導(dǎo)語：大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革新要求一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維為視角，分析了新時代教育現(xiàn)狀下對大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育提出的新要求。為順應(yīng)新需求、新變化，以計算賦能為導(dǎo)向，圍繞如何賦予學(xué)員計算思維能力、計算機操作能力、編程能力等，進行了一定的教學(xué)探索與嘗試，以期培養(yǎng)符合新時代要求的合格人才。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)＋；計算賦能；計算機基礎(chǔ)課程；教學(xué)探索

隨著互聯(lián)網(wǎng)教育與人工智能的不斷發(fā)展，計算思維在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時代也有了創(chuàng)新發(fā)展，即“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維，也稱為“計算思維2．0”。基于新工科思想和理念，在新環(huán)境下如何培養(yǎng)大學(xué)生的“互聯(lián)網(wǎng)＋計算思維”能力、如何指導(dǎo)學(xué)生樹立計算思維、如何強化大學(xué)生的計算機編程、開發(fā)和應(yīng)用能力培養(yǎng)，實現(xiàn)計算機賦能教育等都成為計算機基礎(chǔ)教育工作者探討研究的問題。

一、當前形勢及其對計算機基礎(chǔ)教育提出的新要求

（一）“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代的教育現(xiàn)狀

2019年1月，教育部的《關(guān)于加強網(wǎng)絡(luò)學(xué)習空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》提出，到2022年面向各級各類教育、全體教師和適齡學(xué)生，全面普及綠色安全、可管可控、功能完備、特色鮮明的實名制空間，加快推進人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習型社會建設(shè)［1］。在“互聯(lián)網(wǎng)＋”的沖擊下，一方面雖然獲取知識的途徑增多、效率大幅提高，但是學(xué)生普遍缺乏自主學(xué)習習慣，在缺失監(jiān)管力度的情況下，學(xué)習效果不能保證；另一方面，互聯(lián)網(wǎng)極大地放大了教育資源和老師的作用，從傳統(tǒng)一個教師針對幾十個學(xué)生擴大到一百多或更多，如何在人數(shù)眾多的情況下調(diào)控學(xué)習過程，并從學(xué)生反映出的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習結(jié)果信息中甄別出有價值的評估，是新時代對教師的新考驗。

（二）對計算機基礎(chǔ)教育提出的新要求

一是對計算機技術(shù)的普及要求。傳統(tǒng)授課時的教學(xué)重點，多半放在保證讓學(xué)生會用計算機上，包括掌握Office等常見計算機應(yīng)用軟件的使用方法和技能。但新形勢下，大學(xué)新生的信息化實際操作水平在不斷提升［2］，需要增加了解信息技術(shù)的基本概念和計算機技術(shù)在不同學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用、計算及計算思維的基本內(nèi)涵和計算機問題求解過程、簡單的程序設(shè)計和算法方法，以及計算機新技術(shù)的基本概念和內(nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域和方法等。二是以計算機為工具，具備解決一般問題的能力。在大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，還存在“狹義工具論”的偏見，認為計算機基礎(chǔ)教學(xué)僅僅是教給學(xué)生如何使用計算機進行操作和處理基礎(chǔ)文檔［3］。事實上，新大綱已經(jīng)要求學(xué)生掌握信息處理基本方法和多媒體基礎(chǔ)技術(shù)，并初步具備運用計算機工具解決實際問題的能力。這里的工具不僅包括計算機操作和基本文檔的處理，更多的是指各類與專業(yè)相關(guān)的如圖形圖像處理軟件、計算機安全防護工具、計算機編程處理工具、數(shù)據(jù)庫管理與操作工具等。因此，學(xué)生不僅要了解各類軟件工具的相關(guān)概念，還要能使用一些常用的軟件工具，配合從計算機科學(xué)中提煉的通用型思維方法，解決一些實踐問題。三是融合式計算機教育模式。這里的融合具備兩層含義，一方面是教學(xué)方式的融合，在傳統(tǒng)課堂中引入“SPOC＋翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)模式［4－5］；另一方面，是思維融合，即將計算機科學(xué)領(lǐng)域同本專業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨學(xué)科融合，發(fā)揮計算機科學(xué)在其他科學(xué)工程領(lǐng)域的融合運用，實現(xiàn)CSE（Compu－tinginScienceEngineering）的落地，并將計算思維方法運用于其他科學(xué)領(lǐng)域或應(yīng)用領(lǐng)域，提升新型人才的信息素養(yǎng)。

二、以計算賦能為導(dǎo)向的教學(xué)改革

傳統(tǒng)的計算機基礎(chǔ)課程已無法滿足新形勢下人才信息素養(yǎng)培養(yǎng)的需求，伴隨信息化建設(shè)的快速發(fā)展，計算機基礎(chǔ)課程也應(yīng)順應(yīng)需求而變化，尤其是新形勢下圍繞如何賦予學(xué)生計算思維能力、計算機操作能力、編程能力等計算機應(yīng)用能力，重新定位計算機基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)達到的知識、技能、能力要求，明確相應(yīng)的知識與實踐體系，對課程授課內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式做出相應(yīng)的調(diào)整，解決目前計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)的主要瓶頸問題。

（一）自主學(xué)訓(xùn)增強計算機操作能力

計算機操作能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)是實踐，為此應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排，設(shè)計出合適的教學(xué)方法，構(gòu)建新型實驗體系，建設(shè)自主學(xué)訓(xùn)環(huán)境。以本校實驗教學(xué)為例，課程設(shè)計了涵蓋演示實驗、虛擬實驗、自主實驗和綜合實驗的課程實驗體系，構(gòu)建包括導(dǎo)學(xué)網(wǎng)站、解答微視頻、立體化教材、自測平臺為一體的自主學(xué)訓(xùn)實驗環(huán)境實現(xiàn)了課外實驗的自主學(xué)訓(xùn)，提高了學(xué)員利用信息化技術(shù)和手段進行自主學(xué)習、自主訓(xùn)練的能力。通過自主學(xué)訓(xùn)，使學(xué)員掌握以O(shè)ffice等常見計算機應(yīng)用軟件的使用方法和技能，并達到國家計算機等級考試一級水平。其中，教研室集中力量編寫的立體化教材分為兩個部分。第一部分為計算機基礎(chǔ)應(yīng)用操作，主要包括Windows實驗、辦公自動化實驗、數(shù)據(jù)庫實驗（數(shù)據(jù)庫設(shè)計和查詢設(shè)計等基本使用）、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗、計算機繪圖技術(shù)實驗以及一個綜合實驗項目。每個實驗以實驗?zāi)康臑闋恳浜舷鑼嵉牟襟E，并加以實戰(zhàn)練習，以滿足初學(xué)者的需求，同時在軍事訓(xùn)練網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)均有各實驗的講解視頻，學(xué)員可以參照學(xué)習。第二部分為Python程序設(shè)計實驗，主要對計算機基礎(chǔ)理論知識進行驗證和設(shè)計，涵蓋二進制運算、信息表示、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)等計算機基礎(chǔ)理論體系的實驗案例，以期加深學(xué)員對基礎(chǔ)理論知識的理解和掌握。

（二）融合教學(xué)鞏固計算機編程能力

這里的計算機編程能力主要是指把編程中的基本功做好，包括能閱讀簡單代碼、學(xué)習他人優(yōu)秀代碼的結(jié)構(gòu)、使用“程序流程圖”進行簡單程序設(shè)計和簡單代碼糾錯。新大綱中增加了Python語言的程序設(shè)計和算法，由于受課時限制，課堂上只能做到Python程序的常用語法與基本結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的介紹，而要達到掌握Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、調(diào)試方法，理解Python實現(xiàn)典型算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法，鞏固計算機編程能力，為后續(xù)專業(yè)的程序設(shè)計課程夯實基礎(chǔ)，就必須配合其他教學(xué)方式進行完善。為此，本文充分利用“互聯(lián)網(wǎng)”下獲取知識的高效性和獲取途徑的便捷性，在傳統(tǒng)理論教學(xué)中構(gòu)建了線上線下的混合教學(xué)模式，利用互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)秀教育平臺，通過線上的SPOC自學(xué)和線下的翻轉(zhuǎn)課堂，實現(xiàn)混合式教學(xué)，并以此來督促學(xué)員掌握Python編程的基礎(chǔ)知識，鞏固計算編程能力。計算機編程能力訓(xùn)練流程具體，如圖1所示。

（三）案例引導(dǎo)掌握計算機求解問題能力

對計算機求解問題能力的鍛煉是計算思維中不可或缺的一項，包括問題分析、問題表示、問題抽象、建立模型和模型求解等內(nèi)容。目前，對這一部分的講授多是通過案例教學(xué)，或使用循環(huán)結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)。但在授課過程中，如果加入有一定難度且貼合專業(yè)背景的實戰(zhàn)化案例，就能更好的達成思維融合。因此，本文設(shè)計了一些有特色的實驗案例，如針對Python第三方庫使用設(shè)計的運用Python的圖像處理模塊pillow，進行簡單的圖像裁剪、翻轉(zhuǎn)等基礎(chǔ)處理；針對Python程序結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序結(jié)構(gòu)綜合應(yīng)用案例等。以程序結(jié)構(gòu)綜合應(yīng)用案例為例，案例以運用Python中的Turtle繪制實現(xiàn)“導(dǎo)彈攔截問題”為背景，參考BOPPPS模型，具體課程展開六個步驟。一是導(dǎo)入。以簡單的“發(fā)現(xiàn)敵方一枚導(dǎo)彈來襲，我方為保護陣地發(fā)射一枚導(dǎo)彈攔截”為大背景，引人入勝，激發(fā)興趣。二是目標。讓學(xué)生清楚掌握明確的學(xué)習目的，即程序控制結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用。三是前測。使用Python123平臺進行小測試，獲悉學(xué)生復(fù)習先導(dǎo)知識的情況。四是預(yù)評估。分析前導(dǎo)內(nèi)容學(xué)習情況和后續(xù)課程的重難點。五是參與式學(xué)習。在教員示范講解的基礎(chǔ)上，從淺到深，從易到難，層層設(shè)問，逐步深入；隨后采用小組討論的形式，針對教學(xué)案例進行個案研究，提出改進方案或優(yōu)化，實操編程并展示講解。六是總結(jié)。總結(jié)課堂內(nèi)容，分析導(dǎo)彈的關(guān)鍵技戰(zhàn)術(shù)指標，引出我軍裝備建設(shè)現(xiàn)狀，堅定熱愛軍隊、獻身國防的信念，最后完成作業(yè)布置。整個過程始終貫穿“做中學(xué)”的思路，體現(xiàn)了計算思維在具體應(yīng)用領(lǐng)域的融會貫通。

（四）學(xué)賽一體提升計算機技術(shù)應(yīng)用能力

積極引入課程競賽，通過學(xué)期末課程的圖文設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和Python編程三項競賽，加深學(xué)員對學(xué)習的Office、PS和Python編程內(nèi)容的理解。競賽還設(shè)置答辯環(huán)節(jié)，優(yōu)秀學(xué)員臺上交流學(xué)習和制作過程的心得體會，臺下評委從作品內(nèi)容、創(chuàng)新性、學(xué)生語言表達、儀表風范等方面對其進行綜合測評，并納入課程考核體系，實現(xiàn)學(xué)賽一體，全面提升學(xué)員計算機應(yīng)用水平。同時，教員會進一步選拔優(yōu)秀學(xué)員參加大學(xué)創(chuàng)新俱樂部，參與數(shù)據(jù)恢復(fù)、視頻剪輯與合成、電腦維修120等活動，編程能力突出的學(xué)員會被重點培養(yǎng)參加全國軟件設(shè)計大賽。

三、教學(xué)改革試點情況

目前，大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革在本校已經(jīng)實施，課程遵循“以計算思維為牽引、突出部隊應(yīng)用特色、面向不同專業(yè)要求分類指導(dǎo)”的理念，明確相應(yīng)的知識與實踐體系，融入計算賦能，提升課堂吸引力，實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

（一）實現(xiàn)了學(xué)習態(tài)度的轉(zhuǎn)變

學(xué)員在自主學(xué)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，明確要對自己的學(xué)習而負責，因此他們在訓(xùn)練中參與性增強，注意力集中，在掌握了以O(shè)ffice等常見計算機應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身愛好和特長，進一步加深了對計算機基礎(chǔ)理論知識的理解。以本校2018級某班次教學(xué)情況為例，通過對比授課之前與授課之后學(xué)員的計算機操作水平測試成績（見圖2），可知學(xué)員在自主學(xué)習狀態(tài)下，其成績有了明顯的提高。圖2計算機應(yīng)用水平測試成績前后對比積極引入課程競賽，實現(xiàn)學(xué)賽一體。通過課程的圖文設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和Python編程等競賽選題，將競賽考核納入課程考核體系以及后備競賽“種子選手”的選拔中，形式涵蓋授課內(nèi)容與課程教學(xué)相輔相成的特色學(xué)科。通過學(xué)習，學(xué)員學(xué)期末的選題趨勢發(fā)生很大變化（見圖3）。隨著學(xué)員學(xué)習熱情的增加，他們更愿意以參賽的方式來提升自身的編程水平，從而鍛煉解決實際問題的能力。圖3參與課程競賽不同選題人數(shù)對比。

（二）實現(xiàn)了教學(xué)能力的提高

教員為了更好地開展教學(xué)活動，必須積極參加各類創(chuàng)新教研活動，還要針對改革過程中的需要積極配合編寫有關(guān)案例和教材，根據(jù)課標要求，嚴格按計劃實施，相互學(xué)習、相互促進。課程組教員普遍反映出責任心和教學(xué)熱情的提高，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)反思能力也得到了提升。

參考文獻：

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作者：謝茜 張樹龍 周鋼 單位：海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院 海軍工程大學(xué)