計算機公共基礎(chǔ)多維課程教學(xué)體系改革研究

張淮鑫

摘要：“計算思維”概念自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授提出以來，已成為國內(nèi)外高校計算機課程教學(xué)改革的主要研究方向。基于我校的“2+x+Y”計算機公共基礎(chǔ)課程平臺，以計算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，建立了行之有效的多維課程教學(xué)體系及其運行機制。通過探索和實踐課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外、教室與網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)實與虛擬相結(jié)合的全方位立體式課程教學(xué)及管理模式，進一步拓展教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時間，為充分發(fā)揮計算機公共基礎(chǔ)課程的教學(xué)效率提供了保障。

關(guān)鍵詞：計算思維;計算機;公共基礎(chǔ);教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）30-0181-02

“計算思維”概念自卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授提出以來，已成為國內(nèi)外高校計算機課程教學(xué)改革的主要研究方向。我校教師團隊經(jīng)過多年堅持不懈地的探索、研討和實踐，獲得了四川省教育廳相關(guān)項目的支持，以計算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以構(gòu)建多維課程教學(xué)體系為目標，建立了大學(xué)計算機公共基礎(chǔ)課程知識體系，探索了新的教學(xué)模式和考評機制，推動了優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源的建設(shè)與共享。在計算思維能力培養(yǎng)與新的教學(xué)模式方面取得了一些創(chuàng)新性成果。

1科學(xué)規(guī)劃和系統(tǒng)構(gòu)建大學(xué)計算機公共基礎(chǔ)課程知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)計算思維能力

圍繞新的人才培養(yǎng)方案，以計算思維為主線，梳理了大學(xué)計算機從基礎(chǔ)課程一設(shè)計課程一應(yīng)用課程貫穿的計算思維內(nèi)容，修訂了大學(xué)計算機公共基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱，引進了新的課程教學(xué)方法和手段。將“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”與“計算機操作實踐”課程整合為“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”一門課程，并逐步向“計算機與計算思維”課程過渡，將課程定位為大學(xué)本科生必修的通識教育課程，從計算思維的角度講授計算機相關(guān)方面的知識，讓學(xué)生學(xué)習(xí)計算機學(xué)科經(jīng)典的、對人們現(xiàn)在和未來有深刻影響的思維模式。

計算思維包含的內(nèi)容不是一門課程所能承擔(dān)的，需要貫穿在大學(xué)期間的所有計算機相關(guān)課程中，而程序設(shè)計類課程和計算機應(yīng)用課程可以很好地體現(xiàn)學(xué)生利用“計算思維”去解決各自學(xué)科的學(xué)習(xí)、工作中所遇到的問題。因此針對程序設(shè)計基礎(chǔ)和計算機應(yīng)用課程與不同學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)目標相結(jié)合設(shè)計方案，修訂了程序設(shè)計類（vB、c、JAVA等）和計算機應(yīng)用技術(shù)類（多媒體技術(shù)）課程的教學(xué)大綱和實驗教學(xué)大綱，從計算思維的角度出發(fā)，重組經(jīng)典案例，將算法生活化，將案例實際化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時增加綜合案例項目的開發(fā)，注重需求分析、工具選擇、系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)等知識的融合，讓學(xué)生獲得了有益于解決實際問題的思路和方法訓(xùn)練。

2根據(jù)不同培養(yǎng)目標、不同專業(yè)應(yīng)用需求開展以計算思維教學(xué)為導(dǎo)向的新教學(xué)模式的探索與實踐

（1）充分結(jié)合我校實際情況，成功引入計算思維導(dǎo)論優(yōu)秀MOOC資源，進一步優(yōu)化我校大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)資源，實施了基于MOOC理念的SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)模式，根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標和需求，實行線上視頻學(xué)習(xí)和線下討論的分類分層教學(xué)。讓學(xué)生的“知識”隨著“思維”的講解而介紹，“思維”隨著“知識”的貫通而形成，“能力”隨著“思維”的理解而提高。

在程序設(shè)計類和計算機應(yīng)用課程中，采用案例教學(xué)和問題教學(xué)的方法，以經(jīng)典案例為例，貫穿整個教學(xué)過程。實施以“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題”的方法進行課程教學(xué)，將知識教學(xué)升華為思想和方法的教學(xué)，提高了學(xué)生運用計算思維去思考和解決問題的能力。在教學(xué)過程中，注重以問題求解為驅(qū)動、以計算思維為導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生進行問題的分析、求解、設(shè)計、建模與實現(xiàn)。通過這種方法加強和促進了學(xué)生對算法的構(gòu)建，簡化了對程序語言的復(fù)雜性的理解，進而提高了學(xué)生運用計算思維去思考和解決問題的能力，同時增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

（2）在實踐環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生已經(jīng)具有的計算機操作能力分層設(shè)計實驗項目，充分考慮無基礎(chǔ)、弱基礎(chǔ)和強基礎(chǔ)等不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同時結(jié)合計算思維能力的培養(yǎng)，重新研討和規(guī)劃實踐項目。大幅度提高實用性、創(chuàng)新性、游戲類等綜合型、設(shè)計型項目的比例，激發(fā)了學(xué)生利用計算機解決問題的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新思考能力。

（3）利用中國大學(xué)MOOC平臺和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程中心，積極開展課外自主學(xué)習(xí)、在線討論、在線自我評測和師生實時互動，突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制，進一步拓展了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時間，讓不同層次、不同特點的學(xué)生，隨時隨地都能夠找到適合自己的個性化學(xué)習(xí)模式。

3課外科技活動與教學(xué)環(huán)節(jié)聯(lián)動，促進計算思維能力培養(yǎng)

通過將課外科技活動中的項目帶到教學(xué)過程中，或?qū)⒔虒W(xué)中的實踐環(huán)節(jié)延伸到課外科技活動中去，實現(xiàn)課內(nèi)實踐操作、課外小組研討以及組織參加各級各類競賽，極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新性和主動性。注重發(fā)揮和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與參與性，一是開展互幫互學(xué)、小組討論的教學(xué)手段，促進學(xué)習(xí);二是課內(nèi)、課外與實踐相結(jié)合，注重問題導(dǎo)向式教學(xué);三是注重學(xué)習(xí)成效，提高學(xué)習(xí)的自覺性，有效地訓(xùn)練和提高了學(xué)生利用計算機解決實際問題的能力，促進了學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。同時教師通過參與學(xué)生課外科技活動的指導(dǎo)，反哺自己的教學(xué)過程，讓教學(xué)案例更多彩，讓教學(xué)方法和手段更豐富，從而實現(xiàn)自身教學(xué)能力與手段的不斷提高與創(chuàng)新。

4加強教學(xué)資源建設(shè)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)無處不在的計算思維能力訓(xùn)練

4.1網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

教學(xué)資源建設(shè)是課程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，是課程體系改革的重要支撐，是新教學(xué)模式實施的重要保障。結(jié)合我校大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的實際需求和學(xué)生特點，在以計算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)體系建設(shè)中，利用中國大學(xué)MOOC平臺，申請并創(chuàng)建了大學(xué)計算機基礎(chǔ)基于MOOC的SPOC課程，推動了我校大學(xué)計算機基礎(chǔ)——四川省精品資源共享課程建設(shè)，加強了VB程序設(shè)計、c語言程序設(shè)計、多媒體技術(shù)及應(yīng)用等課程的網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校教學(xué)中的作用，豐富完善了課程網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)無處不在的計算思維能力訓(xùn)練。

4.2教材建設(shè)

根據(jù)大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)需要，與兄弟高校一并修訂了“十一五”國家級規(guī)劃教材《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》，引入了“十二五”國家級規(guī)劃教材《大學(xué)計算機——計算與信息素養(yǎng)》。為了滿足以計算思維能力訓(xùn)練為導(dǎo)向的新的教學(xué)要求和學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，合編完成一套新形態(tài)教材：《Visual Basic程序設(shè)計》及其實驗指導(dǎo)書，實現(xiàn)了配套資源的全程數(shù)字化，其大量的電子資源以二維碼的形式呈現(xiàn)給讀者，通過掃碼可以快速、方便地獲取視頻資源和電子文檔，使之更好地全方位地服務(wù)于教師、學(xué)生和教學(xué)。

5改革課程考評機制，突出計算思維能力訓(xùn)練

課程考核是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，也是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。針對大學(xué)計算機公共基礎(chǔ)課程的特點，引入先進的無紙化考試系統(tǒng)，結(jié)合我校課程教學(xué)的實際需求，不斷優(yōu)化題庫內(nèi)容，探索與實踐學(xué)習(xí)效果跟蹤機制，通過綜合性全程式考評機制改革，從根本上改變過去“一考定成敗”的學(xué)習(xí)評價模式，以滿足計算思維能力培養(yǎng)與訓(xùn)練的教學(xué)目標要求。

6結(jié)束語

在公共基礎(chǔ)課程體系的教學(xué)改革與實踐中，我們將繼續(xù)深入探索研究大學(xué)計算機公共基礎(chǔ)課程在大學(xué)生人才培養(yǎng)中的作用以及學(xué)校不同院系的教學(xué)需求，建設(shè)更完善的課程體系，以滿足不同專業(yè)人才培養(yǎng)的特殊需求。

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