交互[5]。綜上所述，分布式認知認為認知的形成不僅僅是人類個體的行為，它與人類所處的環(huán)境，使用的工具密切相關(guān)。其中，各種人工制品都可以做為輔助認知的工具，人腦認知和制品輔助相結(jié)合，形成一種新的思維模式，提高認知效率和解決問題的能力。
四、分布式認知對計算機基礎(chǔ)教學(xué)的影響
根據(jù)分布式認知理論的觀點，計算機是一個制品，是人類認知形式的延伸，學(xué)習(xí)過程中可借助計算機的認知優(yōu)勢，做為人類認知的補充，提高認知效率，形成計算機思維。這和2009年，《高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》提出的計算機基礎(chǔ)教學(xué)需要達到的四項能力要求：“對計算機的認知能力，應(yīng)用計算機解決問題的能力，基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力、依托信息技術(shù)的共處能力。[6]”不謀而合。根據(jù)這一要求，結(jié)合和我校的實際情況，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研和論證，我校的計算機基礎(chǔ)課程從下幾個方面進行了調(diào)整。（1）教學(xué)內(nèi)容理論課程部分，在保留計算機工作原理、計算機網(wǎng)絡(luò)原理，計算機信息安全，程序設(shè)計等內(nèi)容的同時，加入了計算機思維、算法基礎(chǔ)。讓學(xué)生學(xué)習(xí)什么是計算機思維，學(xué)習(xí)算法的基本概念（定義、分類、表達），算法的設(shè)計方法（迭代法、遞歸法、隨機法、啟發(fā)式法等），算法的分析（最壞情況分析、平均情況分析），基本算法介紹（求和、求積、最大/最小、排序、查找、基本的圖算法等）。實驗課程部分的教學(xué)內(nèi)容不再是單一的辦公軟件的學(xué)習(xí)，而是從實際出發(fā)，考慮學(xué)生會遇到的問題，并提供各種問題的解決途徑和方法。學(xué)科知識教授與思維能力培養(yǎng)共同進行，相互促進，共同提高。（2）教學(xué)模式計算機基礎(chǔ)課是公共課，每個班的學(xué)生人數(shù)在70到100之間，人數(shù)眾多，學(xué)生水平參差不齊。傳統(tǒng)的授課方式讓所有學(xué)生處在同一教學(xué)進度下，無法滿足不同層次的學(xué)生學(xué)習(xí)需求。喬納森認為，當(dāng)學(xué)習(xí)者使用不同的人工制品來建構(gòu)思維模型時，可以有效地外顯化與協(xié)調(diào)自我的思維過程[7]。因此，在教學(xué)模式的設(shè)計上，我們借助了網(wǎng)絡(luò)平臺這個制品，把課程從單一的講授形式變?yōu)榫�上課堂和線下課堂相結(jié)合的混合學(xué)習(xí)模。我們組織授課教師團隊，把課程內(nèi)容按知識點制作成了5—10分鐘一個的教學(xué)視頻，按照難易程度和教學(xué)順序把它們放在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)云平臺上，每一類別的知識都有專門的教師負責(zé)教學(xué)視頻的更新和學(xué)生問題的解答。課堂上教師采用了“3+3+3”的授課模式：前30分鐘由教師統(tǒng)一講解課程內(nèi)容；中間30分鐘師生針對學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題進行討論，如有同學(xué)對知識點還不熟悉可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上找到相關(guān)視頻進行觀看、自學(xué)；后30分鐘由學(xué)生分小組完成教師布置的相關(guān)題目，有能力的學(xué)生還可以選擇完成教師給出的拓展題目。網(wǎng)絡(luò)和教學(xué)視頻把我們的學(xué)習(xí)空間拓展了，學(xué)生可以根據(jù)自身情況選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)進度，合作探究學(xué)習(xí)也讓課堂氛圍變得活躍，學(xué)生們協(xié)商、合作，自己找到解決問題的途徑，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊合作意識。（3）教學(xué)評價教學(xué)評價不再以考試成績做為唯一標(biāo)準(zhǔn)，而是采用過程考核和期末考核相結(jié)合的評價機制，重點考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有沒有形成利用計算機解決問題的思維模式。學(xué)生的最終成績由期末考試成績和平時成績組成。期末考試成績由學(xué)生參加理論考試的成績?yōu)闇?zhǔn)。為了幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的知識點操作，我們引進了一套在線考試系統(tǒng)，要求每個單元的學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生都得用這套系統(tǒng)進行練習(xí)，分?jǐn)?shù)達到老師要求后才能進入下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。利用這套系統(tǒng)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)后，我校的計算機一級過級率有了顯著的提高。但理論考試的成績并不能代表學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力，所以在評價中，我們非常注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)。學(xué)生的平時成績由每一次小組作業(yè)完成情況決定，分?jǐn)?shù)構(gòu)成為：小組成員評價分?jǐn)?shù)+小組互評分?jǐn)?shù)+教師對小組評價分?jǐn)?shù)。這樣的評價方式有利用我們在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)一些學(xué)習(xí)能力、實踐能力非常強的學(xué)生，把他們納入我們的學(xué)生科研團隊中，通過教師的引導(dǎo)迅速的成長，為今后進入社會工作打下堅實的基礎(chǔ)。
五、總結(jié)
中科院院士戴汝為認為：“人腦和計算機都是信息處理的工具，人腦通過經(jīng)驗積累與形象思維，擅長不精確的、定性的把握，而計算機則以極快的速度，擅長準(zhǔn)確的、定量的計算，兩者充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，又互相結(jié)合，既能達到集智慧之大成，又由于通過反饋的作用，來提高人的思維效率，從而增強人的智慧”［8］。計算機不再是一個簡單的工具，也可以把它看做人腦的一個延伸，在解決問題時運用計算機幫助人類提高工作效率，并把這種方式形成思維定式。因此，高校計算機基礎(chǔ)公共課不應(yīng)該只單純地講授計算機原理，而是應(yīng)以分布式認知理論為指導(dǎo)，借助計算機的優(yōu)勢，把其做為認知的輔助工具，提高認知效率。并且在課程設(shè)計中，知識教授與思維訓(xùn)練同時進行，培養(yǎng)學(xué)生計算機的認知能力，應(yīng)用計算機解決問題的能力，基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力、依托信息技術(shù)的共處能力，以適應(yīng)信息社會對人才的需求。
參考文獻：
�。�1］JeannetteM.Wing.ComputationalThinking［J］.CommunicationsoftheACM.2006,49(3).
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