大學計算機公共基礎(chǔ)課程教學改革及評價研究

肖 寧，李平珍，魏 靜，魏建琴，孫世平

（山西財經(jīng)大學 信息管理學院，山西 太原 030006）

0 引 言

近年來諸如大數(shù)據(jù)、人工智能等計算機技術(shù)得到了更為廣泛的應用，社會對高等學校的計算機教育也提出了更高的需求。對于非計算機專業(yè)的高校學生，能夠熟練使用計算機，并盡快適應使用計算機的各種新技術(shù)已經(jīng)成為立足社會的必備基本技能之一，大學計算機教育也因此面臨更大的挑戰(zhàn)。非計算機專業(yè)的大學計算機教育一般分為計算機公共基礎(chǔ)課程的學習，與專業(yè)相結(jié)合的計算機應用課程的學習這兩個階段[1]。與專業(yè)相結(jié)合的計算機應用課程，更加注重學生靈活應用計算機的基本技能，使用計算思維的思想，解決各個專業(yè)中遇到的問題。計算機公共基礎(chǔ)課程的教學，不但要讓學生能夠掌握計算機的基本技能，更重要的是訓練學生養(yǎng)成使用計算思維解決問題的良好習慣，在后續(xù)專業(yè)課的學習和應用中，能夠靈活應用計算機來解決實際問題。

1 高校計算機公共基礎(chǔ)課程教學存在的問題

高校計算機公共基礎(chǔ)課經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，到了2010年，教育部高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學指導委員會確定了以“計算思維”的計算機基礎(chǔ)教育改革[2]。目前各個高等院?；径奸_設(shè)有計算機公共基礎(chǔ)課程，但各個學校根據(jù)學校自身的情況不同和學科需求，設(shè)計了不同的課程體系。通過調(diào)查和分析山西財經(jīng)大學2017、2018屆新生并結(jié)合對我國部分高校的調(diào)研情況，發(fā)現(xiàn)高校計算機公共基礎(chǔ)課程的教學存在以下一些問題。

（1）教學內(nèi)容設(shè)置滯后。計算機相關(guān)知識和技術(shù)的高速更新，加上教材的撰寫需要一定的周期，造成一些教學內(nèi)容與社會實際應用有脫節(jié)。

（2）僅把計算機當工具的教學思維。教學中的一個誤區(qū)，就是在教學中注重辦公軟件、多媒體軟件等具體操作的應用，忽視了計算機軟硬件基本原理的學習，僅僅把計算機當做工具。

（3）計算思維能力培養(yǎng)的方法欠缺。計算思維是需要在計算機課程的教學中，以及學生學習和動手實踐中慢慢體會、吸收，才可能逐步形成自主思維的一部分。也就是說，計算思維其根本是一種思維方法，不能簡單地等同于其他知識的講解，或技能的訓練，需要尋找到更合理有效的培養(yǎng)方法。

（4）部分老教師知識結(jié)構(gòu)陳舊。部分教授計算機公共基礎(chǔ)課程的教師，隨著年齡的增長，學習與吸收新知識和技能的動力逐步減弱，造成課堂教學內(nèi)容陳舊。

（5）與學生專業(yè)結(jié)合的針對性不強。隨著各個專業(yè)都與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合，使得各個專業(yè)都對計算機公共課程的教學提出了更高的要求。目前的課程體系和教學內(nèi)容，缺乏與各個專業(yè)結(jié)合的內(nèi)容，缺少針對性。

（6）學生對學習計算機公共課程認識上有偏差。學生在大一時，對自己的專業(yè)以及未來的職業(yè)生涯都不甚了解，普遍認為計算機僅是將來辦公、上網(wǎng)以及娛樂的工具，沒有認識到計算思維以及計算機技能對自己的專業(yè)會帶來怎樣的幫助。

（7）教學效果評價不夠準確。目前針對大學計算機公共基礎(chǔ)課的教學效果評價方法并不多見，基本采用觀察學生考試成績或者問卷調(diào)查的方法，這樣的評價方式不夠準確。

2 計算機公共基礎(chǔ)課程體系設(shè)計

面對新時期各專業(yè)方向以及學生職業(yè)規(guī)劃的需求，大學計算機公共課程體系的構(gòu)建應該考慮到各方面的因素?？梢詮膶W校人才培養(yǎng)模式、學生應具有的計算機應用水平、不同專業(yè)及職業(yè)方向的需求，以及計算機新技術(shù)的學習4個方面綜合分析。

目前，各大高校都逐步開始執(zhí)行大類招生、大類培養(yǎng)的人才培養(yǎng)模式，這樣有利于拓寬學生知識面，大類專業(yè)的基礎(chǔ)知識和技能更為扎實，也有利于加強學生對自己專業(yè)的認識。大類培養(yǎng)是將相近或相同的學科門類，合并成一個大類，這樣對學生的計算機技能要求也基本相同或相近。因此，在大類培養(yǎng)的模式下，大學計算機公共基礎(chǔ)課程也應該按照大類專業(yè)方向的需要進行調(diào)整，針對不同的大類，設(shè)計不同的側(cè)重點。比如理工類一般注重程序設(shè)計思想，財經(jīng)類注重數(shù)據(jù)管理與分析，管理類注重計算思維方法的訓練等。

隨著計算機領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)新的技術(shù)，社會對大學畢業(yè)生的計算機應用水平要求也在逐步提高。各種方向的應用分工逐步細化并日趨成熟，各個大類專業(yè)都有各自的專業(yè)應用軟件以及用計算機解決問題的思路和方法，對計算機公共基礎(chǔ)課程的需求也不盡相同。在大學計算機公共課程體系設(shè)計上，需要對不同大類方向有針對性地進行設(shè)計，進行一定程度的細化分類，方便有不同需求的學生選擇。同時這種細化分類又不易過細，一方面是為了方便教學的組織管理，另一方面避免學生學習的知識面過窄、過專。

針對不同的大類學科，對于同一知識的講解，可以采用不同的案例，案例設(shè)計盡量與真實企業(yè)的應用接軌。雖然計算機領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)的新知識和新技術(shù)，但也有的沒有得到普遍的應用，有的逐步淘汰，因此需要有選擇地進入課堂。按照各個大類方向的不同，選擇已經(jīng)較為成熟、應用面較廣、前景較好的知識技術(shù)，可以采用案例形式引入課堂。

以山西財經(jīng)大學為例，山西財經(jīng)大學是包含經(jīng)、管、文、理、工等多個學科的綜合性院校，突出經(jīng)濟學、管理學、統(tǒng)計學等財經(jīng)類學科。綜合學校的學科建設(shè)、社會需求和學生生源情況分析，將計算機公共課程劃分為計算機基礎(chǔ)知識——計算機專項技術(shù)——專業(yè)方向技能3個層次，形成逐步遞進的課程體系。

經(jīng)過多年的教學實踐檢驗，發(fā)現(xiàn)大部分的入校新生雖然能夠熟練使用計算機上網(wǎng)、打字聊天等，但計算機的基礎(chǔ)知識并不過關(guān)，因此保留了大學計算機基礎(chǔ)課程。在新生入學后，進行第一層次計算機基礎(chǔ)知識的教學，按照學生計算機應用能力分級教學，開設(shè)大學計算機基礎(chǔ)和辦公軟件高級應用。理論與實驗課時可采用1∶1分配。課程內(nèi)容注意根據(jù)學科方向的不同，采用案例引入及教學形式，增加大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等計算機新知識和新技能講授。

在學習了計算機基礎(chǔ)知識后的第二學期，對學生進行第二層次的教學，即進行計算機專項技能的培養(yǎng)。一般而言，針對理工科類專業(yè)的學生，如果對計算機應用能力要求較高，需要編程解決實際問題，可以選擇以C語言或者Java語言為主的計算機程序設(shè)計。對于部分理科類、財經(jīng)類、管理類、部分文科類等類別的學科，一般在實際工作中，都會遇到有關(guān)數(shù)據(jù)庫管理方面的應用，可以選擇包含數(shù)據(jù)庫技術(shù)的課程。例如，對于有數(shù)據(jù)處理需求的統(tǒng)計等類別可以選擇數(shù)據(jù)庫技術(shù)及程序設(shè)計（Python+MySQL）課程，充分發(fā)揮Python在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢。對于系統(tǒng)設(shè)計和數(shù)據(jù)庫管理都有需求的工管類等類別，可以選擇數(shù)據(jù)庫技術(shù)及程序設(shè)計（Java+MySQL）課程，發(fā)揮Java的強大功能。在課時設(shè)計上，理論與實驗課時可以采用1：1，或者1：1.5的比例，以確保學生的動手能力。

通過第一、二層次的教學，學生已經(jīng)具備了基本的計算機應用能力，在第三或第四學期開展第三層次的教學。在這個層次上的課程設(shè)計，主要是根據(jù)學科方向的不同，建立與專業(yè)發(fā)展方向?qū)拥能浖茫热缃y(tǒng)計類學科可開設(shè)Spss應用，對有數(shù)學建模需求的開設(shè)Matlab應用，有媒體設(shè)計需求的開設(shè)Photoshop應用等。在這個層次上，學生已經(jīng)渡過了中學到大學的不適應期，有了一定的自學能力，各個大類有可能開設(shè)部分專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此學時數(shù)可以適當減少，部分內(nèi)容要求學生自學完成。

具體的課程體系設(shè)計見表1。

在第一層次的教學中，不同大類學科采用不同的教學案例，選擇講授的計算機領(lǐng)域新出現(xiàn)的知識也不同。在第二層次的教學中，將計算思維的訓練融入教學中顯得尤為重要，目的是使得學生在將來的專業(yè)學習和工作中，能夠主動利用掌握的計算機技能解決實際問題。第三層次的教學，案例的選擇則更為重要，需要與各大類學科更加貼合，激發(fā)學生興趣的同時，引導學生學習解決專業(yè)問題的思路。

通過這樣3個層次的教學體系，使得學生對計算機的認識逐步加深，學習過程由較寬的計算機基本知識面逐步過渡到較為專業(yè)的方向技能。在第一、二層次符合大類培養(yǎng)需求的基礎(chǔ)上，在第二、三層次的課程設(shè)置上又充分考慮到了不同大類比較專項的需求。在教學管理方面，在第一、二層次按大類的劃分，既方便教學管理，同時也考慮到不同方向個性化的學習需求，在第三層次較為專業(yè)的教學上，可以采用與專業(yè)教師合作教學的模式進行。

3 項目驅(qū)動式教學

在課程中各個單元采用項目驅(qū)動教學會收到較好的教學效果，使用較新的與日常的工作生活息息相關(guān)的案例項目，讓學生帶著任務(wù)去學習，使得學習的主動性得以加強。

表1 大學計算機公共基礎(chǔ)課程體系

項目驅(qū)動教學法來源于建構(gòu)主義學習理論，以學生為中心，教師在教學中起組織和指導作用。這種教學模式非常適合在學生對計算機已經(jīng)有了一定認知的情況下應用。在學時設(shè)計上加大實踐動手操作的課時，教師精心構(gòu)建驅(qū)動的項目，設(shè)計相關(guān)的情景、環(huán)境，制定好相關(guān)的需求參數(shù)。教學時提出計算機的相關(guān)概念、技術(shù)等，由學生按照項目要求進行學習、摸索、操作。學生通過“做中學”，充分發(fā)揮學習的主觀能動性，對所學知識、技能有更深的認識和感受。這種教學模式不但能激發(fā)學生的學習熱情，對學生的項目組織能力、合作能力以及創(chuàng)新能力都有鍛煉，也能將所學的知識通過項目的實施，對將來可能的技術(shù)應用有了更深的理解。

這樣的教學模式對案例的選擇有較高的要求，既不能選擇過于專業(yè)的，避免學生過于生疏，也不能選擇過于陳舊過時的案例。平時需要密切關(guān)注計算機的各種最新應用，最好能與一些相關(guān)企事業(yè)單位建立合作關(guān)系，以便不斷更新項目案例，緊跟新時期計算機發(fā)展的步伐。

在實驗教學中，適當設(shè)計一些開放類和設(shè)計類的項目，而不僅僅是驗證類的項目，這樣不但能夠激發(fā)學生的積極性，發(fā)現(xiàn)學生的潛能，更能使得學生學習主動性增強，掌握的技能也更為扎實。這種類型的項目，在對學生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)上，會有較大的幫助。

這對教師也提出了更高的要求，開放式的項目會有各種不同的走向，學生不同的創(chuàng)新、創(chuàng)意會隨時迸發(fā)，需要教師對所教授的知識和技能有較好的把控能力，既能保護學生的積極性，同時又能保證學生學到必要的知識和技能。

4 計算機公共基礎(chǔ)課程教學效果評價

經(jīng)過查閱文獻，針對計算機公共課程教學效果評價的文獻并不多見，目前的評價方法主要分為兩類：一類是采用測試學生能力的方法，有針對性地設(shè)計測試題目，根據(jù)需要測試的指標體系設(shè)計量表，得到量化數(shù)據(jù)后，再進行分析評價[3]；另一類就是普遍采用的問卷調(diào)查法，對于需要評價的指標，設(shè)計對應的問卷題目，再采用統(tǒng)計學的方法以及相關(guān)軟件進行量化分析評價[4]。

由于大學計算機公共基礎(chǔ)課程面向的是高校全體各專業(yè)的學生，學生數(shù)量大，教師資源少，因此近年來采用MOOC、SPOC等教學方法應用于其中，獲得了較為良好的效果。這些教學模式的特色之一就是充分利用了計算機網(wǎng)絡(luò)資源，由學生自主學習。

另外，隨著移動終端的應用普及，大學生中智能手機的應用已經(jīng)接近百分之百。移動學習（mobile learning）也可以作為一種有效的教學手段，供教師合理采用。移動學習是在E-learning基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是E-learning的擴展。它允許學生通過智能手機、平板電腦以及其他的終端設(shè)備，在任何時間、地點進行學習，學習的內(nèi)容可以隨時更新和擴展，這為廣大教師的教學提供了又一條便利的渠道。尤其在計算機基礎(chǔ)這種課程中，有大量涉及知識面廣、邏輯上并不十分集中的基礎(chǔ)知識，可以制作成動畫短片、互動游戲等形式供學生學習。

基于互聯(lián)網(wǎng)和移動終端的學習，采用基于xAPI的教學效果評價方法進行評價不但可行而且會取得較好的效果。

xAPI是Experience Application Programming Interface的簡稱，它是由美國國防部資助的ADL倡議組織（Advanced Distributed Learning Initiative）于2013提出的，它采用一定的格式語句來描述活動者的經(jīng)歷，這些語句能夠保存在學習記錄存儲系統(tǒng)（LRS，Learning Restore System）中，并且能夠在LRS之間相互傳遞。這樣學生在任何時間、地點的學習，可以被記錄、跟蹤、處理和分析，不但可以獲得學生學習通過了哪些課程，而且還可以記錄失敗的學習過程和獲得成功的學習路徑，幫助教師分析原因并進行針對性的教學。xAPI是一種學習者學習行為記錄的標準，很好地解決了學習資源跨域共享問題，它可以跨平臺、跨終端并且實時地記錄學生的學習行為，在LRS中形成學習記錄、學習信息和學習經(jīng)歷，這樣就為教學效果的評價提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[5-6]。

使用基于xAPI的教學評價，教師應該盡可能將學習內(nèi)容及相關(guān)資源上線，可以通過MOOC、SPOC或者APP等形式，還可以利用論壇、在線課程等平臺工具，同時還可以收集并指定學生需要學習的資源。學生可以通過不同的終端登錄學習，不僅可以通過MOOC或者APP學習，還可以通過觀看視頻短片、瀏覽網(wǎng)頁的形式學習有關(guān)知識點，通過論壇、微信、QQ等與師生交流、討論。這樣不拘泥于某一具體平臺的開放式學習環(huán)境，將會得到學生較高的認可。

學生學習活動數(shù)據(jù)的收集，需要根據(jù)xAPI的標準構(gòu)建語句（Statement）。學生的每一筆的學習記錄稱為一筆語句，其中至少應包含Actor（學習參與者）、Verb（學習時做的動作）、Object（所做動作作用的對象），xAPI還定義了Context（學習情景）、Result（結(jié)果）等屬性。在具體設(shè)計構(gòu)建時，可以有很大的自由度，可以根據(jù)自己課程資源的情況構(gòu)建相應的語句。數(shù)據(jù)的收集可在線，也可離線收集，收集上來的語句自動上傳至LRS中。

對于學習記錄數(shù)據(jù)的存儲和分析，可以選擇使用網(wǎng)絡(luò)上提供xAPI服務(wù)的資源。但是這些數(shù)據(jù)信息畢竟包含了學生在網(wǎng)絡(luò)上的行為信息，為保證數(shù)據(jù)的安全性，也可以自主建立服務(wù)器安裝LRS，再使用相關(guān)統(tǒng)計分析工具進行分析。

設(shè)計構(gòu)建的語句可以是哪個學生在哪個平臺或系統(tǒng)上學習了多長時間，還可以是學生提出了哪些問題，或者幫助其他人回答了什么問題，做了哪些習題以及得分多少等。后期的統(tǒng)計分析，除了可以得到每個學生的學習軌跡、成就等數(shù)據(jù)外，還可以重點分析學習哪些內(nèi)容時大部分學生會中途放棄，哪個知識點學生花費的時間較多、提問及交流較多等。因此，通過xAPI獲取的學生學習信息，可以幫助教師分析學生學習的成敗，對學生普遍遇挫和難以攻克的難點，及時進行指導、分析和講解，提高學生的學習效率。學生學習記錄的收集、分析、總結(jié)，可以幫助教師總結(jié)教學經(jīng)驗，對教學中的重、難點進行合理的調(diào)整。學生也可以通過系統(tǒng)提供的相關(guān)報告，檢驗自己的不足，獲取學習的成就。

5 結(jié) 語

在計算機技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各高校采用大類招生的大環(huán)境下，高校計算機公共基礎(chǔ)課程的教學必須進行適應調(diào)整。按照計算機基礎(chǔ)知識—計算機專項技術(shù)—專業(yè)方向技能三個層次課程體系的設(shè)計，可以較好地適應不同大類方向的需求。在教學實施過程中，采用項目驅(qū)動教學法可以取得較好的教學效果。針對目前MOOC和移動學習的教學方法，采用基于xAPI的教學效果評價，對教師調(diào)整教學、學生改進學習、學校督促教學幾方面都有裨益。在教學實施過程中，項目案例的更新以及xAPI標準的應用是需要克服的難點。