“計算機導論”課程教學改革研究與實踐

張姝 張志佳 王士顯

摘要：本文總結了課程組近10年在計算機導論課程教學改革的研究與實踐，嘗試解決傳統(tǒng)大學計算機導論課程教學方式和內(nèi)容等方面存在的問題。本課程結合教學模式、教學內(nèi)容、實踐教學和教材建設4方面的改革，實現(xiàn)了4項轉(zhuǎn)變，形成了4項教學機制，更加適配培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案；通過修改教學大綱、調(diào)整理論和實踐學時比例、修改考核要求，更加符合教學目的要求；通過按章節(jié)內(nèi)容選擇專業(yè)老師講授，對教材改進和建設，為課程建立一個良好的大局觀并提升學生的實踐動手能力。實踐證明，上述改革措施對于教學效果的提升具有積極的促進作用。

關鍵詞：教學改革；教學模式；計算機導論；教材建設

中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1673-7164（2021）07-0133-02

計算機導論課程是計算機專業(yè)學生入學后的第一門基礎課程，能為計算機專業(yè)學生打下較為扎實的理論和實踐根基。本課程的教學目的是使學生對于大學課程架構和課程關系有所了解，引發(fā)學生的學習興趣，掌握一定的專業(yè)基礎知識，同時對于學生后續(xù)課程的學習產(chǎn)生指導作用。

傳統(tǒng)的計算機導論課程較為注重理論講授，主要以學科的基礎知識和專業(yè)基礎課程內(nèi)容的介紹為主，無論從授課內(nèi)容、授課形式來講都比較陳舊，學生對于課程內(nèi)容興趣不高，理解和掌握也不到位[1]。培養(yǎng)出來的學生對于專業(yè)方向無法形成整體性認識，影響了其對后續(xù)課程學習的主觀能動性，同時動手操作能力不足也會導致在就業(yè)中缺乏競爭力，因此其對于該課程的改革迫在眉睫。2011年起，課程組對這門課程進行了教學改革，針對教學過程中體現(xiàn)出來的導致教學效果不佳的種種問題進行了分析，對現(xiàn)有的計算機專業(yè)的課程內(nèi)容進行了重新梳理，結合不斷更新的培養(yǎng)方案和應用型人才的培養(yǎng)目標，制定了一系列改革措施。經(jīng)過近10年的教學實踐和調(diào)整，逐漸形成了一套有自身特色的教學機制，并不斷地總結和反思改進。

一、計算機導論課程在教學及教材方面存在的問題

（一）教學模式問題

計算基礎這門課程涵蓋了計算機專業(yè)中多門核心基礎課程的相關內(nèi)容，包括計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)結構、程序設計語言、數(shù)據(jù)庫技術及操作系統(tǒng)等。因此該課程具有概念繁多、內(nèi)容冗雜、理論性強的特點[2]。對于還不具備任何專業(yè)知識儲備的大一新生來說，記憶和理解這些概念和理論具有挑戰(zhàn)性。同時，計算基礎是一門導論性質(zhì)的課程，要求授課教師掌握多門課程的精髓和要義并加以提煉，在有限學時內(nèi)以通俗易懂的方式講授給學生，對于授課教師來說也是十分困難的。因此教師由于學時不足及對于各門課程深入了解程度的不同可能造成講授浮于表面、不夠深入，學生對于理論一知半解、缺乏興趣是課程面臨的問題之一。

（二）教學內(nèi)容問題

近年來計算機領域的新技術新概念不斷產(chǎn)生，為了適應社會發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要，計算機專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程設置也在不斷更新。計算基礎作為一門基礎入門課程，其目的是使學生能夠認識和較為全面的了解本課程的專業(yè)概況，但原有計算基礎課程內(nèi)容設置較為陳舊，缺乏涉及專業(yè)課程體系整體性概述，對于新技術和專業(yè)發(fā)展的新方向知識涉獵不足，導致學生無法掌握本專業(yè)課程設置體系全貌，對于未來學習與專業(yè)方向選擇不明確，影響了學生在學習中主觀能動性的發(fā)揮。

（三）實踐教學問題

由于本課程是計算機專業(yè)學生的入門導論課程，因此在過去的教學大綱中比較重視學生的理論基礎，將計算思維和計算機體系的概念原理作為本課程的重點內(nèi)容，對于上機實際部分不太重視，尤其對于一些常用軟件的操作并未涉及，這是與非計算機專業(yè)的計算機基礎課程的主要區(qū)別。從學生的角度來看，偏重理論的教學會使學生覺得枯燥無味，容易失去興趣，也使得學生對于學習的理論內(nèi)容的理解不夠深入，無法聯(lián)系實踐。因此加強實踐教學，培養(yǎng)學生的動手實踐能力，激發(fā)學生研究探索精神是本課程待解決的問題。

（四）教材選擇問題

選擇一本適合的教材對于學生和教師都大有裨益。計算機基礎相關教材數(shù)量很多，側重點各有不同。有的教材過于淺顯，這類教材無法幫助學生了解專業(yè)體系結構，不適用于計算機專業(yè)的學生[3]。有的教材過于著重新技術，也不利于學生對掌握基礎理論。有的重點院校的教材內(nèi)容相對深奧，對于普通院校的學生來說掌握起來有困難……因此選擇一本既適合本校學生又符合專業(yè)的培養(yǎng)方案和目標的教材是十分困難的，這也是課程建設中的一道難題。

二、計算機導論課程改革與實踐

（一）結合教學模式改革，實現(xiàn)專業(yè)教師按章節(jié)授課

為了使計算基礎這門課程在教學中既能涉及到專業(yè)系統(tǒng)結構中各門重要的課程，同時又能夠在有限的學時中講授出一定的深度和趣味性，課程組在教學改革中采用了多位專業(yè)課教師聯(lián)合授課的方式。按照數(shù)據(jù)存儲與運算和專業(yè)擴展知識，計算機組成與結構，計算機網(wǎng)絡、計算機軟件、數(shù)據(jù)庫技術、操作系統(tǒng)劃分共聘任6位教師分章節(jié)講授。

采用多人授課教學模式的優(yōu)點是：其一，相對于專門講授某門課程的教師，其對課程內(nèi)容精髓的理解更加深刻，可以在較少的學時中把這門課程學生需要了解的知識做總結性的教學。其二，相對于一位教師講授所有章節(jié)，專業(yè)教師更善于深入淺出地以平時易懂的語言引導學生領略到某門課程的精華和魅力，讓學生對于這門課程產(chǎn)生興趣。其三，由后續(xù)將要講授這門課程的教師在前期課程的對應章節(jié)進行講授，對于學生順利過渡到后續(xù)課程大有裨益。多人按章節(jié)授課的模式，能使計算基礎這門課程很好地輻射到后續(xù)的各門相關課程，從單獨一門課的一站式培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T課輻射多門課的延伸性鏈接培養(yǎng)模式。

（二）結合培養(yǎng)方案和教學內(nèi)容的改革，實現(xiàn)從“要我學”到“我要學”的轉(zhuǎn)變

針對教學內(nèi)容方面的改革包括兩個方面。一方面，計算機專業(yè)培養(yǎng)方案根據(jù)技術的更新和企業(yè)市場的需求不斷調(diào)整，計算基礎作為計算機專業(yè)的一門引導課程，在教學內(nèi)容中添加熱點性技術相關知識，包括云計算與大數(shù)據(jù)、人工智能和機器學習、物聯(lián)網(wǎng)。通過上述內(nèi)容添加，吸引學生對專業(yè)產(chǎn)生關注，引導學生了解專業(yè)方向選擇，讓學生從“要我學”過渡到“我要學”的轉(zhuǎn)變。另一方面，在課程內(nèi)容中添加計算機人才需求分析和計算機學科知識體系的內(nèi)容，讓學生對學習內(nèi)容能更有的放矢，對整個學科有大局觀，可以對自己努力的目標和方向更加明確，這一改革對于教學效果的提升也會有明顯的作用，能為后續(xù)課程的順利展開做了充分的鋪墊。

（三）結合實踐教學和考核方式的改革，實現(xiàn)培養(yǎng)應用型人才的轉(zhuǎn)變

為了強化學生的動手實踐能力，使課程的教學目標符合本科培養(yǎng)應用型人才的大目標，課程組對計算基礎課程的教學大綱中實踐部分做了改革調(diào)整。具體措施包括兩個方面，一方面提高了實踐部分學時比例，將48學時中的16學時安排在機房直接授課，學生可以在課堂同步實踐操作。上機內(nèi)容包括Windows基本操作，Office軟件基本操作等。另一方面增加了上機考試部分，期末成績中筆試占60%，上機操作考試占40%。在教學中引進了上機練習和考試的軟件配合教學內(nèi)容和考核，實現(xiàn)了從上機訓練到上機實操考核的轉(zhuǎn)變。在切實提高學生動手操作能力的同時，也為后續(xù)需要學生實操的課程奠定了基礎。

（四）結合教材改革，實現(xiàn)教材和培養(yǎng)方案動態(tài)匹配的轉(zhuǎn)變

在教學模式和教學內(nèi)容都根據(jù)社會需求做出了改革的前提下，教材的內(nèi)容也需要與目標一致，與培養(yǎng)方案匹配，因此教材的改革勢在必行。根據(jù)培養(yǎng)目標和課程內(nèi)容相匹配的需求，課程組重新組織編寫了計算機導論教材，并于2012年8月出版第一版[4]。根據(jù)專業(yè)發(fā)展重新編撰后，于2020年10月出版第二版[5]。教材內(nèi)容上與培養(yǎng)本科應用型人才相匹配，適度把握深度與廣度，復雜度適中。在深入介紹計算機學科知識體系的基礎上，著重培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力。教材內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的存儲與運算，計算機組成與結構、計算機網(wǎng)絡技術、計算機軟件，數(shù)據(jù)結構、程序設計語言等。教材具有豐富的習題供學生檢驗學習成果，也與上機操作的軟件內(nèi)容吻合，可以很好地配合教學實現(xiàn)培養(yǎng)目標，能夠反映學科專業(yè)建設、人才培養(yǎng)模式和教育教學改革最新趨勢。

自出版發(fā)行以來，該教材在多所“985”“211”及普通本科院校進行了多輪應用，總計發(fā)行數(shù)量將近14000冊，同時獲得了教材使用單位和師生的好評，取得了較好的推廣示范性。

三、結論

沈陽工業(yè)大學計算機類專業(yè)培養(yǎng)目標定位是高素質(zhì)的應用型人才，該校近10年來對于計算機導論課程做了較為全面和深入的教學改革，并在實踐中持續(xù)調(diào)整，形成了一些新的授課模式和機制。在教學模式的改革中形成了多人授課的延伸性鏈式機制；在教學內(nèi)容的改革中形成了前后課程聯(lián)動與專業(yè)方向引導機制；在實踐教學改革中形成了實踐激勵聯(lián)動機制；在教材改革中形成了教材與培養(yǎng)方案動態(tài)匹配機制。改革后的課程機制促使課程適應現(xiàn)在的專業(yè)需求，使其朝著培養(yǎng)目標良性發(fā)展。

參考文獻：

[1]朱強.基于應用型人才培養(yǎng)的“計算機科學導論”課程教學改革[J].無線互聯(lián)科技，2019（19）：105-106.

[2]馮棟.《計算機導論課程》教學改革探究[J].辦公自動化，2019，24（09）：40-42.

[3]邱斌，王新政.“雙萬計劃”背景下《大學計算機基礎》教學改革與教材編寫[J].教育教學論壇，2020（35）：187-188.

[4]張志佳，姜巖，李雅紅，等.計算機導論[M].北京：清華大學出版社，2012.

[5]張志佳，朱天翔，王士顯，張姝.計算機導論（第二版）[M].北京：清華大學出版社，2020.

（責任編輯：胡甜甜）