“兩結(jié)合四步走”的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

程 敏，郭樂(lè)江，涂文婕，黃 俊

（空軍預(yù)警學(xué)院 預(yù)警情報(bào)系，湖北 武漢 430019）

0 引 言

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是全國(guó)高等教育通識(shí)階段的必修課程，是培養(yǎng)大學(xué)生信息素養(yǎng)和計(jì)算思維的重要課程。教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各領(lǐng)域的基本知識(shí)、方法和技術(shù)，形成自覺(jué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的思維方式，提升信息素養(yǎng)，以適應(yīng)信息化社會(huì)要求[1]。

1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前很多高校的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)都普遍存在以下3 個(gè)問(wèn)題：第一，課程內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)專業(yè)多門(mén)課程的知識(shí)，但囿于課時(shí)，教師講解時(shí)難以做到面面俱到、包羅萬(wàn)象。第二，學(xué)生練習(xí)和實(shí)踐的時(shí)間相對(duì)較少，這在一定程度上影響了課程計(jì)算思維培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。第三，由于部分教學(xué)內(nèi)容中理論性較強(qiáng)，專業(yè)術(shù)語(yǔ)闡述冗長(zhǎng)、晦澀難懂，加上有的教師授課形式單一，與學(xué)生互動(dòng)少，勢(shì)必導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性減退，從而不能迎難而上主動(dòng)挖掘深層次的知識(shí)。

2 “兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)

為了達(dá)成大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)，有效解決上述3 個(gè)問(wèn)題，筆者提出了“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)?！皟山Y(jié)合”即：線上課程與線下課堂相結(jié)合[2]；過(guò)程評(píng)價(jià)與終結(jié)評(píng)價(jià)相結(jié)合?！八牟阶摺奔矗旱谝徊?，通過(guò)教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生尋找解決實(shí)際問(wèn)題的方法；第二步，由淺入深、循序漸進(jìn)地植入計(jì)算機(jī)各領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)；第三步，在進(jìn)行問(wèn)題求解過(guò)程中，加強(qiáng)增量學(xué)習(xí)；第四步，在一個(gè)個(gè)拓展訓(xùn)練中學(xué)會(huì)舉一反三[3]。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

依據(jù)課程章節(jié)的關(guān)聯(lián)性，經(jīng)過(guò)有機(jī)的梳理整合，將教學(xué)內(nèi)容分為七大模塊，即：概述、Python 語(yǔ)言基礎(chǔ)、計(jì)算思維、信息表示與處理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。

安排線上慕課學(xué)習(xí)12 學(xué)時(shí)，線下課堂授課48 學(xué)時(shí)，見(jiàn)表1。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的重難點(diǎn)知識(shí)，設(shè)計(jì)6 個(gè)案例任務(wù)（見(jiàn)表2）。一方面要求教師在課堂上精講每個(gè)模塊和案例任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。另一方面要求學(xué)生在線上通過(guò)慕課，學(xué)習(xí)每一模塊相關(guān)的理論知識(shí)，在線下課堂上完成對(duì)應(yīng)的案例任務(wù)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.2 教學(xué)方法

在教學(xué)過(guò)程中主要采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”和”問(wèn)題牽引”兩結(jié)合的教學(xué)方法。

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”重點(diǎn)抓好四項(xiàng)工作：一是創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)學(xué)生思考，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象建模。二是組織學(xué)生分組討論，分析問(wèn)題求解的流程，植入相關(guān)知識(shí)。三是讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、合作探究，完成布置的案例任務(wù)。四是進(jìn)行歸納總結(jié)和提升拓展。

表1 課程教學(xué)實(shí)施計(jì)劃

表2 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

“問(wèn)題牽引”遵循“設(shè)疑激趣，環(huán)環(huán)相扣”的基本原則，在一環(huán)套一環(huán)的問(wèn)題鏈的牽引下，啟發(fā)學(xué)生尋找解決問(wèn)題的方法，適時(shí)植入需要了解的技術(shù)背景、必備知識(shí)和軟件技能，使學(xué)生在理解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)求解問(wèn)題的思路和方法。這種“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題牽引”兩結(jié)合的教學(xué)方法能夠有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣。

2.3 教學(xué)資源

針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，有目的地運(yùn)用信息化教學(xué)資源，對(duì)于實(shí)施“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)十分重要。

2.3.1 課前教學(xué)資源

選取國(guó)防科技大學(xué)劉越教授的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》和北京理工大學(xué)嵩天教授的《python 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這兩門(mén)慕課視頻作為本課程線上的網(wǎng)絡(luò)課程，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)登錄中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用視頻制作軟件制作課堂引入環(huán)節(jié)使用的小視頻，利用powerpoint 軟件制作課堂中需要的小動(dòng)畫(huà)。

使用校園網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)郵箱上傳學(xué)習(xí)任務(wù)清單，使用萬(wàn)維考試系統(tǒng)教師端布置課前測(cè)試題，要求學(xué)生按照規(guī)定時(shí)間在系統(tǒng)學(xué)生端完成測(cè)試。

2.3.2 課中教學(xué)資源

使用視頻進(jìn)行引入，使用圖片、動(dòng)畫(huà)等多媒體資源分析程序算法流程。

使用博思特課堂教學(xué)管理平臺(tái)進(jìn)行教師演示、學(xué)生演示、電子舉手、遙控輔導(dǎo)、電子搶答等課堂互動(dòng)活動(dòng)。

使用Python3.4、EduCoder 等教學(xué)實(shí)訓(xùn)軟件進(jìn)行上機(jī)實(shí)操訓(xùn)練。

為配合上機(jī)實(shí)操實(shí)訓(xùn)，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，在EduCoder 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上創(chuàng)建6 章12 個(gè)實(shí)訓(xùn)，見(jiàn)表3。

表3 EduCoder 實(shí)訓(xùn)

2.3.3 課后

使用萬(wàn)維考試系統(tǒng)教師端布置課后作業(yè)及課后測(cè)試題，要求學(xué)生按照規(guī)定時(shí)間在系統(tǒng)學(xué)生端完成作業(yè)并測(cè)試。

使用校園網(wǎng)上的藍(lán)天論壇與學(xué)生進(jìn)行交流互動(dòng)，答疑解惑。

2.4 教學(xué)評(píng)價(jià)

為了實(shí)現(xiàn)“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)評(píng)價(jià)原則的全面性、真實(shí)性和合理性，采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方式顯得十分必要。形成性考核采取“教師點(diǎn)評(píng)—學(xué)生互評(píng)—系統(tǒng)考評(píng)”的多項(xiàng)綜合評(píng)價(jià)機(jī)制，將考評(píng)融入教學(xué)的課前、課中，課后3 個(gè)階段；終結(jié)性考核主要是期末考試。見(jiàn)表4。

3 教學(xué)實(shí)施

以下以python 語(yǔ)言基礎(chǔ)模塊為例，具體介紹運(yùn)用“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程。

根據(jù)python 語(yǔ)言基礎(chǔ)模塊的教學(xué)內(nèi)容安排線上慕課學(xué)習(xí)2 學(xué)時(shí)，線下課堂授課14 學(xué)時(shí)，見(jiàn)表5。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的重難點(diǎn)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)繪制七段數(shù)碼管的案例任務(wù)[5]，并拆分成了三個(gè)子任務(wù)，分別是繪制單個(gè)七段數(shù)碼管、獲取隨機(jī)數(shù)字繪制相應(yīng)的數(shù)碼管、獲取系統(tǒng)時(shí)間繪制相應(yīng)的數(shù)碼管，且與教學(xué)內(nèi)容中的知識(shí)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。

在課前自學(xué)自測(cè)階段，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容，制定學(xué)習(xí)任務(wù)清單，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生根據(jù)任務(wù)清單，通過(guò)中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)進(jìn)行自學(xué)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進(jìn)行自測(cè)。

表4 教學(xué)評(píng)價(jià)表

表5 “python 語(yǔ)言基礎(chǔ)”模塊教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在課中精講精練階段，教師按照“四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行課堂實(shí)施，第一步，通過(guò)“繪制七段數(shù)碼管”的教學(xué)案例，演示效果、提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣；第二步，教師利用圖示化方法分析解決復(fù)雜問(wèn)題的思維過(guò)程。學(xué)生通過(guò)流程圖梳理思路理解問(wèn)題的求解方法。在對(duì)問(wèn)題的流程分析中，教師適時(shí)植入標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、模塊、表達(dá)式、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識(shí)。第三步，學(xué)生自主探索，增量學(xué)習(xí)，上機(jī)實(shí)踐。教師答疑解惑，精講共性問(wèn)題。第四步，教師歸納總結(jié)教學(xué)內(nèi)容，延伸擴(kuò)展新問(wèn)題。學(xué)生梳理本次課的知識(shí)脈絡(luò)，拓展思維。

在課后鞏固拓展階段，學(xué)生利用“EduCoder”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)鞏固復(fù)習(xí)、拓展訓(xùn)練、提交作業(yè)。教師利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的問(wèn)答模塊，與學(xué)生進(jìn)行研討交流。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)線上課程與線下課堂相結(jié)合的方式，將理論學(xué)習(xí)由“課內(nèi)灌輸”向“慕課學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變，有效緩解了課程內(nèi)容多課時(shí)少的壓力[6]。通過(guò)過(guò)程評(píng)價(jià)與終結(jié)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，將評(píng)價(jià)尺度由“考試成績(jī)?cè)u(píng)”向“綜合能力評(píng)”轉(zhuǎn)變，有效促進(jìn)了學(xué)生能力的培養(yǎng)。通過(guò)教學(xué)過(guò)程“四步走”，將教學(xué)方法由“講多練少”向“精講多練”轉(zhuǎn)變，有效提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

從我院2018、2019 年8 個(gè)期班1 100 余人的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)實(shí)踐表明，采用“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和運(yùn)用計(jì)算工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力均有大幅提升。