大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀及改進(jìn)策略

劉奕　張愛國

摘要：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程作為高校公共基礎(chǔ)課，承載著培養(yǎng)計(jì)算思維“第一課”的重任。文章針對目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的一些不足，從課程的重要性、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式方法、教學(xué)對象等方面，提出了計(jì)算思維與育人有機(jī)結(jié)合、提高線上教學(xué)有效性、課程內(nèi)容與專業(yè)有效融合等改進(jìn)策略，為提高大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程;計(jì)算思維;教學(xué)改革;高等教育

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）26-0136-02

當(dāng)前，信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)及人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)的深度應(yīng)用，已經(jīng)深入到各行各業(yè)和人們的日常生活當(dāng)中，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為信息社會的必備工具之一。2006年3月，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家Jeannette M. Wing正式提出了“計(jì)算思維”的概念和體系[1]，該理論被認(rèn)為是近十多年來產(chǎn)生的最具基礎(chǔ)性、長效性的學(xué)術(shù)思想。未來，運(yùn)用計(jì)算思維，使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題，掌握計(jì)算機(jī)辦公應(yīng)用能力，是人們需要具備的最基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)素質(zhì)之一[2]。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生開設(shè)的公共基礎(chǔ)課程，承載著培養(yǎng)計(jì)算思維“第一課”的重任。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面了解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識，掌握辦公軟件的使用，了解計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，全面提高學(xué)生的信息素養(yǎng)、計(jì)算思維能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，為后續(xù)其他計(jì)算機(jī)課程及專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)歷，通過對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的不足進(jìn)行總結(jié)分析，提出改進(jìn)策略，為提升計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量提供參考。

1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程分兩階段學(xué)習(xí)。第一階段是計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，主要讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的工作原理與軟硬件，算法與程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)知識和基本概念，同時介紹一些計(jì)算機(jī)的新知識和新技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等，同時要求學(xué)生掌握常用辦公軟件的應(yīng)用，并通過實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生的動手能力。第二階段是讓學(xué)生學(xué)習(xí)一門計(jì)算機(jī)編程語言，掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本語法、流程控制結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)方法等基礎(chǔ)知識，使學(xué)生能夠運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言編寫、調(diào)試、運(yùn)行程序，進(jìn)而能熟練使用一門編程語言來分析和解決與其專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用問題。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程以培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)基礎(chǔ)知識，并學(xué)會運(yùn)用計(jì)算思維解決工作生活中的具體問題及需求為教學(xué)目標(biāo)。目前普遍采用理論教學(xué)及實(shí)踐操作相結(jié)合的教學(xué)方式，隨著時代的發(fā)展，在實(shí)際教學(xué)過程中逐漸顯露出一些不足，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.1 忽視課程“思政”元素，不利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程具有較強(qiáng)的專業(yè)性和實(shí)踐性，由于受傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)與考核標(biāo)準(zhǔn)的影響，目前的教學(xué)相對忽視或弱化了人文關(guān)懷、思想道德教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，思想政治課的教學(xué)方式也產(chǎn)生了新的變化[3]。一方面，社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生活與工作節(jié)奏加快，社會上不可避免地出現(xiàn)一些拜金主義、享樂主義等消極思想，特別是初入校園的大一新生，價值觀與行為方式更容易受到外界影響;另一方面，信息技術(shù)的發(fā)展改變了人們的生活方式，大學(xué)生畢業(yè)后選擇自主創(chuàng)業(yè)也是當(dāng)今社會的潮流，這種趨勢在未來很可能繼續(xù)擴(kuò)大。但受傳統(tǒng)就業(yè)觀念的影響，目前大學(xué)生畢業(yè)后選擇自主創(chuàng)業(yè)的比例還很低，缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。在目前的教學(xué)體系中，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與課程融合不足，學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)缺少一定的認(rèn)識。如果只重視培養(yǎng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識，忽略對學(xué)生的思想政治教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，則沒有真正幫助學(xué)生樹立正確的三觀，不利于學(xué)生的發(fā)展，也違背了全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

1.2 新冠肺炎疫情下線上課堂難管理，教學(xué)互動困難

2020年起疫情打破了以往傳統(tǒng)課堂的授課模式，各大高校為了阻斷疫情的傳播做出了很多努力，大多采取了“混合型”線上授課方式， 如“MOOC+QQ群輔導(dǎo)”“騰訊會議+微信群輔導(dǎo)”等。但與線下教學(xué)相比，線上授課也存在一些問題，如學(xué)生上課精力不集中，自律性相對較差，課堂儀式感不夠，師生互動積極性欠缺。盡管可以通過簽到或課中提問等方式掌握學(xué)生是否在線，但學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和聽課中出現(xiàn)的疑問難以全面了解。另外，部分實(shí)踐性較強(qiáng)的課程無法進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的高級語言程序設(shè)計(jì)課程，在講授期間需要調(diào)用第三方軟件來編輯、調(diào)試、運(yùn)行程序，有時還需要學(xué)生遠(yuǎn)程分享屏幕，教師幫助在線修改程序，這就對線上教學(xué)方法提出了更高的要求。

1.3 教學(xué)內(nèi)容與非計(jì)算機(jī)專業(yè)缺乏有效融合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新概念不斷出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也廣泛融入了各行各業(yè)中，與各個學(xué)科交叉融合。因此，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程不僅面向計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)，非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生同樣需要熟練掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)知識，并應(yīng)用于本專業(yè)實(shí)際需求中。不同專業(yè)涉及計(jì)算機(jī)方面的知識點(diǎn)不同，但對計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求程度普遍提升。目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程普遍采用統(tǒng)一授課的教學(xué)方式，教學(xué)內(nèi)容與非計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容缺乏有效融合，部分專業(yè)的學(xué)生對講授內(nèi)容不感興趣，認(rèn)為與本專業(yè)關(guān)聯(lián)度不大，直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如何滿足不同專業(yè)對計(jì)算機(jī)技能的需求，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，提高學(xué)生在本專業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力是目前需要解決的問題。

2 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的改進(jìn)策略

目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)受到從業(yè)者廣泛關(guān)注，并提出多種教學(xué)模式及策略。陽紅[4]探討了“課程思政”融入計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的路徑與對策;王千千[5]提出了將PBL教學(xué)模式應(yīng)用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中;常志玲和趙鵬[6]針對非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，提出了使用線上輔導(dǎo)、強(qiáng)調(diào)幫助文件、構(gòu)建科學(xué)合理的評價指標(biāo)等方式;唐日成等[7]提出了構(gòu)建基于MOOC+SPOC的移動端題庫的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)語言課程教學(xué)模式;何止戈[8]以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課為例，搭建了互聯(lián)網(wǎng)+的教學(xué)平臺，并應(yīng)用到教學(xué)過程中;張翠平等[9]提出從創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)思維兩方面，進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教學(xué)目標(biāo);姚珺[10]探討了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)的策略。張愛國等[11]提出了基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的高級語言程序設(shè)計(jì)在線教學(xué)模式。

基于上述教學(xué)模式及策略，通過借鑒前人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，針對目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的問題，提出如下建議：

2.1 挖掘“思政”元素，將計(jì)算思維與育人有機(jī)結(jié)合

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)期間，教師可充分挖掘課程的思政元素，將愛國敬業(yè)、敢于擔(dān)當(dāng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、誠實(shí)守信、雙創(chuàng)思維等思政內(nèi)容融入課程教學(xué)中，潛移默化地影響學(xué)生，這樣引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的三觀、實(shí)現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和思政育人有機(jī)結(jié)合。

例如，在講解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程時，通過介紹我國計(jì)算機(jī)事業(yè)的起步與發(fā)展過程，讓學(xué)生了解科學(xué)家是如何在艱苦條件下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)從無到有的艱苦創(chuàng)業(yè)歷程，又如何通過艱辛努力成功研發(fā)銀河、天河等超級計(jì)算機(jī)，在世界超級計(jì)算機(jī)排行榜中屢占鰲頭，從而激發(fā)學(xué)生的國家榮譽(yù)感及自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的愛國精神[12];在講解Python圖形庫時，可以利用Turtle第三方庫從簡單的圓形、三角形、矩形到五角星進(jìn)行繪制、填充顏色，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識繪制出五星紅旗，將愛國情愫融入教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的興趣;在講解Python語言網(wǎng)絡(luò)爬蟲知識點(diǎn)時，通過介紹互聯(lián)網(wǎng)信息活動時的一些不良行為、這些行為帶來的不良后果，以及在公共文件數(shù)據(jù)處理方面涉及的信息安全法律法規(guī)等案例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)信息安全的重要性，深入認(rèn)識自身良好的行為規(guī)范對網(wǎng)絡(luò)信息社會的影響，從而遵守道德規(guī)范、法律法規(guī)規(guī)范，幫助學(xué)生樹立信息保密意識，恪守職業(yè)道德，強(qiáng)化職業(yè)操守。

另外，在教學(xué)過程中，通過對行業(yè)前沿和科技成果的介紹，培養(yǎng)學(xué)生不斷探索，勇于創(chuàng)新的精神。鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生積極參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、計(jì)算機(jī)競賽、實(shí)習(xí)實(shí)踐等活動，并將所學(xué)的計(jì)算機(jī)知識運(yùn)用到活動中，達(dá)到學(xué)以致用的目的，提升學(xué)生在社會實(shí)踐中認(rèn)知與處理計(jì)算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)問題的能力和競爭力。如目前國內(nèi)有關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的比賽主要有“互聯(lián)網(wǎng)+”，“創(chuàng)青春”等，也可以結(jié)合校情，充分利用當(dāng)前教學(xué)資源，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽相結(jié)合，開展競賽活動并引導(dǎo)鼓勵學(xué)生參加，給予課程成績（分?jǐn)?shù)）等獎勵，激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)和技能，運(yùn)用所學(xué)到的知識解決實(shí)際問題，提高對雙創(chuàng)實(shí)踐的積極性。

2.2 采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，提高線上教學(xué)有效性

隨著新冠肺炎疫情的有效控制，各大高校的線下教學(xué)逐步恢復(fù)，在疫情過后更需要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，鞏固并完善線上教學(xué)資源的運(yùn)行機(jī)制和保障體系，推動線上線下深度融合發(fā)展，促進(jìn)線上教學(xué)平臺與線下課堂教學(xué)相結(jié)合的常態(tài)化。不同于傳統(tǒng)的線下教學(xué)方式，線上教學(xué)應(yīng)更注重于課程教學(xué)的有效性。

針對上文提出的線上課堂難管理，教學(xué)互動困難問題，教師可以在線上教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，將課堂內(nèi)外的時間進(jìn)行重新調(diào)整，把學(xué)習(xí)的決定權(quán)轉(zhuǎn)移給學(xué)生，增加學(xué)生自學(xué)部分比重。比如，在講解高級語言程序設(shè)計(jì)的布爾數(shù)據(jù)類型時，教師可以在課前為學(xué)生布置一個具體問題，如創(chuàng)建兩個變量X、Y，再創(chuàng)建一個變量W使W = X and Y，分析X、Y為不同數(shù)據(jù)類型時，W的變化值，討論并寫出所有可能出現(xiàn)的情況。布置任務(wù)后，組織學(xué)生進(jìn)行分組討論、學(xué)習(xí)和交流，課堂中讓每個小組對討論結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，小組間可以進(jìn)行辯論，最后根據(jù)討論結(jié)果評出最優(yōu)小組，這樣可以極大地提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和積極性，并且可以通過討論引出教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)問題，讓學(xué)生理解得更加深刻。

與此同時，可建立課程學(xué)習(xí)專用討論群，針對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程特點(diǎn)，學(xué)生在編程期間很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，但由于線上學(xué)習(xí)不同于在學(xué)?？杉杏懻摻涣?，建立學(xué)習(xí)討論群一方面可以增加學(xué)生之間的交流討論，也可以尋求教師幫助，一起解決問題共同進(jìn)步，另一方面也可以讓教師了解學(xué)生對知識的掌握程度，以便后續(xù)課堂有針對性地講解。利用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，使教學(xué)方式從“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)為“先學(xué)后教”，讓學(xué)生更有參與感，有問題能夠及時解決，更加有利于學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2.3 結(jié)合專業(yè)編排課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)，及高級語言程序設(shè)計(jì)分別為公共選修課和公共基礎(chǔ)課。學(xué)生的專業(yè)背景、基礎(chǔ)水平和應(yīng)用需求不同，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展帶來的理論和應(yīng)用的快速變化，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的復(fù)雜性。不僅需要激發(fā)不同專業(yè)學(xué)生對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣，還要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行學(xué)科交叉的應(yīng)用創(chuàng)新能力。課程編排充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心，從老師教什么、怎么教、教得怎么樣，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生想學(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)得怎么樣 [13]。即針對不同專業(yè)的特點(diǎn)和需求合理編排并細(xì)化課程內(nèi)容，與時俱進(jìn)。

1） 層次化和模塊化編排教學(xué)內(nèi)容。開課前與各專業(yè)進(jìn)行深入交流，了解不同專業(yè)對計(jì)算機(jī)知識的需求，有針對性地進(jìn)行計(jì)算機(jī)知識講解，提高學(xué)生在學(xué)科專業(yè)層面的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身專業(yè)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對知識的理解，注重與不同專業(yè)的后續(xù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效銜接。比如在高級語言程序設(shè)計(jì)中的Python庫講解時，為有數(shù)據(jù)分析需求的專業(yè)著重講解matplotlib、numpy、pandas等用于數(shù)據(jù)分析及可視化的第三方庫;為有圖像處理需求的專業(yè)著重講解PIL、OpenCV等用于圖像處理和影像分析的第三方庫。

2） 開設(shè)應(yīng)用型、趣味型計(jì)算機(jī)選修課程，課程內(nèi)容與時俱進(jìn)。只限于公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)通常不能滿足一些對計(jì)算機(jī)感興趣的學(xué)生對知識的渴求，開設(shè)選修課既能滿足各專業(yè)學(xué)生的興趣愛好，又能拓寬知識面，還能培養(yǎng)計(jì)算思維。選修課程可選擇計(jì)算機(jī)等級考試等應(yīng)用型內(nèi)容，如MS Office應(yīng)用、Access數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，或選擇學(xué)生較感興趣的Photoshop圖像處理軟件，及Python的高級應(yīng)用等。

3 結(jié)束語

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程作為公共基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量對各專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)有著十分重要的作用。本文通過分析現(xiàn)階段大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為理念，以提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為核心，以提高學(xué)生對大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的興趣和熱情為主線，以實(shí)現(xiàn)全面提高課程的教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，針對性地提出了將計(jì)算思維與育人有機(jī)結(jié)合、采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式提高線上教學(xué)有效性、課程內(nèi)容與不同專業(yè)有效融合等改進(jìn)策略，為進(jìn)一步提高大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量提供參考，也對其他公共基礎(chǔ)課教學(xué)模式的研究提供借鑒。

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【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2022-06-13

作者簡介：劉奕（1992—） ，女，遼寧沈陽人，助教，碩士，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué);通信作者：張愛國（1969—） ，男，山西臨汾人，副教授，碩士，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)。