快速推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的“三個(gè)階段”

劉茜1，李廉

（1.高等教育出版社，北京100029；2.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽合肥230009）

1 背景

以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革，是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)一項(xiàng)重要、長(zhǎng)期和復(fù)雜的核心任務(wù)[1]，也是應(yīng)對(duì)信息科學(xué)全球化、網(wǎng)絡(luò)化、普及化發(fā)展的挑戰(zhàn)，更是培養(yǎng)新的歷史時(shí)期合格人才的教育改革重任。搶抓機(jī)遇，積極推進(jìn)這項(xiàng)工作對(duì)于我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的改革和發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

自2010年以來，教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“教指委”）開展了以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革工作。這項(xiàng)改革工作，一方面順應(yīng)了技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合教學(xué)改革的方向，成為推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的重要抓手；另一方面，大幅提升了原有教學(xué)體系，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)上提出了更高要求。

為快速推進(jìn)教學(xué)改革，教指委、學(xué)校、企業(yè)三方凝聚力量，以項(xiàng)目研究為抓手，按照“示范—試點(diǎn)—推廣”三個(gè)階段快速推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革。

2 第一個(gè)階段：以立項(xiàng)方式組織牽頭高校建設(shè)示范性教學(xué)方案

20 12年，教指委在高教司支持下設(shè)立22個(gè)項(xiàng)目。該批項(xiàng)目組織部分高校先行先試，解決教

學(xué)方案“落地”問題，通過立項(xiàng)研究科學(xué)描述大學(xué)計(jì)算機(jī)課程新的知識(shí)體系和實(shí)驗(yàn)體系，收集、整理一批應(yīng)用計(jì)算思維的案例，制定在高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中培養(yǎng)計(jì)算思維能力的若干種課程實(shí)施方案。項(xiàng)目成果包含課程資源建設(shè)、教學(xué)方法改革、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)等內(nèi)容，為成果推廣提供基本條件。

2.1 分層分類的示范性教學(xué)方案

示范性教學(xué)方案首先是分層次的。大學(xué)計(jì)算機(jī)的教學(xué)總體目標(biāo)被分成“普及計(jì)算機(jī)文化、培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用能力、訓(xùn)練計(jì)算思維能力”三個(gè)遞進(jìn)層次?！捌占坝?jì)算機(jī)文化”使學(xué)生了解信息技術(shù)給人們生活、工作、學(xué)習(xí)方式所帶來的變化和對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所做出的巨大貢獻(xiàn)，了解信息技術(shù)與自然科學(xué)、工程技術(shù)、人文社科等相互滲透、交叉融合，促進(jìn)各學(xué)科的發(fā)展；“培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用能力”使學(xué)生理解和掌握計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法，掌握基本的信息技術(shù)應(yīng)用能力，掌握利用計(jì)算工具解決專業(yè)領(lǐng)域問題的思路和做法；“訓(xùn)練計(jì)算思維能力”要求學(xué)生掌握利用計(jì)算思維能力解決專業(yè)領(lǐng)域問題的思路和做法，這是計(jì)算機(jī)教育新形勢(shì)下的科學(xué)認(rèn)識(shí)[2]。

示范性教學(xué)方案同時(shí)也是分類的。按照理工、農(nóng)林、醫(yī)藥、人文、社科、藝術(shù)等6個(gè)專業(yè)大類，分頭組織，使得各個(gè)試點(diǎn)方案具有明確面向的對(duì)象，并有側(cè)重地體現(xiàn)大學(xué)計(jì)算機(jī)三個(gè)層次的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成果的多樣化。

2.2 取得的標(biāo)志性成果

該階段的立項(xiàng)工作取得了一系列標(biāo)志性成果，為后續(xù)工作奠定了良好基礎(chǔ)。

（1）以教材為代表的課程資源建設(shè)成果。這些教材以培養(yǎng)計(jì)算思維能力為主線，在思路、結(jié)構(gòu)上大膽創(chuàng)新，得到了廣泛的應(yīng)用[3]。這批教材作者還建設(shè)了與教材配套的數(shù)字課程，開通了內(nèi)容豐富的慕課，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，提高課程資源的建設(shè)質(zhì)量，為一線教師和廣大學(xué)生提供了最為關(guān)鍵的支撐。

（2）以評(píng)測(cè)系統(tǒng)為標(biāo)志的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)成果。部分高校牽頭建設(shè)了多種評(píng)測(cè)系統(tǒng)，例如同濟(jì)大學(xué)研制的“大學(xué)計(jì)算機(jī)”課程評(píng)測(cè)系統(tǒng)、浙江大學(xué)研制的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)（programmingteachingassistant，簡(jiǎn)稱PTA）、西安交通大學(xué)研制的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程統(tǒng)一水平測(cè)試系統(tǒng)，都為通過統(tǒng)一組織的在線考試和自動(dòng)評(píng)測(cè)方法客觀評(píng)判學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果提供了有力的支撐。這些評(píng)測(cè)結(jié)果對(duì)各高校課程開設(shè)質(zhì)量的評(píng)價(jià)是建立在科學(xué)客觀的數(shù)據(jù)之上，改變單憑經(jīng)驗(yàn)和直接進(jìn)行效果評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀，同時(shí)積累我國(guó)高校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程開設(shè)質(zhì)量的客觀數(shù)據(jù)，對(duì)高校課程教學(xué)改革起到積極的推動(dòng)作用。

3 第二個(gè)階段：借助立項(xiàng)組織不同范圍的試點(diǎn)工作

2014—2016年期間，在“校企合作專業(yè)綜合改革項(xiàng)目”（后更名為“產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目”）平臺(tái)上，教育部高教司分別與微軟、谷歌等多家公司合作，組織高校通過項(xiàng)目研究積極探索適合于本地高校的“計(jì)算思維”課程實(shí)施模式，并基于已有的示范性教學(xué)方案開展不同范圍的試點(diǎn)工作。

在3年間共設(shè)立了73個(gè)項(xiàng)目，通過“總項(xiàng)目+子項(xiàng)目”的組織形式，由13所牽頭高校帶動(dòng)了103所其他高校參與項(xiàng)目研究工作。采用信息技術(shù)手段將課程資源引入本地高校的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)接和引入已有的項(xiàng)目研究成果，組織師資培訓(xùn)，開展基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)實(shí)踐工作，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源在更大范圍內(nèi)的共享。

特別是設(shè)立了“中西部高?；谀秸n的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革”項(xiàng)目，在中西部高校中開展試點(diǎn)工作，借力慕課資源引入優(yōu)質(zhì)教育資源，推進(jìn)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)體系建設(shè)和師資隊(duì)伍優(yōu)化。2015年有10所高校參與，2016年有26所高校參與。通過這種方式，既解決教學(xué)資源共建共享的瓶頸，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的快速普及，又解決因高水平師資短缺而無力進(jìn)行課程內(nèi)容提升與改革的難題。

以計(jì)算思維為導(dǎo)向的課程改革方案，通過試點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，形成了多種適合各高校的個(gè)性化實(shí)施方案，為大規(guī)模推廣奠定了基礎(chǔ)。

4 第三個(gè)階段：通過立項(xiàng)開展大規(guī)模的教學(xué)成果推廣工作

在試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，組織大規(guī)模的交流與研討，擴(kuò)大教改成果的輻射面，幫助廣大高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)教師提升教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量；同時(shí)，發(fā)動(dòng)各省采用不同方式，分別在各省的省教育廳、省計(jì)算機(jī)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、省級(jí)教學(xué)研究會(huì)等相關(guān)組織的支持下，開展廣泛而深入的課程教學(xué)改革立項(xiàng)工作。

以廣東省為例，廣東省教育廳在2015年啟動(dòng)了“廣東省普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革項(xiàng)目（三期）”。這批項(xiàng)目建設(shè)強(qiáng)調(diào)融入計(jì)算機(jī)思維，突出計(jì)算機(jī)技術(shù)與學(xué)科的融合理念，進(jìn)一步提高廣東省高校計(jì)算機(jī)課程資源共建共享受益面。通過立項(xiàng)建設(shè)，廣東省推出了以優(yōu)質(zhì)資源和名師教學(xué)為核心的“知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)+同步練習(xí)+網(wǎng)上互動(dòng)+綜合實(shí)訓(xùn)+認(rèn)證測(cè)評(píng)”一體化課程資源，在全省30多所高校中得到深入應(yīng)用，極大提升了廣東省的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)水平，為計(jì)算思維的推廣提供了有力支持。

再以內(nèi)蒙古自治區(qū)為例，內(nèi)蒙古自治區(qū)教育廳在“2015—2016年度內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校教學(xué)改革科學(xué)研究項(xiàng)目”立項(xiàng)中，專項(xiàng)支持了一批體現(xiàn)計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)類課程創(chuàng)新教育改革項(xiàng)目。研究?jī)?nèi)容包括課程實(shí)施方案的研究與實(shí)踐，教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià)的改革，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)課程、數(shù)字化資源建設(shè)和教材建設(shè)等方面。內(nèi)蒙古自治區(qū)的12所本科院校參加了立項(xiàng)工作，快速推進(jìn)了計(jì)算思維改革方案的落實(shí)與推動(dòng)。

5 結(jié)語

通過創(chuàng)新工作方式，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革的工作得到順利開展。首先是快速，在短短幾年時(shí)間里面，推動(dòng)幾百所高校實(shí)施了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的課程改革方案；其次是平穩(wěn)，各個(gè)高校自主自愿開展工作，通過示范、激勵(lì)的方式擴(kuò)大改革的影響力，由點(diǎn)及面、由近及遠(yuǎn)、由淺入深，順勢(shì)擴(kuò)大試點(diǎn)面，沒有采用任何行政命令的手段；最后是順暢，通過項(xiàng)目研究成果（包括在線開放課程、教材）以及教師培訓(xùn)、教學(xué)研討等多種支撐條件，解除了院校管理部門以及教師的后顧之憂，使得只要是愿意主動(dòng)改革的教師，都可以快速獲取相關(guān)支持條件。

[1]九校聯(lián)盟.九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2010(9):4-5.

[2]劉貴松,李茂國(guó).大學(xué)計(jì)算機(jī)系列課程改革思考[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2012(11):39-41.

[3]李廉.大學(xué)計(jì)算機(jī)教程:從計(jì)算到計(jì)算思維[M].北京:高等教育出版社,2016.