新工科背景下大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的思考

李文媛

摘要：新工科背景下，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)該何去何從？本文作者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)等三個(gè)方面深入淺出地分析了目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程存在的問(wèn)題、面臨的困境，并提出了教學(xué)改革的建議。

關(guān)鍵詞：新工科;大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程;教學(xué)改革;翻轉(zhuǎn)課堂;計(jì)算思維

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2019）05-0023-02

2017年2月在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了《綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)》，會(huì)上提出了“新工科”的概念[1]。新工科，無(wú)論是“新”時(shí)代背景，還是“新”價(jià)值內(nèi)涵，都有直接且明確地指向，即以新理念、新模式培養(yǎng)具有可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的“新型工程人才”[2]。

高校計(jì)算機(jī)學(xué)科無(wú)疑是“新工科”人才培養(yǎng)的第一陣地，而大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程（以下簡(jiǎn)稱“大基課”）又是計(jì)算機(jī)學(xué)科的排頭兵，它開(kāi)設(shè)的內(nèi)容、形式和目標(biāo)對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)有著十分重要的導(dǎo)向作用。大基課開(kāi)設(shè)至今已20余年，它為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的普及以及辦公自動(dòng)化系列軟件的推廣應(yīng)用做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，但是隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，目前大基課的教學(xué)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，面臨著一些困境。

一、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程目前的困境

（一） 技術(shù)背景飛速發(fā)展，課程內(nèi)容一成不變

通過(guò)對(duì)我市部分高校包括一些高職院校的調(diào)研及在一些開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和手機(jī)APP，如中國(guó)大學(xué)MOOC、藍(lán)墨云班課等平臺(tái)的學(xué)習(xí)，了解到目前很多高校大基課的教學(xué)內(nèi)容大多是三大模塊。第一個(gè)模塊是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分，主要包括計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和簡(jiǎn)單原理;第二個(gè)模塊是操作技能部分，主要包括Windows操作系統(tǒng)、微軟Office辦公自動(dòng)化組件Word、Excel和PowerPoint的使用;第三個(gè)模塊是計(jì)算機(jī)的一些熱點(diǎn)技術(shù)，這部分隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展更新的頻率快一些，目前大致包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息安全技術(shù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。

因?yàn)闊狳c(diǎn)技術(shù)幾乎不作為講授內(nèi)容，所以也就意味著大基課在全國(guó)各個(gè)高校開(kāi)設(shè)的20余年間、在計(jì)算機(jī)技術(shù)翻天覆地地更新變化過(guò)程中，講授的內(nèi)容除了軟件版本的更新幾乎沒(méi)有變化！

“如何讓大基課的教學(xué)內(nèi)容抱上技術(shù)發(fā)展的大腿？”，這是個(gè)大問(wèn)題。

（二）教學(xué)方法非常傳統(tǒng)，教學(xué)形式過(guò)于單一

目前很多高校的大基課課時(shí)多是分成理論和實(shí)驗(yàn)兩部分，教師采用的教學(xué)形式主要還是理論課上以教師為主體的講授、實(shí)驗(yàn)課上以學(xué)生為主體的操作。實(shí)驗(yàn)資源充足的高校，理論課和實(shí)驗(yàn)課都會(huì)安排在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，教師授課的時(shí)候可以根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的難易，控制講解的時(shí)間，適時(shí)地安排學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，學(xué)生相對(duì)更容易牢固掌握知識(shí)，一定程度上避免了學(xué)習(xí)和操作相隔太久導(dǎo)致對(duì)知識(shí)的遺忘。

但是這種教師主講、學(xué)生主練的教學(xué)形式，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，很難讓學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去。教師一個(gè)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講解的教學(xué)方法，看似細(xì)致，卻似流水，很難突出教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并且獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)講解，讓知識(shí)點(diǎn)之間缺乏銜接，破壞了知識(shí)體系的連貫性和整體性，難以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)形成一個(gè)立體的印象。

（三）高校層次各不相同，課程目標(biāo)十分一致

前文提到，目前大基課的授課內(nèi)容主要為三大模塊，而基于人才培養(yǎng)方案中對(duì)大基課課時(shí)的分配和教學(xué)大綱中對(duì)于教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)的設(shè)置，第三個(gè)模塊雖然內(nèi)容較為前沿，但是沒(méi)有足夠的課時(shí)去介紹，相當(dāng)于雞肋般的贈(zèng)品。大基課的課時(shí)安排大部分給了第二個(gè)模塊，所以有老師戲稱，“我們的大基課是給微軟開(kāi)的免費(fèi)培訓(xùn)班！”而無(wú)奈的是，教師們花了力氣去教、學(xué)生們付出了努力去學(xué)，但是他們畢業(yè)論文的排版仍然錯(cuò)誤百出、工作中需要對(duì)表格數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷計(jì)算的時(shí)候還是不會(huì)用If（）函數(shù)……這當(dāng)然不是全部的現(xiàn)象，卻也是比較普遍的情況。

而且上至985、211院校、下至三表本科甚至高職高專都在按照相似的難度學(xué)習(xí)相似的內(nèi)容，這不符合按層次有梯度的培養(yǎng)人才的規(guī)律，也無(wú)疑造成了很大程度的人才和資源浪費(fèi)。

陳述這些現(xiàn)狀并非全盤否定目前的大基課，相反，是要我們必須直面大基課存在的問(wèn)題，思考解決辦法、提出解決方案。

二、對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的建議

（一）適應(yīng)技術(shù)發(fā)展，重組教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)的形態(tài)也演變成了各種模樣，甚至有些計(jì)算機(jī)已經(jīng)不是一個(gè)實(shí)體的概念了，這里不妨把它稱為“泛計(jì)算機(jī)”。那么我們?cè)诖蠡n中介紹計(jì)算機(jī)概念的時(shí)候，再說(shuō)“微機(jī)”可以是向傳統(tǒng)致敬，但只說(shuō)“微機(jī)”就是大不敬了。我們可以把第一模塊、第三模塊合并為“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論”，新技術(shù)新動(dòng)向都拿來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、傳感器對(duì)學(xué)生的吸引力應(yīng)該比計(jì)算機(jī)的發(fā)展年代大很多;提到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，不必一定是網(wǎng)絡(luò)分類、ISO的七層結(jié)構(gòu)，更可以是WIFI，是5G……

第二部分設(shè)置為“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作”。這部分要充分考慮高校自身特點(diǎn)、甚至專業(yè)特點(diǎn)。醫(yī)學(xué)院校有醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù);法律院校用法律案例。給金融專業(yè)講，貼近金融應(yīng)用;給保險(xiǎn)專業(yè)講，聯(lián)系保險(xiǎn)實(shí)際……Excel里面那么多函數(shù)，不是只有SUM（）、AVERAGE（）會(huì)用到，商品折舊率計(jì)算函數(shù)、貸款本息計(jì)算函數(shù)都有用。講計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，順便給學(xué)生進(jìn)行了專業(yè)啟蒙，這波操作會(huì)讓學(xué)生服氣的。

（二） 改革傳統(tǒng)教學(xué)，引入翻轉(zhuǎn)課堂

大基課有講解有案例有操作，教師完全可以將一些操作案例形成一定的規(guī)模，在現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算“遮天蔽日”的潮流下，要讓學(xué)生把格局放大，不要局限于Word文檔幾頁(yè)紙的排版、Excel表格十幾人考試成績(jī)的數(shù)據(jù)分析和處理，要想到你將來(lái)的工作面對(duì)的數(shù)量級(jí)也許遠(yuǎn)非BB級(jí)可達(dá)，如果不能熟練運(yùn)用操作方法和技巧，就是把自己累死，工作也做不好做不完。

大基課很多內(nèi)容適合用翻轉(zhuǎn)課堂的形式開(kāi)展教學(xué)[3]。教師需要認(rèn)真設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合適的案例，并且對(duì)學(xué)生分組。分組一方面減輕學(xué)生壓力，另一方面建立團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。但是分組有講究，每組人太多，肯定有渾水摸魚的;人太少，組別就會(huì)增加，就會(huì)拉長(zhǎng)教學(xué)進(jìn)度，這時(shí)就需要教師做定海神針了。如何控制時(shí)間、帶動(dòng)節(jié)奏、精準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)、適時(shí)叫停是非?？简?yàn)教師的課堂掌控能力的。所以翻轉(zhuǎn)課堂并不是輕松了教師，而是對(duì)教師提出了更高的要求。另一方面，翻轉(zhuǎn)課堂會(huì)讓學(xué)生展現(xiàn)自己、驗(yàn)證知識(shí)、還會(huì)讓他們看到自身的不足，促使他們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中更積極主動(dòng)地去探索，對(duì)他們未來(lái)的發(fā)展是大有裨益的。

（三） 根據(jù)高校層次，確定培養(yǎng)目標(biāo)

現(xiàn)在的智能技術(shù)這么發(fā)達(dá)，Office軟件在手機(jī)里都已經(jīng)普及。針對(duì)普通高校大學(xué)生，教師可以直接布置完整、有全局性的任務(wù)，學(xué)生大概能自學(xué)到五六成后，教師講重點(diǎn)說(shuō)難點(diǎn)，再讓學(xué)生加以強(qiáng)化練習(xí)，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的把握就差不多了。針對(duì)985、211院校的學(xué)生，自學(xué)到七七八八應(yīng)該沒(méi)什么問(wèn)題，教師只需提綱挈領(lǐng)的指導(dǎo)一下，再加一些難度，讓學(xué)生更加深入解決問(wèn)題。教師不要把什么都講透，應(yīng)該讓學(xué)生有空間去思考。但要注意，學(xué)習(xí)是一個(gè)迭代的過(guò)程，教師要給學(xué)生多創(chuàng)造練習(xí)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生真正把知識(shí)內(nèi)化成自己的技能。

大基課也可以嘗試大刀闊斧地進(jìn)行改革。2006年，周以真教授給出了計(jì)算思維（Computational Thinking）的定義。計(jì)算思維，簡(jiǎn)言之就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及理解人類行為的一系列思維活動(dòng)?，F(xiàn)在一些高校已經(jīng)把大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程“提升”為大學(xué)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程或大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維課程[4]。我在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上，學(xué)習(xí)了哈爾濱工業(yè)大學(xué)戰(zhàn)德臣教授主講的《大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維導(dǎo)論》課程，課程分四個(gè)部分：計(jì)算與程序、計(jì)算系統(tǒng)、算法思維、數(shù)據(jù)化與網(wǎng)絡(luò)化思維。戰(zhàn)教授的課程團(tuán)隊(duì)認(rèn)為計(jì)算思維是大學(xué)生創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)，大學(xué)階段應(yīng)更多地訓(xùn)練“思維”，而不應(yīng)僅著眼于“知識(shí)”即事實(shí)的學(xué)習(xí)。介紹“知識(shí)”的時(shí)候伴隨“思維”的滲透，“知識(shí)”貫通的時(shí)候自然就形成了“思維”。這不僅對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生未來(lái)的持續(xù)學(xué)習(xí)有非常好的啟發(fā)引導(dǎo)作用，對(duì)非計(jì)算機(jī)學(xué)科人才實(shí)現(xiàn)復(fù)合性跨學(xué)科創(chuàng)新也是非常重要的。當(dāng)然戰(zhàn)教授的計(jì)算思維課程相比我們現(xiàn)在的大基課，增加了很多學(xué)習(xí)的難度，我們可以結(jié)合本學(xué)校、專業(yè)、學(xué)生的實(shí)際情況制定學(xué)習(xí)內(nèi)容，小步快走。但是我們真的要給大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程上升到一個(gè)高度，像大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理那樣，那就是“思維”的高度！

“新工科”背景下，社會(huì)對(duì)于人才培養(yǎng)提出了更高的要求。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是大學(xué)生接觸到的第一門計(jì)算機(jī)課程，它對(duì)于大學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)、后續(xù)計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)，有著極為重要的作用。高校應(yīng)該結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及本校實(shí)際制定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)該采取靈活多樣的教學(xué)方法，以學(xué)生培養(yǎng)為核心、以思維培養(yǎng)為目標(biāo)，打造精品“大基課”。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡波，馮輝，韓偉力，等. 加快新工科建設(shè)，推進(jìn)工程教育改革創(chuàng)新——“綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”綜述[J].復(fù)旦教育論壇，2017，（2）.

[2] 王靜.新工科背景下高校教師教學(xué)思路的轉(zhuǎn)變[J].教育教學(xué)論壇，2018，（47）.

[3] 趙宏，王愷，高裴裴，等. 混合式教學(xué)對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的作用[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2018，（10）.

[4] 陳運(yùn)財(cái). 計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育探討[J]. 電腦迷，2018，（11）.