以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)研究

高賢強(qiáng)，牛榮

（塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院，阿拉爾 843300）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)融入社會(huì)生活的方方面面，深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，深刻展示了人類社會(huì)發(fā)展的前景。在此過程中，《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)工作面臨著新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。通過對(duì)高?！洞髮W(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)或多或少存在如下問題：①傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式側(cè)重于對(duì)計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用的培養(yǎng)，而忽略對(duì)學(xué)生思維進(jìn)行發(fā)散的能力的培養(yǎng)，尤其在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)方面，直接削弱了學(xué)生的自我創(chuàng)新能力。②國(guó)內(nèi)學(xué)校從高中甚至初中便已經(jīng)開始對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用教學(xué)，且已經(jīng)取得了較高的反饋成果。從高中升至大學(xué)的學(xué)生已經(jīng)具備一定計(jì)算機(jī)操作能力。但受到一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后地區(qū)的影響，新生的起點(diǎn)不同。在此背景下，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程采取統(tǒng)一起點(diǎn)的教學(xué)方式，致使對(duì)計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)存在滯后的現(xiàn)象出現(xiàn)。③大學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)的理解情況不同，均存在無目標(biāo)的“考證”等狀況，在進(jìn)行期末考試時(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)采取死記硬背的方式，完全違背了教學(xué)最初的目標(biāo)?；谏鲜龃嬖诘膯栴}，本文進(jìn)行了以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)研究。

1 《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)研究現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用逐步廣泛，國(guó)家對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的要求逐步提高，針對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方式優(yōu)化及大學(xué)生素質(zhì)的綜合提高是社會(huì)需求型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。如何快速適應(yīng)現(xiàn)代化環(huán)境下教學(xué)的模塊化改革是廣大學(xué)者當(dāng)下熱議的話題。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)（2013-2017）確立了推進(jìn)課程教學(xué)改革的總體目標(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]。

2 以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)模式的研究

計(jì)算思維不僅作為當(dāng)下一種新興思考問題的模式，同時(shí)也是解決問題和困難的途徑，提高學(xué)生的思維創(chuàng)新發(fā)散能力可通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算思維的多方面培養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算思維理論是針對(duì)問題進(jìn)行解決的理論基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算思維能力的核心培養(yǎng)可提高學(xué)生自主解決問題的能力。

通過實(shí)踐調(diào)查表明，課堂前期備課時(shí)間，由教師進(jìn)行情景的設(shè)立，并根據(jù)給定情景提出相應(yīng)問題，驅(qū)動(dòng)問題的思考，學(xué)生通過劃分不同模塊進(jìn)行小組分類探討，每個(gè)人提出對(duì)應(yīng)模塊解決問題的辦法，并將其結(jié)論總結(jié)，得出最優(yōu)問題解決方式的整體過程叫做模塊化驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。因此在進(jìn)行《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》的課程講授中，應(yīng)積極地推進(jìn)模塊式驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。其主要優(yōu)勢(shì)在于可以維持基礎(chǔ)知識(shí)的完整性，將系統(tǒng)化的知識(shí)點(diǎn)劃分為幾個(gè)重點(diǎn)模塊，依次攻破后進(jìn)行總結(jié)。此類學(xué)習(xí)方式推動(dòng)學(xué)生自主進(jìn)行學(xué)習(xí)，主動(dòng)尋找問題答案，提高動(dòng)腦分析能力[2]。

2.1 將創(chuàng)新式教學(xué)思維引入模塊化教學(xué)

為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，要從最根本的教育模式上對(duì)大學(xué)生進(jìn)行思維轉(zhuǎn)變，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生發(fā)散性思維的養(yǎng)成。進(jìn)而在課堂上不僅要重視對(duì)軟件的應(yīng)用培養(yǎng)，教師要同時(shí)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分組討論，將每個(gè)人不同的想法互相分享，這樣每個(gè)人便會(huì)有1+1＞2的思路。所以基于計(jì)算思維為導(dǎo)向的前提背景下，對(duì)學(xué)生從應(yīng)用型培養(yǎng)轉(zhuǎn)變成思維的創(chuàng)新為模塊化教學(xué)的首要步驟[3]。

計(jì)算思維采用“對(duì)號(hào)入座”的教學(xué)方法對(duì)問題進(jìn)行規(guī)劃，模塊化教學(xué)將每個(gè)不同的問題進(jìn)行不同分類，找尋其最簡(jiǎn)單的解決方式?？紤]入學(xué)新生的起始點(diǎn)，模塊化教學(xué)按照不同基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)行“因材施教”的教學(xué)理念，對(duì)不學(xué)習(xí)者采取不同內(nèi)容和模式的教學(xué)，避免了教學(xué)進(jìn)度停滯不前的狀況出現(xiàn)。在以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)研究中，“劃分學(xué)習(xí)層次”是對(duì)于“多方面考慮學(xué)生自身差異，促進(jìn)全面發(fā)展”問題的最佳解決辦法。具體操作如下。

（1）采用科學(xué)合理的層次劃分方式，為督促學(xué)生各方面的共同發(fā)展，引入模塊化教學(xué)模式。此種教學(xué)概念是由著名的加納德教授首次提出，根據(jù)多元化教學(xué)理念區(qū)分不同的學(xué)生實(shí)體間存在的知識(shí)點(diǎn)吸納和智力方面的差異性，依據(jù)心理上或生理上的不同，綜合分析出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在教師的指導(dǎo)下，將自身優(yōu)點(diǎn)放大化，使其在科學(xué)有效的教育方式下全方面成長(zhǎng)。進(jìn)而尋找學(xué)生群體之間的差異性，對(duì)其實(shí)現(xiàn)合理科學(xué)分層是提高教學(xué)質(zhì)量的重要因素?？呻S機(jī)抽取一堂課進(jìn)行教師試講，根據(jù)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解接受程度，或?qū)π轮R(shí)的吸收量對(duì)其進(jìn)行劃分，由于不同區(qū)域的學(xué)生水平、層次不同，可對(duì)到校新生進(jìn)行入學(xué)檢測(cè)，即進(jìn)行分級(jí)考試。根據(jù)試卷檢測(cè)和上機(jī)應(yīng)用測(cè)試的不同特點(diǎn)對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行層次劃分，進(jìn)行模塊化教學(xué)[4]。

（2）模塊化教學(xué)是以層次劃分的教學(xué)機(jī)制為基礎(chǔ)，按照步驟穩(wěn)步實(shí)施不同性質(zhì)的課程，由簡(jiǎn)至難逐步遞增，讓學(xué)生在接受知識(shí)點(diǎn)時(shí)循序漸近，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃上，在原有相對(duì)完善的“1+X”教學(xué)模式中，建立一套更加完整的模塊化教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，與層次劃分法相輔相成，從不同難易度層面實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的改革。

2.2 《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程模塊化教學(xué)的實(shí)施

根據(jù)信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的需要，以當(dāng)下大學(xué)生的基礎(chǔ)能力為基石，注重學(xué)生個(gè)性化潛能的激發(fā)，對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)施教學(xué)模式改革。

計(jì)算思維作為一種綜合思維，包含學(xué)生的心理及智力思維和綜合素養(yǎng)，是計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)習(xí)中最基礎(chǔ)的能力，大學(xué)的課程不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)操作能力，更是一種科學(xué)文化素質(zhì)的培養(yǎng)。進(jìn)而在實(shí)施教學(xué)模式改革過程中，綜合素養(yǎng)能力的培養(yǎng)、計(jì)算思維能力的發(fā)散及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)三者存在相互聯(lián)系的關(guān)系[5]，且之間具有一定的包含關(guān)系如圖1所示。

圖1 包含關(guān)系圖

在實(shí)施以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)過程中，借鑒前期改革的經(jīng)驗(yàn)手段，完善大學(xué)基礎(chǔ)授課過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)方式及學(xué)習(xí)理念。

（1）對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)提出一定的要求，對(duì)整體的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，將模塊化教學(xué)研究定位至培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力、創(chuàng)新能力。

（2）對(duì)教學(xué)環(huán)境、設(shè)施不斷優(yōu)化，通過學(xué)習(xí)環(huán)境的改變，一方面可以避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生枯燥心理。另一方面，學(xué)生希望通過環(huán)境的轉(zhuǎn)換找尋適合自己的學(xué)習(xí)氛圍或?qū)W習(xí)空間。針對(duì)模塊化教學(xué)研究來說，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與教學(xué)形式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多媒體化教學(xué)恰好可以改變學(xué)習(xí)的環(huán)境和教學(xué)的模式。例如，課堂不再采用板書的形式進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講授，可以利用大屏幕投影播放課件，通過QQ在線多人討論組，微信群聊等方式進(jìn)行課下實(shí)時(shí)討論，用數(shù)字化技術(shù)輔助教師教學(xué)。此外，QQ群的群文件可以上傳教師備課課件，教師通過上傳授課視頻滿足學(xué)生的課前預(yù)習(xí)工作，不同模塊的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行不同視頻的錄制，并歸類成文件夾進(jìn)行上傳，方便課下對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的鞏固，大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)在線公開課等多種形式的精品課程可列入教學(xué)指標(biāo)中。例如在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作講解時(shí)，教師可在微信或QQ中提前與學(xué)生溝通，感興趣的學(xué)生可進(jìn)行課前搜索，在課堂中預(yù)留時(shí)間給學(xué)生分組討論時(shí)間，對(duì)出現(xiàn)異議的問題進(jìn)行討論，加深知識(shí)點(diǎn)的鞏固，降低傳統(tǒng)式教學(xué)針對(duì)知識(shí)硬性記憶的難度，提高了學(xué)習(xí)效率的同時(shí)節(jié)約了時(shí)間[6]。

（3）構(gòu)建完善的評(píng)價(jià)機(jī)制：傳統(tǒng)的教學(xué)存在過度依賴課本中知識(shí)點(diǎn)、無自主獨(dú)立創(chuàng)新的想法。針對(duì)傳統(tǒng)式教學(xué)的缺點(diǎn)，設(shè)立合理的評(píng)價(jià)機(jī)制是十分有必要的，最終的考試結(jié)果應(yīng)該與日常的努力程度呈正比例關(guān)系。實(shí)施模塊化考試，每個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立，均有自己的試題庫和評(píng)分系統(tǒng)。實(shí)施模塊化考試后，學(xué)校將每周固定時(shí)間和固定實(shí)驗(yàn)室開放模塊化考試。學(xué)生可以自主選擇考試模塊，通過每一模塊考試后，學(xué)生可以不去課堂學(xué)習(xí)該模塊課程。所有四個(gè)模塊的考試均通過后，該門課程考核通過。

3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了檢驗(yàn)文章提出的以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)成果，進(jìn)行了如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)，設(shè)立普通班和實(shí)驗(yàn)班分別進(jìn)行傳統(tǒng)式教學(xué)和模塊化教學(xué)，經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)后，對(duì)實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生與普通班的學(xué)生進(jìn)行了測(cè)試，并從學(xué)生成績(jī)進(jìn)行了對(duì)比，如表1。

表1 學(xué)生對(duì)比考試成績(jī)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，運(yùn)用新式教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)班比普通班明顯成績(jī)有所提高。

4 結(jié)語

本文針對(duì)以計(jì)算思維為導(dǎo)向的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》模塊化教學(xué)進(jìn)行研究，對(duì)該種教學(xué)模式的可行性意義進(jìn)行探討，從多個(gè)方面分析了模塊化教學(xué)的可行性。模塊化教學(xué)在《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程中的實(shí)施，可以較好地提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，提高該門課程通過率，進(jìn)而提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。同時(shí)，通過模塊化練習(xí)系統(tǒng)與考試系統(tǒng)，也可以較好地提高學(xué)生的理論水平和實(shí)踐操作能力，對(duì)提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量起到積極的促進(jìn)作用。