基于“寬專(zhuān)融”課程體系的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群

龍勝春，江 頡，李 強(qiáng)

（浙江工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

1 研究背景

自1997年教育部高教司頒發(fā)《加強(qiáng)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作的幾點(diǎn)意見(jiàn)》以來(lái)，高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作對(duì)普及計(jì)算機(jī)知識(shí)起到了重要作用。隨著計(jì)算思維概念的提出，2015年教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)（以下稱(chēng)教指委）確立了推進(jìn)課程教學(xué)改革的新目標(biāo)：明確以計(jì)算思維為導(dǎo)向的改革方向，探索多元化的教學(xué)方案，推動(dòng)以在線開(kāi)放課程為代表的教學(xué)模式改革，完善課程教學(xué)成效評(píng)測(cè)方式，從而建設(shè)適應(yīng)時(shí)代要求的新的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)體系[1]。

結(jié)合新的教學(xué)目標(biāo)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系也隨之發(fā)生重要變化。從1998年提出“三個(gè)層次”課程體系（計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)），到2006年教指委提出針對(duì)不同學(xué)科基于“1+X”體系的核心課程組成方案，直至2016年，教指委頒發(fā)的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》提出適應(yīng)時(shí)代需要的“寬、專(zhuān)、融”的課程體系?！皩?、專(zhuān)、融”從計(jì)算機(jī)課程與不同專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)性的角度出發(fā)，結(jié)合課程內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)應(yīng)用中的定位，對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群進(jìn)行了課程適用性的劃分。

2 基于“寬專(zhuān)融”課程體系的課程群建設(shè)內(nèi)容

單一的一門(mén)課程很難完整體現(xiàn)計(jì)算思維能力培養(yǎng)，需要從課程體系的角度通盤(pán)考慮，研究計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)算思維的整個(gè)架構(gòu)[2]，因此計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群建設(shè)勢(shì)在必行。

課程群建設(shè)離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)定位，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群是面向綜合性高校各專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的通識(shí)必修課程。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程被定位為通識(shí)性課程，應(yīng)該從未來(lái)公民信息素養(yǎng)的要求、學(xué)生走向社會(huì)后的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力以及由此形成的國(guó)家發(fā)展實(shí)力等幾個(gè)角度來(lái)審視[3]。周以真教授指出，應(yīng)該將計(jì)算機(jī)能力作為像語(yǔ)文和數(shù)學(xué)那樣的人的基本素質(zhì)[4]，由此帶來(lái)對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)通識(shí)性課程新的理解和改革動(dòng)力。針對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合寬、專(zhuān)、融3個(gè)特點(diǎn)的課程體系，學(xué)校將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程群設(shè)置為三大模塊，面向新高考體制下浙江省2017級(jí)學(xué)生實(shí)行教學(xué)試運(yùn)行，反饋結(jié)果表明，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果明顯高于以往教學(xué)模式。

2.1 基于“寬”教學(xué)特點(diǎn)的課程設(shè)置

“寬”即為通識(shí)。課程適合各類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，沒(méi)有明顯的專(zhuān)業(yè)指向性，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本理解，掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法、基本應(yīng)用。面對(duì)時(shí)代迅猛發(fā)展、知識(shí)急劇膨脹與高校各專(zhuān)業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)壓縮的矛盾以及對(duì)基礎(chǔ)課程核心價(jià)值的質(zhì)疑，本校推出了線上先修課程大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)。該課程的學(xué)習(xí)通知隨高考錄取通知書(shū)一并送達(dá)，要求新生在報(bào)到前在指定學(xué)習(xí)網(wǎng)站自學(xué)16課時(shí)網(wǎng)絡(luò)課件及視頻，新生報(bào)到后有兩次上機(jī)考核機(jī)會(huì)。

線上先修大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)可以解決很多現(xiàn)有問(wèn)題：①解決了學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)參差不齊的問(wèn)題，有些學(xué)生高中計(jì)算機(jī)知識(shí)接觸較多，甚至有些是新高考體制中參加信息類(lèi)考試進(jìn)入大學(xué)的，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)非常扎實(shí)，學(xué)習(xí)該課程只需要很短的時(shí)間，而有些學(xué)生可能從未接觸過(guò)電腦，甚至不了解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)常識(shí)，線上無(wú)限時(shí)的學(xué)習(xí)方式完全可以解決計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相差迥異的問(wèn)題；②教學(xué)效果高于線下教學(xué)，尚未走進(jìn)大學(xué)校門(mén)的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性遠(yuǎn)高于進(jìn)校學(xué)生，剛畢業(yè)的高中生憧憬大學(xué)校園生活，對(duì)新知識(shí)的渴求欲望強(qiáng)烈，假期還完全沉浸在被錄取后的喜悅和高中學(xué)習(xí)習(xí)慣的延伸階段，這個(gè)時(shí)間用于學(xué)習(xí)大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程，吸收快、記憶強(qiáng)，效果優(yōu)于進(jìn)入高校后落差心理狀態(tài)下的學(xué)習(xí)；③線上先修課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)起到了很好的補(bǔ)充作用。

學(xué)校從2017級(jí)新生開(kāi)始實(shí)行線上先修課程教學(xué)模式（非強(qiáng)制性的選修），經(jīng)過(guò)一年的嘗試發(fā)現(xiàn)，報(bào)到前暑假參加先修課程的學(xué)生在后續(xù)的程序設(shè)計(jì)課程中成績(jī)明顯優(yōu)于未修線上課程的學(xué)生成績(jī)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基于經(jīng)貿(mào)學(xué)院2017級(jí)信息管理與信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)兩個(gè)行政班級(jí)共計(jì)53人的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（這兩個(gè)班程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程基本為同一個(gè)教師授課，平時(shí)成績(jī)相對(duì)比較一致，可比性高）和全校各專(zhuān)業(yè)參加過(guò)先修課程及未參加先修課程的Python課程統(tǒng)計(jì)成績(jī)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，參加過(guò)線上先修課程的學(xué)生，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的能力優(yōu)于未參加線上先修課程的學(xué)生。雖然這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量不夠，但是教師在教學(xué)過(guò)程中，不止一次聽(tīng)到學(xué)生反饋，沒(méi)有參加先修課程的學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的邏輯能力不如參加過(guò)的好。

表1 2017/2018（1）學(xué)期“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Python”課程成績(jī)統(tǒng)計(jì)

2.2 基于“專(zhuān)”教學(xué)特點(diǎn)的課程設(shè)置

“專(zhuān)”即為專(zhuān)業(yè)。根據(jù)不同學(xué)校、不同專(zhuān)業(yè)類(lèi)別的需要開(kāi)設(shè)各種專(zhuān)業(yè)性課程，圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)組織相應(yīng)的課程內(nèi)容，深入介紹各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，如程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用、多媒體技術(shù)與應(yīng)用等，通過(guò)這些專(zhuān)業(yè)性計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決各種問(wèn)題的方法，培養(yǎng)以訓(xùn)練計(jì)算思維為目的的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

根據(jù)教指委以計(jì)算思維訓(xùn)練為核心教育的指導(dǎo)方針，針對(duì)新高考體系下的學(xué)生獲取計(jì)算機(jī)知識(shí)面增加、使用智能設(shè)備能力提高、學(xué)生進(jìn)入高校后轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)率增加等特點(diǎn)，學(xué)校調(diào)整基于“專(zhuān)”教學(xué)特點(diǎn)的課程設(shè)置，保留了傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)C。這門(mén)課程既可以作為計(jì)算機(jī)、信息兩大學(xué)院的大一專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也可以作為理學(xué)院、經(jīng)貿(mào)學(xué)院等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。添加面向?qū)ο驝++編程及面向?qū)ο驤ava編程兩門(mén)課程，是根據(jù)教指委頒發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意見(jiàn)暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，針對(duì)部分與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)關(guān)系更為密切的理工科專(zhuān)業(yè)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的教學(xué)要求而開(kāi)設(shè)的。

為了更加適應(yīng)“專(zhuān)”教學(xué)特點(diǎn)，學(xué)校從2017年開(kāi)始將程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)VB課程改為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Python。雖然C語(yǔ)言、Java語(yǔ)言和VB語(yǔ)言都能體現(xiàn)計(jì)算思維，但是C語(yǔ)言更偏向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、Java更偏向主客體關(guān)系、VB更偏向交互邏輯，而Python最偏向于問(wèn)題求解。Python語(yǔ)言輕語(yǔ)法、重功能，加之在開(kāi)放社區(qū)有超過(guò)6萬(wàn)個(gè)的函數(shù)庫(kù)，為眾多專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域提供了學(xué)習(xí)、交流、發(fā)展的平臺(tái)。Python語(yǔ)言的學(xué)習(xí)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有更大的優(yōu)勢(shì)。

在經(jīng)過(guò)一年實(shí)踐教學(xué)后，筆者對(duì)255名非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生做了問(wèn)卷調(diào)查，其中151名為選修過(guò)VB的在?；蛞旬厴I(yè)學(xué)生，104名為選修過(guò)Python的17級(jí)大一學(xué)生，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。為了清晰地顯示對(duì)比結(jié)果，將表2的數(shù)據(jù)以百分比形式繪制柱狀圖見(jiàn)圖1。

表2 對(duì)同一教師名下255名學(xué)習(xí)過(guò)VB或Python語(yǔ)言學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查

圖1 對(duì)已選修過(guò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)VB或Python的學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查

從圖1可以看到，255名非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，有近70%的學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是很有意思的，真正認(rèn)為這門(mén)課程一點(diǎn)都沒(méi)有用的學(xué)生不到5%，這說(shuō)明普及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)已經(jīng)被各個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生所認(rèn)可。但從分項(xiàng)問(wèn)卷可以看到，學(xué)過(guò)VB的學(xué)生更多地不清楚以后會(huì)不會(huì)使用這門(mén)課程知識(shí)，而66.35%學(xué)了Python的學(xué)生希望以后繼續(xù)深入學(xué)習(xí)這門(mén)課程，有42.31%的學(xué)生已經(jīng)打算用Python這門(mén)課的知識(shí)為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課使用。

圖1的選項(xiàng)中還有一個(gè)非常獨(dú)特的現(xiàn)象，就是25.17%學(xué)過(guò)VB的學(xué)生還希望繼續(xù)學(xué)習(xí)Python。由于本次調(diào)查對(duì)象是針對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，從問(wèn)卷結(jié)果可以看到，隨著時(shí)代發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的滲透，越來(lái)越多的學(xué)生期待用計(jì)算機(jī)知識(shí)輔助自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)他們對(duì)Python語(yǔ)言在自己本專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用也開(kāi)始有所了解，進(jìn)一步驗(yàn)證了本校將程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)VB改成程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Python的正確性。

2.3 基于“融”教學(xué)特點(diǎn)的課程設(shè)置

“融”即為融合。設(shè)置交叉型課程是隨著計(jì)算技術(shù)在各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入而產(chǎn)生的新課程形式。這類(lèi)課程以特定專(zhuān)業(yè)內(nèi)容為背景，直接面向?qū)I(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)服務(wù)。涉及的知識(shí)領(lǐng)域以“數(shù)據(jù)管理”“信息處理”“軟件應(yīng)用”為主，從專(zhuān)業(yè)需求角度展現(xiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和方法，具有明顯的專(zhuān)業(yè)特征。

為了使大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程具有更多的選擇性和靈活性，學(xué)校設(shè)置了適合藝術(shù)和播音等專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程。該課程摒棄了以往僅以O(shè)f fi ce為主要教學(xué)內(nèi)容的思路（從2017級(jí)開(kāi)始，Of fi ce基礎(chǔ)內(nèi)容已經(jīng)全部歸入先修課程），增加了適合藝術(shù)和播音專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的音視頻剪輯、微電影制作、高級(jí)辦公自動(dòng)化軟件使用等教學(xué)內(nèi)容，更大程度地符合專(zhuān)業(yè)需求，學(xué)生缺勤率大大減少，學(xué)習(xí)積極性明顯提高。

3 從基于“寬專(zhuān)融”課程體系的課程改革到通識(shí)課程落地建設(shè)

如果說(shuō)專(zhuān)業(yè)教育旨在培養(yǎng)學(xué)生在某一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技能和手段，那么通識(shí)課程則通過(guò)知識(shí)的基礎(chǔ)性、綜合性、整體性、廣博性，使學(xué)生拓寬視野，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考與判斷能力、社會(huì)責(zé)任感與健全人格。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程被定位為通識(shí)課程，則是要培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技能從廣度和深度上拓寬本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)領(lǐng)域，利用計(jì)算思維能力對(duì)自己專(zhuān)業(yè)的知識(shí)有更綜合、全面的掌握和應(yīng)用。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師和教材是唯一的教育資源提供者，教學(xué)中大多數(shù)教師會(huì)采用案例教學(xué)法，各專(zhuān)業(yè)選課后的混合課程班，在一定程度上阻礙了教師在專(zhuān)業(yè)層面上的內(nèi)容重組和案例設(shè)計(jì)，缺少對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

基于“寬專(zhuān)融”課程體系改革后的課程設(shè)置，首先解決了大學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊的現(xiàn)狀，培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生最基本的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能，更好地服務(wù)于本專(zhuān)業(yè)。其次有專(zhuān)業(yè)針對(duì)性的程序設(shè)計(jì)課程設(shè)置提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，結(jié)合MOOC、SPOC、微課、雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等各種教學(xué)資源和教學(xué)平臺(tái)，采用翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等各種教學(xué)方法，豐富教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，利用課程內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和判斷能力，提高學(xué)生計(jì)算思維邏輯能力。對(duì)于交叉融合型課程，更多地采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式，以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)教與學(xué)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)需要，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的訓(xùn)練，真正做到利用“寬專(zhuān)融”的課程體系將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)通識(shí)課程落地建設(shè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)的普及及其應(yīng)用領(lǐng)域的爆炸性發(fā)展，計(jì)算思維不再是計(jì)算機(jī)工程人員的專(zhuān)屬技能，而是人們生活中的普遍技能，它逐漸普及成為所有大學(xué)生的必備技能。經(jīng)學(xué)校一年多的實(shí)踐表明，該課程群設(shè)置符合“寬專(zhuān)融”課程體系要求，能夠貫徹執(zhí)行教指委以計(jì)算思維為導(dǎo)向的新一輪教學(xué)改革方針，程序設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置符合“以學(xué)生為本，以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的OBE教育模式，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，課程設(shè)置以專(zhuān)業(yè)為背景，更多地培養(yǎng)學(xué)生掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決各種問(wèn)題的方法，培養(yǎng)以訓(xùn)練計(jì)算思維為目的的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。