計算機基礎(chǔ)課程體系優(yōu)化與教學(xué)模式改革實踐

劉建東　田　野

文章編號：1672-5913(2009)08-0035-03

摘要：本文詳細闡述了我校計算機基礎(chǔ)教育課程體系的設(shè)置方案及計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)模式改革情況，該方案與北京地區(qū)高等教育普及化大背景相適應(yīng)，結(jié)合了當前信息技術(shù)的最新發(fā)展及大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革的要求，體現(xiàn)了“重應(yīng)用、強實踐、培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才”的原則。

關(guān)鍵詞：計算機基礎(chǔ)教學(xué)；課程體系；教學(xué)模式

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1入學(xué)新生計算機應(yīng)用能力調(diào)查與分析

隨著社會信息化進程的加快，中小學(xué)計算機教育已開始步入正軌。為深入了解入學(xué)新生計算機應(yīng)用水平，實現(xiàn)大學(xué)計算機教學(xué)與中學(xué)計算機教育的有效對接，我們對入學(xué)新生計算機應(yīng)用能力進行了多次調(diào)查。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得到以下分析結(jié)果：在理論層面上，入學(xué)新生基本處于同一層次，但在實踐環(huán)節(jié)上，學(xué)生的計算機操作技能存在較大差異，計算機“高手”和尖子學(xué)生占到入學(xué)新生的近20%。主要是因為近幾年來我國加快了中小學(xué)信息技術(shù)教育的進程，在我校的入學(xué)新生中，有98%的學(xué)生在中學(xué)階段學(xué)過信息基礎(chǔ)課程，但由于高考不考計算機方面的內(nèi)容，學(xué)生感到收效并不大，認為“流于形式，收效甚微”這一比例占到78.5%。但新入學(xué)的大學(xué)生計算機應(yīng)用能力參差不齊，總體上講，大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了一定程度的計算機操作技能，但對計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科所涉及的各知識領(lǐng)域中的一些主要概念和原理性的內(nèi)容的了解卻很少。針對以上調(diào)查結(jié)果，我們必須開展相應(yīng)的對策研究，使我們的教育真正體現(xiàn)因材施教教育原則，注重學(xué)生的個性差異，使每個學(xué)生的計算機文化素質(zhì)、信息素養(yǎng)、計算機應(yīng)用知識和應(yīng)用能力都能在原有基礎(chǔ)上得到提升。同時也告誡我們，大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育的改革，必須循序漸進，在構(gòu)筑高起點的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育課程體系的同時，也要注意學(xué)生的計算機基本應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

我們通過對我國計算機基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀、定位、目標、教學(xué)組織、教學(xué)模式、課程設(shè)置及計算機基礎(chǔ)教育面臨的新情況進行深入分析,結(jié)合北京地區(qū)一般本科院校實際情況，在對入學(xué)新生的計算機應(yīng)用能力進行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了計算機基礎(chǔ)教育“1+X”課程體系，探索并實踐了與北京地區(qū)高等教育普及化大背景相適應(yīng)的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)模式。

2大學(xué)生入校第一門計算機課程的改革

上世紀90年代以來，我國高校開始重視計算機基礎(chǔ)教育，開設(shè)的第一門計算機課程逐步由“計算機應(yīng)用基礎(chǔ)”、“計算機文化基礎(chǔ)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按髮W(xué)計算機基礎(chǔ)”課程。我校2004年在電類專業(yè)新生中進行了“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的試點教學(xué)工作，2005年開始為全校所有專業(yè)新生開設(shè)該課程。

新開設(shè)的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”與原來的“計算機文化基礎(chǔ)”課程的區(qū)別在于“入口”提高，教學(xué)內(nèi)容上了一個層次，教學(xué)理念發(fā)生了根本性變化?！按髮W(xué)計算機基礎(chǔ)”內(nèi)容涉及計算機系統(tǒng)與平臺、計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分析與信息處理、信息系統(tǒng)開發(fā)四個領(lǐng)域的概念性基礎(chǔ)層次的內(nèi)容，以及計算機系統(tǒng)與平臺領(lǐng)域的大多數(shù)內(nèi)容。課程更加注重計算機科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)涵，更加系統(tǒng)、深入地介紹一些計算機科學(xué)與技術(shù)的基本概念和基本原理，要求學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基本理論與基本概念以及相關(guān)的計算機文化內(nèi)涵，掌握計算機硬件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)的基本知識與基本應(yīng)用技能；了解程序設(shè)計思想、數(shù)據(jù)庫和多媒體等基本原理，了解計算機主要應(yīng)用領(lǐng)域，理解計算機應(yīng)用人員的社會責(zé)任與職業(yè)道德，熟悉重要領(lǐng)域的典型案例和典型應(yīng)用，進而理解信息系統(tǒng)開發(fā)涉及的技術(shù)、概念和軟件開發(fā)過程。

對入學(xué)新生計算機應(yīng)用能力的調(diào)查結(jié)果表明，在我校開展的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”教學(xué)中，告別“Office”時代的條件尚不具備，但采取何種方式保留“Office”內(nèi)容，則需要認真研究。隨著中小學(xué)信息技術(shù)教育的普及，大學(xué)計算機文化層次的教學(xué)內(nèi)容正在逐步下移到中小學(xué)，但由于各地區(qū)發(fā)展的不平衡，在今后一段時間，新生入學(xué)的計算機水平會呈現(xiàn)出更大差異。由于基礎(chǔ)的差異，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)也有很大不同：計算機文化基礎(chǔ)層次的內(nèi)容對基礎(chǔ)好的學(xué)生吸引力不大，而基礎(chǔ)差的學(xué)生，則反映內(nèi)容太多、難度太大，老師講課太快，上機實驗內(nèi)容根本無法及時消化。基于以上原因，我們將以操作技能培養(yǎng)為主的內(nèi)容從課堂教學(xué)中分離出來，通過優(yōu)化整合，組成“計算機基本技能訓(xùn)練”環(huán)節(jié)，采取“任務(wù)驅(qū)動+過程監(jiān)控+目標管理”的方式組織教學(xué)，基本不占用課內(nèi)學(xué)時進行講授，而以學(xué)生自主練習(xí)及網(wǎng)上學(xué)習(xí)為主，教師通過輔導(dǎo)、答疑及考核的方式對學(xué)生學(xué)習(xí)過程實施監(jiān)控。為了確保這一教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，專門構(gòu)建了“計算機基本技能訓(xùn)練”考試平臺，全部采用無紙化的機考考核方式。學(xué)生必須通過自己的努力，通過計算機基本技能測試。

通過實驗環(huán)節(jié)強化學(xué)生的動手能力與技能的培養(yǎng)是“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的一項重要教學(xué)內(nèi)容。除了不占用課內(nèi)學(xué)時的“計算機基本技能訓(xùn)練”環(huán)節(jié)外，還在“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程中安排了16學(xué)時的課內(nèi)上機實驗，主要內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)配置與網(wǎng)頁設(shè)計、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)實驗、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)實驗及程序設(shè)計基礎(chǔ)操作實驗。在教學(xué)安排中，將“計算機基本技能訓(xùn)練”安排在第一學(xué)期的前半學(xué)期，而將課內(nèi)上機實驗安排在后半學(xué)期，較好地解決了教學(xué)內(nèi)容的銜接問題。

3計算機基礎(chǔ)課程體系的優(yōu)化設(shè)置

計算機基礎(chǔ)教育面臨“內(nèi)容多、學(xué)時少”的問題，解決這一問題的唯一辦法是課程體系的優(yōu)化設(shè)置，并根據(jù)計算機技術(shù)的發(fā)展及人才培養(yǎng)目標動態(tài)地進行調(diào)整。對那些明顯過時的、不符合培養(yǎng)目標的課程應(yīng)當壓縮或取消，對一些反映新知識、新技術(shù)的內(nèi)容或課程則應(yīng)當補充或設(shè)置。

我們結(jié)合本校實際，對計算機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化整合，探索并實踐了新的教學(xué)運行模式，構(gòu)建起新的課程體系(圖1)，實現(xiàn)了由“三層次”模式到“1+X”模式的轉(zhuǎn)變。

圖1 計算機基礎(chǔ)教育“1+X”課程體系

在新構(gòu)建的“1+X”課程體系中，將計算機基礎(chǔ)課程分為三種類型：一種是必修基礎(chǔ)課(大學(xué)計算機基礎(chǔ)＋計算機程序設(shè)計基礎(chǔ))，學(xué)生必須學(xué)習(xí)并通過考核(具有強制性)。二是通選課，它是由信息基礎(chǔ)學(xué)科根據(jù)當前計算機技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的普遍要求提出，這些課程內(nèi)容豐富、安排更新靈活，因此能很好地解決計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容多、發(fā)展快與學(xué)時少之間的矛盾。學(xué)生可以根據(jù)教師指導(dǎo)或自己興趣在多個學(xué)期內(nèi)自由選擇幾門課程。三是與專業(yè)相結(jié)合的計算機課程，這些課程在學(xué)生高年級時由專業(yè)教師主講，其目的是加強計算機基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)課程的滲透，解決好兩者之間的銜接問題。與專業(yè)相結(jié)合的計算機教學(xué)決定了學(xué)生在本專業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用計算機解決問題的能力與水平。

新的課程體系具有以下特征：

(1) 設(shè)立“計算機基本技能訓(xùn)練”環(huán)節(jié)，并且采取“任務(wù)驅(qū)動+自主練習(xí)+過程監(jiān)控+目標管理”的方式組織教學(xué)(任務(wù)驅(qū)動法)，破解了如何實現(xiàn)“高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教育與中小學(xué)信息技術(shù)教育有效對接”這一難題，優(yōu)化了教學(xué)組織過程，節(jié)約了課內(nèi)學(xué)時。

(2) 加強“計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程實驗教學(xué)，增加了課程設(shè)計環(huán)節(jié)；構(gòu)建起語言類課程群。將C程序設(shè)計、VB程序設(shè)計作為基礎(chǔ)課，Visual C++程序設(shè)計及Java程序設(shè)計作為選修課開設(shè)，構(gòu)建起層次化的計算機語言類課程群。計算機語言類課程群是一個完整的有機整體，它們之間既有橫向聯(lián)系，也有縱向聯(lián)系。各種語言就其本質(zhì)來講都是相通的。作為第一層次的“計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)”是學(xué)生從技術(shù)的角度學(xué)習(xí)計算機的主要基礎(chǔ)課。其教學(xué)重點就是要將那些各種計算機語言中相通的知識點講深、講透，在后續(xù)計算機語言類課程中不再重復(fù)這些基本內(nèi)容，從而解決課時少、內(nèi)容多的矛盾。第二層次以培養(yǎng)學(xué)生的語言應(yīng)用能力為目的，讓學(xué)生熟悉編程工具，熟悉開發(fā)環(huán)境，并結(jié)合所學(xué)專業(yè)自主選擇實驗項目，開發(fā)規(guī)范的、實用的軟件產(chǎn)品。

為使計算機語言類課程取得應(yīng)有的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新意識，我們在計算機語言類課程教學(xué)中，增加了課程設(shè)計環(huán)節(jié)。程序設(shè)計的目的不僅是讓學(xué)生掌握一門語言的語法規(guī)律及用法，更重要的是使學(xué)生學(xué)會程序設(shè)計的方法和分析、解決實際問題的能力。在課程設(shè)計階段學(xué)生通過自己的咀嚼與消化，去體會程序設(shè)計領(lǐng)域的紛繁燦爛的世界，大有裨益。

(3) 動態(tài)選修課群的層次性。第一層次：以培養(yǎng)學(xué)生的計算機應(yīng)用技能為主，包括多媒體技術(shù)與應(yīng)用，計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)，動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計等課程；第二層次：以培養(yǎng)學(xué)生的計算機應(yīng)用能力為主，包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用等課程；第三層次：以培養(yǎng)學(xué)生的軟件開發(fā)能力為主，包括Visual C++，Java語言程序設(shè)計等課程。

(4) 計算機系列基礎(chǔ)課構(gòu)成一個有機的統(tǒng)一整體。系列計算機通選課程的設(shè)置和實驗安排與必修基礎(chǔ)實驗是配套的，而且是相互聯(lián)系的一個有機整體，為學(xué)生進一步系統(tǒng)學(xué)習(xí)計算機某一專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用技能提供了很大的選擇空間。例如，與計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實驗相銜接的通選課程有“計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用”及“動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計”兩門課；與數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)實驗相銜接的通選課程有“數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用”；與多媒體技術(shù)實驗相銜接的通選課程有“多媒體技術(shù)與應(yīng)用”。很多學(xué)生在完成了大學(xué)計算機基礎(chǔ)的某一實驗任務(wù)后，便對該計算機應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣，迫不及待地向老師預(yù)約相應(yīng)的通選課程。避免了過去那種進行選課指導(dǎo)時無人問津的尷尬局面。

4案例引入的主題式教學(xué)模式

傳統(tǒng)的“計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)”(C語言)課程的教學(xué)模式是以語言知識為主線。為在有限的課時內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，我們探索并實踐了以程序設(shè)計為主，語言知識為輔的教學(xué)組織方式。教學(xué)中按教學(xué)內(nèi)容分主題，以程序設(shè)計為主線，編程應(yīng)用為驅(qū)動。各主題的教學(xué)過程采取“案例分析－要點講解”的教學(xué)方法。這是從教學(xué)理念上進行的深層次改革，也是我們多年來教學(xué)思考的結(jié)果。目前，全國只有浙大等為數(shù)不多的院校采用類似的教學(xué)模式，同層次的院校還沒有成功的經(jīng)驗可以借鑒。我們采用浙大的精品教材，結(jié)合我們一般本科院校生源層次的特點，編制了與案例引入的主題式教學(xué)模式相適應(yīng)的教學(xué)課件，編寫了從錯誤程序修改起步，使學(xué)生逐漸學(xué)會自己編程和調(diào)試技巧的獨具特色的實驗指導(dǎo)書。經(jīng)過幾年的教學(xué)嘗試，取得了預(yù)期效果。

5革命性的C語言創(chuàng)新與實踐訓(xùn)練平臺

近幾年，我國高等教育計算機基礎(chǔ)教學(xué)有了長足的進步，但仍存在一些必須解決的問題。計算機程序設(shè)計課程的教學(xué)效果一直備受爭議。學(xué)生在學(xué)習(xí)了C語言程序設(shè)計課程以后，在后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計中用到C語言解決實際問題時，仍感到無從下手。實際上，學(xué)生在C語言程序設(shè)計課上只學(xué)到軟硬件設(shè)計開發(fā)所需要的一部分內(nèi)容，另外還有一大塊內(nèi)容(如庫函數(shù)等)并沒有在C語言程序設(shè)計課上涉及。為了使學(xué)生在計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過程中就能體驗到用程序設(shè)計語言解決實際問題的全過程，我們構(gòu)建了革命性的C語言創(chuàng)新與實踐訓(xùn)練平臺, 在機器人AS-UII/UIIP上完成C語言編程訓(xùn)練, 實現(xiàn)直觀有趣的計算機語言實驗教學(xué)，并將其作為計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的重要內(nèi)容。我校低年級學(xué)生踴躍參加C語言創(chuàng)新實踐活動，通過項目引導(dǎo)及每周一次的定期活動，學(xué)生感到C語言不再是難學(xué)且枯燥的課程，而是充滿挑戰(zhàn)與樂趣的學(xué)習(xí)活動。學(xué)生在利用創(chuàng)新實踐訓(xùn)練平臺完成C語言課程設(shè)計任務(wù)的過程中，加深了對C語言的理解，提高了程序設(shè)計能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。

從單純的程序驗證、編程調(diào)試到現(xiàn)在的基于機器人的由學(xué)生編程控制的研究活動，這是C語言實踐教學(xué)的一次重要變革，它呼喚起同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

6變革計算機應(yīng)用能力考核方式，實現(xiàn)了計算機基礎(chǔ)課程的無紙化考試

計算機應(yīng)用能力機考工作組織實施以來，通過凝練試題，完善考試環(huán)境，實現(xiàn)了從試題生成、成績評定到分數(shù)導(dǎo)出的全程自動化，使計算機應(yīng)用能力考核更加公正、科學(xué)，有效地促進了學(xué)生計算機應(yīng)用水平的提高?？荚嚻脚_功能完備、結(jié)構(gòu)嚴謹、安全穩(wěn)定、標準統(tǒng)一、操作簡便、使所有考試按統(tǒng)一標準進行試卷組織，節(jié)省人力物力，考卷安排合理，且重復(fù)率低，易于進行考試管理，有助于增強考試的權(quán)威性和可靠性?？荚囅到y(tǒng)包括：考試服務(wù)器、考試客戶機、評分系統(tǒng)、題庫制作系統(tǒng)、試卷定義系統(tǒng)、成績處理系統(tǒng)以及試題庫組成。試題按題型分為單選題、多選題、填空題、是非題、改錯題、操作題等。

7多媒體網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺

由教師機、學(xué)生機、信息終端控制器、多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及教學(xué)管理軟件組成，集多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)機房功能于一體，能完成電子舉手、師生對講、屏幕監(jiān)視、黑屏肅靜等多種教學(xué)功能。以技能培養(yǎng)為主及可視化程度較高的課程采取了全新的網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)模式組織教學(xué)。使現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用與學(xué)生學(xué)習(xí)過程的組織和管理融為一體，成為提升我院學(xué)生計算機應(yīng)用水平和層次的最重要的立足點和支撐點，讓師生充分體驗到現(xiàn)代化信息技術(shù)給傳統(tǒng)的教學(xué)模式所帶來的巨大沖擊和震撼,從而改變了學(xué)校原來的計算機基礎(chǔ)教育狀況，提高了學(xué)生的計算機應(yīng)用能力和水平。

8教學(xué)組織模式改革

我校北京生源比例大，在高等教育普及化背景下，課堂教學(xué)的組織難度大，課堂紀律有惡化的趨勢，學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性急需花大力氣引導(dǎo)與培養(yǎng)。我們通過采取課堂座位班級輪換及學(xué)生助教助課等策略，引導(dǎo)學(xué)生認真聽課、積極交流知識觀點，并能主動地提出問題、分析問題和解決問題。通過采取“同題異卷”考試組織模式，樹立了良好的考風(fēng)。

9結(jié)束語

高校非計算機專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)擔(dān)負著信息技術(shù)在各學(xué)科領(lǐng)域的普及和應(yīng)用任務(wù)。為使當代大學(xué)生具備應(yīng)有的知識和能力，計算機基礎(chǔ)教學(xué)必須不斷創(chuàng)新，做到“與時俱進”，以力求探索與現(xiàn)代教育環(huán)境相適應(yīng)的高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)新模式,為培養(yǎng)高級工程應(yīng)用型人才提供一個良好的環(huán)境。我們在計算機基礎(chǔ)課程體系與教學(xué)模式改革等方面進行了一些有益的探索，以促進計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

參考文獻：

[1] 教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會．關(guān)于進一步加強高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的意見暨計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[Ｍ]．北京:高等教育出版社,2006.