高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究與實(shí)踐

李穎 王巧玲 王春紅 張世民 程欣 姜紅

摘要：基于創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)的高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究，提升大學(xué)生基于計算機(jī)核心技能與信息素養(yǎng)的普適性行為方式和思維方式，在高校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)踐中改革教學(xué)手段、教學(xué)方式、考試方式等，采用百科園“自主學(xué)習(xí)，自主測評”平臺系統(tǒng)和翻轉(zhuǎn)課堂來輔助教學(xué)的改革方案和具體實(shí)施，培養(yǎng)出具有計算思維和計算機(jī)應(yīng)用能力的高校創(chuàng)新型復(fù)合人才。

關(guān)鍵詞：計算思維；大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)；程序設(shè)計；教學(xué)改革

中圖分類號：G434[HTH]文獻(xiàn)標(biāo)識碼[HT]：A

1 概述

美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的周以真教授在計算機(jī)權(quán)威期刊《Communications of the ACM》雜志上指出：“計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動”[1]。2010年，在“九校聯(lián)盟（C9）計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程研討會”上，明確提出計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)[2]。創(chuàng)新型復(fù)合人才，首先要有深厚而扎實(shí)的基礎(chǔ)知識。二是創(chuàng)新型復(fù)合人才要有敏銳的觀察力，可以從本源上發(fā)現(xiàn)重大問題，把握科技發(fā)展趨勢。三是創(chuàng)新型復(fù)合人才要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和對事物作出綜合分析的能力。四是創(chuàng)新型復(fù)合人才要有勇于創(chuàng)新的勇氣和能力。基于創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)的高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究，提升大學(xué)生基于計算機(jī)核心技能與信息素養(yǎng)的普適性行為方式和思維方式，形成“教師指導(dǎo)下的，以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，培養(yǎng)具有計算思維和計算機(jī)應(yīng)用能力的高校創(chuàng)新型復(fù)合人才。

2 計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

（1）分級考試。

2007 年至今每年新生入學(xué)后進(jìn)行計算機(jī)分級考試，實(shí)施了分級教學(xué)，基于計算思維采用案例教學(xué)方法，編寫多部教材，“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”教學(xué)研究獲學(xué)校教學(xué)成果三等獎。2002 年《信息技術(shù)基礎(chǔ)》被評為校級精品課程，2008年獲學(xué)校網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)示范課程表彰。

（2）基于計算思維的任務(wù)驅(qū)動和探究式教學(xué)模式研究。

高校在培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才的實(shí)踐中，肩負(fù)著重要的歷史使命，對學(xué)生進(jìn)行全面、深入的計算機(jī)基礎(chǔ)教育是高等教育的重要任務(wù)之一。通過在計算機(jī)基礎(chǔ)課程設(shè)置、教學(xué)方法等方面進(jìn)行研究，因材施教，探索實(shí)例與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法，在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)、VB程序設(shè)計、C程序設(shè)計等計算機(jī)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)中進(jìn)行研究，圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，突出應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)。按照人才培養(yǎng)目標(biāo)重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)及教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索啟發(fā)式、探究式、討論式等教學(xué)。強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。改革考試方法，注重學(xué)習(xí)過程考察和學(xué)生能力評價。科學(xué)設(shè)置課程內(nèi)容，探討相關(guān)的教學(xué)手段、教學(xué)方式、考試方式的改革與創(chuàng)新。計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)采用廣度優(yōu)先，為后續(xù)專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。逐步完善和豐富，并加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)，由基本理論、基本操作到簡單應(yīng)用再到綜合應(yīng)用，為創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)模式的實(shí)現(xiàn)提供有效途徑。在程序設(shè)計課程教學(xué)中，教師以編程語言為載體，編程方法為基礎(chǔ)，編程思想為根本，改革教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，理論和實(shí)踐相結(jié)合，使編程思想和方法貫穿到程序設(shè)計的學(xué)習(xí)中，幫助學(xué)生掌握程序設(shè)計方法，使教師和學(xué)生更好地形成互動，培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計能力。

通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革學(xué)習(xí)方法、考試方式，為學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)和交流合作等提供支持。采取多角度、多層次、多構(gòu)成的形式進(jìn)行研究，基于計算思維的“實(shí)例教學(xué)”與“任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)”相結(jié)合，堅持針對性、實(shí)踐性、探索性、主體性等原則，采用調(diào)查法、歸納法、討論法等研究方法因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和創(chuàng)新能力。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂。

個性化學(xué)習(xí)，是指以學(xué)習(xí)者個性差異為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程要針對其個性特征和發(fā)展?jié)撃芏扇∏‘?dāng)?shù)姆椒?、手段、策略、?nèi)容、過程、評價等，是學(xué)習(xí)者在各方面獲得充分、自由發(fā)展，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者個性發(fā)展為目標(biāo)的學(xué)習(xí)范式[3]。

“翻轉(zhuǎn)課堂”可以根據(jù)個人需要有一個自定進(jìn)度的學(xué)習(xí)，提升了大學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)了自身的個性發(fā)展，達(dá)到了較好的效果?！胺D(zhuǎn)課堂”把學(xué)生掌握知識的作業(yè)過程轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂上交流學(xué)習(xí)成果、完成課堂作業(yè)的過程?！胺D(zhuǎn)”教學(xué)有三個步驟，一是觀看視頻前的學(xué)習(xí)，討論并提出問題。二是觀看視頻時的學(xué)習(xí)，根據(jù)問題尋找答案，應(yīng)用并解決問題的學(xué)習(xí)。三是深入問題進(jìn)行探究[4]。經(jīng)過“翻轉(zhuǎn)”后的課堂是師生互動、合作學(xué)習(xí)、應(yīng)用與實(shí)踐的課堂?！胺D(zhuǎn)課堂”翻轉(zhuǎn)了教學(xué)流程、教學(xué)理念、教學(xué)模式，利用混合教學(xué)模式將在線學(xué)習(xí)和面授教學(xué)相結(jié)合。

（4）實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

學(xué)習(xí)計算機(jī)知識過程中，上機(jī)實(shí)踐非常重要。通過上機(jī)實(shí)踐，加深了對計算機(jī)基礎(chǔ)知識的理解，鍛煉了動手實(shí)踐的能力，培養(yǎng)計算思維和創(chuàng)新能力。現(xiàn)有 3 個計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，500 多臺微機(jī)，具有實(shí)時性、交互操作、實(shí)現(xiàn)資源共享。2008 年作為網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)示范課程受到學(xué)校表彰。

（5）采用百科園“自主學(xué)習(xí)，自主測評”平臺系統(tǒng)。

課程考試是教學(xué)考核過程中重要的環(huán)節(jié)，在百科園系統(tǒng)中建立題庫，從題庫中抽取試題，以實(shí)踐操作能力和理論基礎(chǔ)知識相結(jié)合，體現(xiàn)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。學(xué)生在指定時間、地點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一考試，再由考試系統(tǒng)進(jìn)行評分。實(shí)現(xiàn)教考分離，激發(fā)學(xué)生持久學(xué)習(xí)主動性，積極完成各階段學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生具備使用計算機(jī)求解實(shí)際問題的能力[5]。

根據(jù)知識點(diǎn)劃分原則，按照教學(xué)大綱對各個章節(jié)知識點(diǎn)教學(xué)與考核的具體要求，分別編寫每章節(jié)的試題。通過題庫和考試系統(tǒng)的應(yīng)用研究，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和計算機(jī)應(yīng)用能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高教育教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

基于創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)的高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究提升了學(xué)生基于計算機(jī)核心技能與信息素養(yǎng)的普適性行為方式和思維方式，通過教學(xué)中的實(shí)踐、探索，培養(yǎng)出具有計算思維和計算機(jī)應(yīng)用能力的高校創(chuàng)新型復(fù)合人才。

本文系河北省高等學(xué)校社科研究年度基金項目“基于創(chuàng)新型復(fù)合人才培養(yǎng)的高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究”（項目編號GH1047）研究成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]Jeannette M.Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM，2006，49（3）：3335.

[2]何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010，（9）：59.

[3]鄭云翔.新建構(gòu)主義視角下大學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的教學(xué)模式探究.遠(yuǎn)程教育雜志，2015，（4）：4858.

[4]曾明星，周清平，蔡國民，王曉波，陳生萍，黃云，董堅峰.基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].中國電化教育，2015，（4）：102108.

[5]王良瑩.基于自主學(xué)習(xí)、自主測評的《大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探討[J].辦公自動化，2015，（8）：4041，47.

作者簡介：李穎（1974），女，漢族，河北唐山人，碩士，副教授，研究方向?yàn)橛嬎銠C(jī)應(yīng)用。