高校計算機基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容改革與學習環(huán)境構(gòu)建

摘要：本文圍繞新形勢下高校計算機基礎(chǔ)課程目標，針對當前課程教學存在的問題與困難，提出了一種改革方案，主要包括交互學習環(huán)境構(gòu)建與教學內(nèi)容改革兩個方面，實踐證明教學效果良好。

關(guān)鍵詞：計算機基礎(chǔ)；課程；教學內(nèi)容；學習環(huán)境；交互

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

高校計算機基礎(chǔ)教育課程面向90%以上非計算機專業(yè)學生，主要目標是讓學生掌握計算機基本技能，熟悉計算機的基本概念、原理與方法，培養(yǎng)應用計算機技術(shù)解決專業(yè)實際問題的意識與能力，為后續(xù)課程學習乃至今后工作做好必要的準備。通過課程改革實現(xiàn)教學目標是一項重要的工作。

1問題的提出與改革的思路

高校計算機基礎(chǔ)教育至今已有20多年的歷史了，圍繞上述目標的教學改革與實踐一天都沒有停止過，這主要是由于計算機基礎(chǔ)課程本身的特殊性所決定的。一是計算機科學與技術(shù)學科本身在飛速發(fā)展，新理論、新方法層出不窮，計算機基礎(chǔ)課程的教學內(nèi)容要適應學科的變化與發(fā)展；二是計算機和外語水平已成為用人單位考察大學畢業(yè)生業(yè)務素質(zhì)與能力的主要指標，特別是對計算機能力的要求越來越高；三是從2000年開始，教育部頒布高中信息技術(shù)課程標準，高校計算機基礎(chǔ)教育不再是零起點，需要解決教學內(nèi)容的銜接與協(xié)調(diào)問題；第四，計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到各專業(yè)科研與教學工作中，對學生的計算機應用能力也有了更加明確和具體的要求。

為了適應上述種種變化與發(fā)展，計算機基礎(chǔ)課程需要不斷進行改革與探索，但當前改革也存在一些問題與困難。

第一，計算機基礎(chǔ)課程的首要任務是培養(yǎng)學生掌握應用計算機的技能與能力，我們將其稱為基本IT技能，因為這是日常學習與工作必不可少的工具與軟件，主要包括：Windows操作系統(tǒng)、Office軟件(Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等)以及計算機網(wǎng)絡應用(IE瀏覽器、Outlook等)。上述內(nèi)容在高中信息技術(shù)課中已有涉及，但由于各地區(qū)的教學情況并不一致，這使得目前大一新生的計算機水平還參差不齊。我們對華南師范大學教育信息技術(shù)學院2007級的162名新生進行了調(diào)查，75％的學生學習過“信息技術(shù)”課，但對計算機基本IT技能操作非常熟練的僅占1.2%，完全不了解計算機的占9.64%。對于基本IT技能中不同內(nèi)容的掌握程度也存在明顯差異，其中對各部分內(nèi)容完全不會的學生還占有相當比例，如圖1所示。

由于學生對基本IT技能的掌握并不處于同一起點，而IT技能訓練需要在教師指導下進行上機實踐，隨著高校連年擴招，教師不堪重負，機房壓力也很大，因此，必須從教育技術(shù)的應用尋找解決途徑。我們的改革思路是：創(chuàng)設(shè)一種支持“做中學”的交互學習環(huán)境，從技術(shù)上解決對學生操作過程及結(jié)果的診斷與評價，自動提供反饋指導等學習支持服務。

第二，熟悉計算機的基本概念、原理與方法，培養(yǎng)應用計算機技術(shù)解決專業(yè)實際問題的意識與能力，是計算機基礎(chǔ)課程目標的重要內(nèi)容。這一目標的實現(xiàn)與課程教學內(nèi)容改革有關(guān)。一項調(diào)查表明，進行課程教學內(nèi)容改革是進一步提高計算機基礎(chǔ)教育水平的最重要措施。事實上，如果學生能更多地學習基本概念與原理性知識，就能夠在掌握技能的基礎(chǔ)，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，對應用計算機和網(wǎng)絡過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象能從原理上做出解釋，做到“知其然并能知其所以然”，這對學生的能力與素質(zhì)發(fā)展很有好處。

就計算機基礎(chǔ)課程而言，信息技術(shù)既是學習對象，又可成為學習的工具與環(huán)境，因此，我們認為，計算機基礎(chǔ)課程改革要從兩個方面開展，即交互學習環(huán)境構(gòu)建與教學內(nèi)容改革。

2交互學習環(huán)境的構(gòu)建

對交互式學習環(huán)境的構(gòu)建主要基于以下設(shè)計原則：一是IT技能訓練與考核應基于真實情境；二是為學生自主學習提供個性化支持。

目前，大多數(shù)高校計算機課程采用上機實踐方式完成IT技能訓練，面對大規(guī)模學生，很難保證每位學生都能得到及時有效的指導。技能考核盡管也采用機考方式，但考核系統(tǒng)主要為仿真環(huán)境，只能解決某些固定方式的操作，無法應對真實環(huán)境下的各種操作。例如，對Word文檔的復制操作，可以有不同的方式，如果學生采用快捷菜單以及快捷鍵操作，仿真環(huán)境下則難以判斷，因為在仿真環(huán)境中，只有執(zhí)行了正確操作后，界面上才會有反應，這顯然不利于培養(yǎng)學生在真實環(huán)境進行操作時的動態(tài)反應能力。并且，開發(fā)高質(zhì)量的仿真環(huán)境通常需要相當大的工作量，不亞于重新開發(fā)一套Office系統(tǒng)。實際上，這充分體現(xiàn)了在真實情境下進行訓練與考核的重要性與必要性。

構(gòu)建真實的學習環(huán)境是實現(xiàn)基本IT技能訓練和考核的第一步。技能訓練的最好方式是提供案例和在解決問題的過程中學習，這種類似于“一對一”的個別化教學最有效，但由于教師工作量太大而難以實現(xiàn)，需要從技術(shù)上尋找出路，這就是本文所說的交互學習環(huán)境，其特征是：為學生提供一些案例演示和真實的IT技能訓練問題情境，當學生在真實問題情境進行練習的過程中，系統(tǒng)能夠進行即時的診斷反饋，指出錯誤原因，提出學習建議和提供操作示范等，系統(tǒng)的功能流程如圖2所示。

我們依托“IT技能測評自動化理論與技術(shù)”項目的研究成果，設(shè)計開發(fā)了計算機基礎(chǔ)課程的學習支持系統(tǒng)iTutor與技能測評系統(tǒng)iTAS。iTutor實現(xiàn)了上述功能流程，能夠有效支持“例中學”與“做中學”，創(chuàng)設(shè)有利于主動學習的交互環(huán)境，支持真實情境下的體驗式學習，基于對問題解決過程與結(jié)果的跟蹤、診斷和評價，提供個性化學習指導和操作示范，實現(xiàn)了“一對一”教學。iTAS將評價活動與教學過程相融合，評價方式從紙筆測驗轉(zhuǎn)向真實任務考核，從重視靜態(tài)的總結(jié)性評價向重視形成性評價反饋調(diào)節(jié)的動態(tài)過程轉(zhuǎn)移，基于技能獲取過程評價建構(gòu)學生模型，通過對學生技能操作的評價，判斷學生當前的技能狀態(tài)與水平，從而為下一步學習提供導向。iTAS解決了長期困擾信息技術(shù)教育的技能考核問題，被譽為是“我國信息技術(shù)教育難點問題研究的突破性進展”。

3教學內(nèi)容的改革

構(gòu)建基于真實問題情境的交互學習環(huán)境，較好地解決了IT技能訓練與考核問題，并且節(jié)省了學時，減輕了教師工作量，這使我們有條件在增加基本概念、原理與方法等教學內(nèi)容，從而更好地達成課程目標。

高校計算機基礎(chǔ)教育不能僅僅停留就事論事的介紹軟件和工具的簡單操作，而應當引導學生掌握一般規(guī)律，培養(yǎng)解決實際問題的意識與能力。例如，很多學生都已經(jīng)具有利用瀏覽器上網(wǎng)獲取信息的能力，但經(jīng)常碰到網(wǎng)頁打不開的情況，學生通常就會有很多的“為什么”，會有一種欲望從原理上去了解或解釋這些現(xiàn)象，探索解決問題的方法，實際上這就涉及到對計算機網(wǎng)絡原理內(nèi)容的學習。

基于上述考慮，我們認為教學內(nèi)容改革主要從以下五個方面進行：一是結(jié)合Internet應用，增加計算機網(wǎng)絡基本概念與原理的內(nèi)容，如計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議，物理地址、IP地址和域名地址的概念以及映射關(guān)系，WWW原理等；二是結(jié)合Windows操作系統(tǒng)應用，增加操作系統(tǒng)的基本概念與原理等，如中斷、用戶界面、進程以及資源管理等；三是增加計算機組成的內(nèi)容，使學生對計算機硬件系統(tǒng)有所了解，如計算機組裝、硬件性能指標等；四是結(jié)合Office軟件應用，增加多媒體、數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識；五是增加關(guān)于新技術(shù)及其應用的專題講座，不斷充實和更新教學內(nèi)容，如網(wǎng)格計算技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)等。

教學內(nèi)容改革要取得好的教學效果，就需要教學模式創(chuàng)新提供支持。采用靈活多樣的教與學方式，如案例教學、小組學習、基于問題的學習等，保證學生能夠有效開展學習與掌握課程內(nèi)容。但是對于大一新生來說，讓其理解比較抽象的計算機基本概念與原理是有一些困難的，如“進程”、“中斷”、“圖靈模型”、“TCP/IP協(xié)議”等，我們采用教育技術(shù)手段，通過形象生動的動畫來說明復雜的技術(shù)原理，并且結(jié)合具體的案例進行講解與說明，以使學生易于接受，此外還精心設(shè)計實驗，增加了技術(shù)原理性實驗和專業(yè)實踐。

4效果評估

2007年秋季學期，我們選取162名大一新生進行了課程教改實驗，課程結(jié)束后，我們對實踐效果進行了一次調(diào)查，結(jié)果表明，上述改革思路可以作為當前計算機基礎(chǔ)課程改革的一條途徑，98％的學生認為，通過該課程學習，其計算機應用水平得到較大提高。

對交互學習環(huán)境，97.6％的同學認為iTutor提供的真實情境，能夠支撐我們在嘗試問題解決的過程中發(fā)展技能，增加實踐機會，在交互環(huán)境下的有針對性指導能促進技能的學習與掌握，如圖3所示。

對教學內(nèi)容改革，50.6%的學生認為適當增加對原理性內(nèi)容的學習非常有必要，能夠開闊自己的視野，對操作和應用計算機和計算機網(wǎng)絡中出現(xiàn)的一些問題，能夠嘗試進行解決，如圖4所示。63.9%的學生認為通過課程學習，較好地理解了網(wǎng)絡基本原理、WWW原理以及TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)知識等。92.8%學生認為比較適應教師的教學方式，采用案例與任務的方式能激發(fā)學習興趣。

實踐證明，在不增加課時和教師負擔的條件下，上述改革方案能夠較好的達成課程目標，這一改革不僅必要而且可行。我們結(jié)合普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《計算機信息技術(shù)基礎(chǔ)》項目，在總結(jié)教改實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，形成了包括圖書、光盤和網(wǎng)絡的立體化教學資源，為進一步深化課程改革提供了條件。我們非常愿意和從事計算機基礎(chǔ)教育的同行開展交流與合作，共同探索課程改革的有效途徑與方法。

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