計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革探析

王彩霞，廉侃超

(運(yùn)城學(xué)院公共計(jì)算機(jī)教學(xué)部，山西運(yùn)城044000)

1.引言

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是高校通識(shí)教育的一個(gè)重要組成部分。運(yùn)城學(xué)院的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，依據(jù)不同學(xué)科不同專業(yè)分類、分專業(yè)、分層次進(jìn)行。第一、二層次是通識(shí)教育必修課，第三層次是通識(shí)教育選修課。依據(jù)教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)提出的最新教學(xué)目標(biāo)和運(yùn)城學(xué)院的人才培養(yǎng)定位，運(yùn)城學(xué)院計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的總體目標(biāo)確定為:通過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，使大學(xué)生能夠理解計(jì)算學(xué)科的基本知識(shí)和方法，掌握基本的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，同時(shí)具備一定的計(jì)算思維能力和信息素養(yǎng)，從而更好地為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

在多年的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)運(yùn)城學(xué)院新入校大學(xué)生，整體上計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、計(jì)算思維能力與培養(yǎng)目標(biāo)有一定的差距，學(xué)生學(xué)習(xí)目的不夠明確，學(xué)習(xí)興趣有待提高。計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程有較強(qiáng)的實(shí)踐性、應(yīng)用性、明顯的時(shí)代發(fā)展性，如何改革課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，并達(dá)到更好的教學(xué)效果。一直是一個(gè)重要的研究課題。運(yùn)城學(xué)院是新建地方本科院校，未來5年甚至10年的戰(zhàn)略目標(biāo)就是向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型。在這樣的背景下，探索研究提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，對運(yùn)城學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.教學(xué)案例設(shè)計(jì)

教學(xué)案例是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分之一。改革原有的、應(yīng)用性欠缺的、枯燥的教學(xué)案例十分重要。在完善計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)通識(shí)教育課程的教學(xué)案例時(shí)，主要進(jìn)行了三方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì):一是聯(lián)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)，提高教學(xué)案例的應(yīng)用性;二是結(jié)合趣味設(shè)計(jì)，增強(qiáng)教學(xué)案例的趣味性;三是融入計(jì)算思維，培養(yǎng)計(jì)算思維能力。在這些完善的、實(shí)用的、有趣的教學(xué)案例中，整合了一系列具有關(guān)聯(lián)度的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生在真實(shí)的、合理的、有趣的環(huán)境中從整體上理解和掌握知識(shí)點(diǎn)的用途，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析問題、解決問題的能力。

2.1 聯(lián)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)

運(yùn)城學(xué)院為全院非計(jì)算機(jī)專業(yè)的一年級(jí)學(xué)生開設(shè)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。在本課程的教學(xué)中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐穆糜尉皡^(qū)文化推廣問題，設(shè)計(jì)了旨在推廣道教名觀——永樂宮的教學(xué)案例:“永樂人民歡迎您!”，其中包含若干相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的子任務(wù)，如表1所示。通過“永樂人民歡迎您!”系列教學(xué)案例，逐步完成了Word 2010關(guān)于文檔的基本操作、表格處理、排版、圖形處理等教學(xué)內(nèi)容。在處理實(shí)際問題的過程中，逐步提高了學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。

表1 教學(xué)案例:“永樂人民歡迎您!”

2.2 結(jié)合趣味設(shè)計(jì)

Visual Basic程序設(shè)計(jì)課程是運(yùn)城學(xué)院為中文系、外語系、政法系、教心系、經(jīng)管系各專業(yè)的二年級(jí)學(xué)生開設(shè)的第二層次計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程。在Visual Basic程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，結(jié)合文史類學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)趣味系列教學(xué)案例:“芝麻開門”，其中包含了遞進(jìn)性、連續(xù)性的子任務(wù)，如表2所示。在應(yīng)用Visual Basic程序講述阿里巴巴和四十大盜的傳奇故事的過程中，引領(lǐng)學(xué)生一步一步地完成了“Visual Basic集成環(huán)境”、“窗體和基本控件”、“常用函數(shù)”等教學(xué)內(nèi)容?！皻g迎來到寶庫世界”、“打開寶藏之門”、“雙重保險(xiǎn)—驗(yàn)證碼”等程序大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)Visual Basic程序設(shè)計(jì)的興趣。

表2 教學(xué)案例:“芝麻開門”

2.3 融入計(jì)算思維

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)［1］。2015年7月，在“第四屆計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革研討會(huì)”上，陳國良院士指出:用計(jì)算思維驅(qū)動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革已進(jìn)入新常態(tài)。計(jì)算思維能力培養(yǎng)已成為中國大學(xué)教育的重要組成部分。

計(jì)算的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化。自動(dòng)化的核心概念有算法、程序、迭代、遞歸等，是計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。在Visual Basic程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，針對“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)“猴子吃桃之迭代”教學(xué)案例;針對“過程”的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)“猴子吃桃之遞歸”教學(xué)案例。在“猴子吃桃”系列教學(xué)案例中，融入計(jì)算思維的核心概念，有重點(diǎn)地滲入計(jì)算學(xué)科最本質(zhì)的思想和方法，從而提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

3.教學(xué)過程設(shè)計(jì)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法［2］。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)活動(dòng)中心，在強(qiáng)烈的問題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過對學(xué)習(xí)資源的主動(dòng)應(yīng)用，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)，并在完成既定任務(wù)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)。該教學(xué)法的特點(diǎn)是“以真實(shí)任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，是一種教師引導(dǎo)、學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式，適用于實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程教學(xué)。

在為大學(xué)生設(shè)立的“1+X”計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程中，無論是第一門計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，還是第二門程序設(shè)計(jì)課程，都具有實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程的授課由原來的“多媒體教室授課+計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐”改革為“計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室:授課+實(shí)踐”，在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，將計(jì)算機(jī)知識(shí)傳授、計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐和計(jì)算思維能力的培養(yǎng)與熏陶有效地融為一體。結(jié)合計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程特點(diǎn)和運(yùn)城學(xué)院學(xué)生的實(shí)際情況，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中嘗試、探索以下教學(xué)實(shí)施過程，如表3所示。

表3 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)施過程

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)施過程由理論傳授和實(shí)踐應(yīng)用兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。

在理論傳授環(huán)節(jié)，以教師為主導(dǎo)，借助最恰當(dāng)?shù)暮w教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)案例調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的積極性，充分利用教師、教材、視頻、課程網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)等教學(xué)資源，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算機(jī)知識(shí)的建構(gòu)和科學(xué)思維的形成。

在實(shí)踐應(yīng)用的課內(nèi)環(huán)節(jié)，以學(xué)生為主體，在教師指導(dǎo)下，通過實(shí)驗(yàn)任務(wù)對學(xué)生進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化、技能強(qiáng)化及計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。在實(shí)踐應(yīng)用的課外環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生踴躍參加大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)技能的興趣和潛能，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作精神。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試以及微軟相關(guān)認(rèn)證考試，增加學(xué)生就業(yè)砝碼，敦促學(xué)生主動(dòng)、努力學(xué)習(xí)［3］。

4.教學(xué)效果

為了驗(yàn)證計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革與實(shí)踐的成效，對改革前與改革后的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)效果從學(xué)生對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)通識(shí)教育課程的滿意度、Visual Basic程序設(shè)計(jì)課程的考試成績、參加中國大學(xué)生設(shè)計(jì)大賽(微課與課件類、數(shù)字媒體設(shè)計(jì)類)的獲獎(jiǎng)情況等三個(gè)方面做了對比，對比結(jié)果如表4所示。表4中的數(shù)據(jù)證實(shí)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革是卓有成效的。

表4 改革前后教學(xué)效果比較

5.結(jié)束語

改革之后的計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程的教學(xué)案例和教學(xué)實(shí)施過程更加完善、科學(xué)，更加具有可操作性。實(shí)踐證明，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，采用聯(lián)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)、結(jié)合趣味設(shè)計(jì)及融入計(jì)算思維為特點(diǎn)的教學(xué)案例，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主導(dǎo)的計(jì)算機(jī)通識(shí)教育課程教學(xué)過程的實(shí)施，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作精神，為服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

［1］周以真.計(jì)算思維［J］.中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007(3).

［2］宋加濤，王蔚，楊忠秀，任小波.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在C語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2011(2).

［3］高璐.芻議計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革［J］.石家莊聯(lián)合技術(shù)職業(yè)學(xué)院學(xué)術(shù)研究，2007(2).