雙一流高?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革研究與實踐＊

陳 艷，陳應(yīng)霞

（長江大學(xué)計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

1 研究背景

高校“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革已經(jīng)歷了3 個階段的變遷，從興技能到強(qiáng)化課程內(nèi)容，再到突出計算思維。每個階段的改革都給該課程注入了新思想和新知識。目前，在新工科和雙一流高校建設(shè)的雙重背景下，“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程也悄然掀起了一股改革熱潮。例如，吳寧等[1]以“大學(xué)計算機(jī)”課程為切入點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、管理手段等方面提出了打造具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的金課途徑；王移芝等[2]和孫淑霞[3]提出了基于“計算思維”的大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革新思路，給課程的發(fā)展提供了新的方向；郭福亮等[4]從課程教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、授課方法、考核評估和教學(xué)實施5 個方面自頂向下全面推進(jìn)改革，實現(xiàn)了可持續(xù)的考核評估和較為靈活的教學(xué)方案；郝興偉等[5]提出了面向?qū)W科交叉融合的計算機(jī)通識教育“1+N”課程體系設(shè)計方案和開放實驗室建設(shè)與產(chǎn)教融合的改革思路。

綜合當(dāng)前的研究成果來看，這些課程改革主要體現(xiàn)以下4 個方面：①教學(xué)內(nèi)容上，大多數(shù)高校加入了程序設(shè)計知識，這極大地豐富了課程內(nèi)容，更有甚者直接用編程語言類知識或?qū)嶋H項目案列來替換掉原有課程中的部分內(nèi)容；②教學(xué)方法上，不少高校提出了在院系大班內(nèi)再實施分組進(jìn)行教學(xué)，這種方式有利于因材施教；③理論課時上，整體都有所削減，有不少學(xué)校將理論課時壓縮為20 學(xué)時，另外，也有部分學(xué)校減少了理論學(xué)時教學(xué)，但提高了實驗學(xué)時教學(xué)；④教學(xué)手段上，有不少學(xué)校采用了線上線下相結(jié)合的方式，比如采用慕課、Educode 等線上平臺作為線下教學(xué)的補(bǔ)充。

雖然這些課程改革方法極大地促進(jìn)了“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程的發(fā)展，但在新工科背景下以及雙一流建設(shè)的大環(huán)境下，這些改革方法和手段已顯得滯后了。基于此，本文以長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革為案例，進(jìn)行一系列的探討和分析。

2 長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革方法淺析

長江大學(xué)作為湖北省屬重點(diǎn)高校、國內(nèi)雙一流建設(shè)高校，其“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程的改革也一直在不斷的演變中。尤其在近年來，為推進(jìn)雙一流建設(shè)，學(xué)校在基礎(chǔ)類課程改革上投入了大量的人力和物力。通過這些年不斷摸索與研究，學(xué)校已獲得了較為豐富的教學(xué)成果并形成了一套較為先進(jìn)的教學(xué)改革方法。此法可以為其他通識課程提供借鑒作用。

2.1 已實施的教學(xué)改革方法

2.1.1 教材創(chuàng)新

新教材的內(nèi)容主要來源于多年的一線教學(xué)經(jīng)驗積累及通過發(fā)布問卷調(diào)查的形式知曉學(xué)生當(dāng)前感興趣的知識。如今，學(xué)生已習(xí)慣通過使用互聯(lián)網(wǎng)等便捷方式獲取信息。為此，在長江大學(xué)新版《計算機(jī)基礎(chǔ)》教材中，在每一章節(jié)后面均附有二維碼，學(xué)生只需通過手機(jī)掃描二維碼，便可獲得相關(guān)課程資源。并結(jié)合新教材重新調(diào)整了教學(xué)大綱和教學(xué)時序，形成了新的符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的知識掌握順序圖，具體內(nèi)容可參見文獻(xiàn)[6]。

2.1.2 教學(xué)內(nèi)容改革

以前，長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程主要講解Windows 操作、Office 使用和一些簡單的網(wǎng)絡(luò)知識，而這些知識在中學(xué)階段的信息課上就會有所涉及，因此，這些知識點(diǎn)完全可以自學(xué)或者不學(xué)。在長江大學(xué)啟動雙一流建設(shè)后，便減少了該內(nèi)容的講解和實驗，取而代之的是以任務(wù)為導(dǎo)向的知識實踐。如在Office使用環(huán)節(jié)，會給學(xué)生分發(fā)一篇較長的論文，讓他們按照畢業(yè)論文格式要求進(jìn)行排版，這極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)生的動手能力。長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革后的教學(xué)內(nèi)容如表1 所示，從表中可以看出，總學(xué)時為40 學(xué)時，其中理論學(xué)時為28個，實驗學(xué)時為12 個。另外，從表中可以看出，Office的理論學(xué)時為2～4 個，相比之前，進(jìn)行了大幅壓縮。從表中不難發(fā)現(xiàn)，在改革后的教學(xué)內(nèi)容中，大幅增加了算法與程序設(shè)計知識講解。

表1 長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革后教學(xué)內(nèi)容分布表

此外，在計算機(jī)組成原理這一章，增加了市場調(diào)查和裝機(jī)任務(wù)。具體展開為先讓學(xué)生展開市場調(diào)查，提交1 份裝機(jī)清單和選購心得體會文獻(xiàn)，再來上課聽講，這樣的教學(xué)效果非常好，學(xué)生也很受益，很多復(fù)雜的原理理解難問題也迎刃而解。最后，部分院系開始嘗試增設(shè)“人工智能”的課程，作為“計算機(jī)基礎(chǔ)”的后續(xù)學(xué)習(xí)課程或取代原有基礎(chǔ)的教學(xué)。

2.1.3 線上線下混合式教學(xué)

在2019 年以前，長江大學(xué)便對“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了改革，其主要方式是通過錄制教學(xué)視頻，以慕課的形式為學(xué)生提供課外輔導(dǎo)。在新冠疫情期間，學(xué)校又進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，鼓勵教師采用QQ、騰訊會議、雨課堂等線上工具進(jìn)行教學(xué)。通過多工具多平臺的實施，廣大教師積累了較為豐富的線上教學(xué)經(jīng)驗。比如，部分教師會在上課前將每一章節(jié)的PPT 課件分發(fā)給學(xué)生，并附上預(yù)習(xí)任務(wù)和需要掌握的知識點(diǎn)，課后再將布置的作業(yè)或提出的問題錄制成小視頻發(fā)送到班級學(xué)習(xí)群。也有部分教師將班上學(xué)生按照5～6 人分為一組，成立學(xué)習(xí)興趣小組，組長由學(xué)生自薦或推舉產(chǎn)生，各組長協(xié)助教師答疑，并將問題匯總到任課教師處，從而進(jìn)行有針對性的講解。為激勵興趣小組的學(xué)習(xí)激情，可以采用適當(dāng)?shù)莫剟顧C(jī)制。學(xué)習(xí)小組的作用還體現(xiàn)在上機(jī)過程中。以往上機(jī)課教師基本上都一直趴著那里解答學(xué)生的問題，且很多問題均屬重復(fù)。引入線上和小組教學(xué)后，很多同樣的問題，在小組內(nèi)就能交流解決掉。或者是在騰訊會議等平臺內(nèi)解答，有相同困惑的同學(xué)進(jìn)平臺排隊答疑，效率較高。教師可以在課堂內(nèi)針對性地重點(diǎn)講述，學(xué)生在課堂的有效時間內(nèi)能掌握更多知識。

除了以上介紹的混合式教學(xué)方法，針對不同的章節(jié)也形成了不同的教學(xué)方法。有些以學(xué)生理解為主，有些則是以教師講授為主。例如，網(wǎng)絡(luò)一章，需要學(xué)生提前按照學(xué)習(xí)小組的內(nèi)容去準(zhǔn)備PPT 匯報，學(xué)生自學(xué)和動手的機(jī)會較多。在程序設(shè)計一章，鼓勵學(xué)生將自己的思路分享出來，目的是一個問題多個解法，而非以往只求完成任務(wù)，且各個任務(wù)之間往往前后具有連續(xù)性。每一次教學(xué)結(jié)束都會發(fā)布下次問題的改進(jìn)點(diǎn)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，知識也不再是孤立的。此點(diǎn)符合學(xué)習(xí)的社會化特點(diǎn)。

2.1.4 考核方式和考試內(nèi)容改革

由于“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程是在全校開展教學(xué)，面對的首要問題便是不同專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)相差較大，如中文、英語、電子信息工程專業(yè)的學(xué)生對計算機(jī)相關(guān)知識的理解存在較大差異。為了兼顧不同專業(yè)的學(xué)生，以往的做法是降低考核難度，從課后習(xí)題里挑選類似題目，甚至直接采用課后習(xí)題作為考試內(nèi)容。于是，就出現(xiàn)背題目的現(xiàn)象，對于這種機(jī)械式的學(xué)習(xí)，是研究者所不愿意看到的。有些同學(xué)對于很多知識點(diǎn)都不太懂，但能考出非常高的分?jǐn)?shù)，這無疑是一種不好的現(xiàn)象。

基于這種現(xiàn)象，研究者通過對比國內(nèi)其他高校和學(xué)校內(nèi)部其他通識課的考核內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上對考核內(nèi)容和考核方式作出了相應(yīng)的調(diào)整。首先，分專業(yè)考核，例如，藝術(shù)生單獨(dú)出題；其次，題目更靈活，側(cè)重對相關(guān)知識的理解和運(yùn)用計算思維來分析問題、解決問題，例如，請簡述你在使用計算機(jī)中遇到的常見問題和解決方法，這類題目每個學(xué)生都有話可說，且容易增加區(qū)分度；最后，題型上，增設(shè)論述題，讓學(xué)生根據(jù)自己對知識點(diǎn)的理解進(jìn)行闡述，從其描述中，便可以看出其對相關(guān)知識的掌握程度。從考試情況和學(xué)生反映來看，這種考核方式打破了原有的死記硬背模式，凸顯理解及靈活運(yùn)用的能力。學(xué)生和教師的滿意度都比較高。

2.2 研究中的教學(xué)改革方法

2.2.1 加入大數(shù)據(jù)和人工智能知識

大數(shù)據(jù)和人工智能對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容帶來新的挑戰(zhàn)。長江大學(xué)目前的“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革中引入了Python 程序設(shè)計內(nèi)容，強(qiáng)化了算法設(shè)計能力的培養(yǎng)。但是，對于大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)的概念理解和應(yīng)用案例還沒有形成具有鮮明特色的教學(xué)方法。嘗試在新工科和雙一流背景下，借助石油企業(yè)的應(yīng)用案例，為學(xué)生展示新技術(shù)的應(yīng)用場景，并在實驗環(huán)節(jié)加入大數(shù)據(jù)開發(fā)環(huán)境的知識，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，還將嘗試?yán)么髮W(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，讓更多學(xué)生參與到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中，從而加深對計算機(jī)技術(shù)的理解和應(yīng)用。

2.2.2 引入課程思政元素

為培養(yǎng)新時代人才，還得注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”作為一門全校一年級的通識課程，受眾面廣、影響深遠(yuǎn)。受課對象均剛從高中進(jìn)入大學(xué)，學(xué)習(xí)方式、考核方式均發(fā)生了較大變化，部分學(xué)生可能會不太適應(yīng)大學(xué)這種相對寬松的學(xué)習(xí)模式，從而會導(dǎo)致出現(xiàn)厭學(xué)、逃學(xué)、沉迷電腦游戲等現(xiàn)象。因此，在“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程中引入思政元素，有利于豐富學(xué)生的精神生活，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為學(xué)生的在校學(xué)習(xí)和人生規(guī)劃指明方向，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好價值觀和愛國精神。少年（青年）強(qiáng)，則國強(qiáng)。高校除了教給學(xué)生課本知識外，也需要注重學(xué)生的人文、素質(zhì)、價值觀的培養(yǎng)。

2.2.3 加強(qiáng)與其他課程聯(lián)系

長江大學(xué)計算機(jī)學(xué)院在申報國家一流專業(yè)，同時軟件工程系、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系、網(wǎng)絡(luò)工程系在申請工程質(zhì)量認(rèn)證?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”作為這些專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在專業(yè)認(rèn)證中，起著舉足輕重的作用。在人才培養(yǎng)方案和課程目標(biāo)達(dá)成度中，也均占據(jù)了很重要的份量。如“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程與“C 語言”課程、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等課程之間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，前者作為后者的基礎(chǔ)，為其形成完整的人才培養(yǎng)體系作支撐。由此可見，“計算機(jī)基礎(chǔ)”這門課程除了介紹計算機(jī)相關(guān)的軟硬件基礎(chǔ)知識外，還需講授一些與其他課程的關(guān)聯(lián)，對相關(guān)知識點(diǎn)的深度和廣度需進(jìn)行全方位的拓展，讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)這個知識點(diǎn)，以及明白這個知識點(diǎn)對將來的學(xué)習(xí)起到什么作用。

3 結(jié)論

本文以長江大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革為出發(fā)點(diǎn)，從教材創(chuàng)新、線上線下混合式教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時長、考核方式和考核內(nèi)容等多個維度進(jìn)行了探討和分析，并提出了一些行之有效的改革舉措，如加入大數(shù)據(jù)和人工智能知識、引入思政元素、按照專業(yè)認(rèn)證要求深化與其他課程之間的聯(lián)系，這可為同類院?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”課程改革提供借鑒依據(jù)，也可為其他非計算機(jī)類基礎(chǔ)課程提供改革思路?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”課程改革一直未停止，每次改革均極大地促進(jìn)了學(xué)科建設(shè)和專業(yè)發(fā)展，也提高了學(xué)生的計算機(jī)基本技能，但每次改革的推動也比較困難，這主要體現(xiàn)在改革的思路是否符合實際需要，能否切實提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)等。作為教育工作者要不怕困難，勇于創(chuàng)新，勇于接受新思想，只要是對學(xué)生和教學(xué)有益的事情，都可納入到教育改革中來。唯有不斷改革，才能讓課程持續(xù)精彩，讓知識日新月異。