導語：計算機基礎實驗教學論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在總結近年來大學計算機基礎實驗教學改革的基礎上，提出以協同效應和團隊競爭的模式來進行大學計算機基礎實驗教學的改革。其主要方法是將“協同效應”應用于計算機基礎課程的實驗教學，讓學生以學習團隊的形式參與實驗任務，團隊之間以競爭的方式來決定課程任務分配并輔以一定的激勵，以達到個體式獨立完成實驗任務所不能達到的效果。探討了在協同效應和團隊競爭下學生參與“大學計算機”課程實驗教學的過程和方法。

關鍵詞：協同效應；團隊競爭；計算機基礎；實踐教學

計算機知識對于當代大學生而言已經不是高深難懂的知識，幾乎所有的大學生在高中階段已經接觸過計算機知識。高校開設計算機基礎課程，目的在于培養大學生的計算思維以及運用計算思維去解決實際問題的能力。吳寧、崔舒寧老師提出以“計算思維”能力培養為核心的大學計算機基礎課程改革思路和具體方案[1]；周海芳老師圍繞“大學計算機基礎”分級教學進行了教學內容選擇、實驗項目的建設、課堂教學模式等各方面系統的改革[2]；付瑞平老師則實施“大學計算機基礎”課程分模塊教學的基本情況，并著重大學計算機基礎“模塊”的教學改革與實踐[3]。本研究團隊也探討過學生在模擬現實工作環境下網絡工程課程實驗教學的過程和方法[4]。大學生在專業課程與非專業課程之間具有非常明顯的傾向性選擇，造成了很多大學生對計算機基礎課程不重視，并認為是“無用”的觀念，始終存在學習計算機知識的興趣與計算機思維培養的矛盾性。計算機是一門實踐性非常強的學科，如果不自己動手實踐，對知識的理解就非常有限，對培養利用計算思維解決問題的能力也有限。因此，實驗課程一直是計算機基礎課程中的重中之重。如何提高學生對計算機基礎課程的興趣，如何在實驗課程中進一步深化和理解計算機知識，利用計算思維去解決實際問題，是擺在大學計算機基礎課程實驗教學面前的重要問題。

1協同效應與團隊激勵競爭

協同論是研究不同事物共同特征及其協同機理的新興學科，是近十幾年來獲得發展并被廣泛應用的綜合性學科。協同是指協調兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，協同一致地完成某一目標的過程或能力。任何復雜系統，當在外來能量的作用下或物質聚集態達到某種臨界值時，子系統之間就會產生協同作用。協同效應原本為一種物理化學現象，又稱增效作用，是指兩種或兩種以上的組分相加或調配在一起，所產生的作用大于單獨應用時作用的總和。簡單地說，就是“1+1>2”的效應。學生能力的培養，從范圍上可以分為專業能力、方法能力和社會能力三部分。專業能力是大學生勝任工作、賴以生存的核心本領。由于大學計算機基礎課程面對的是非計算機專業的學生，在互聯網+的時代，專業雖然千差萬別，但都離不開計算思維。大學計算機基礎的實驗課程就是著重培養學生的計算思維，將計算方法用于解決工作和學習的問題，改變學生的思維方式。將協同效應效果應用于教學一直是教學改革的方向之一。楊靜老師將協同創新理念應用于計算機專業教學改革來改變以往傳統的以教師為主的知識傳授教學理念[5]；萬琪老師提到以校企合作教學模式來完善學科知識和實踐動手能力寫結合的培養方式[6]。但此類研究更多的是針對于教師教學的協同效應，而很少涉及到教師與學生之間，學生與學生之間的協同效應的發展以及大學生對自我與團隊合作與競爭意識的培養。基于協同效應是指以學生為主體分成若干團隊，將實驗任務逐步轉化為若干的小任務，分配給學生團隊完成，學生以自己的能力為基礎，承擔項目中相應難度的小任務，團隊成員共同完成實驗項目。這種實驗方法達到的效果會比學生單個自主完成實驗任務會大得多，因為計算機基礎課程的主要目的是培養學生用計算思維去解決問題，而不是單純的學習計算機知識。激勵競爭式是指學生在團隊中任務明確，各人有主次之分，有合作者和競爭者，團隊與團隊也有競爭，這樣可以培養學生的方法能力和社會能力。使之在實驗中既能掌握知識和技能，又能有創新、合作、計劃等工作中不可或缺的能力。將協同效應應用于計算機基礎課程的實驗教學，適當的課程任務分配，再輔以一定的激勵，可以達到個體式獨立完成實驗任務所不能達到的效果。不僅可以培養學生的團隊合作能力，促進學生社會能力的增加，減少學生以個人為中心的主觀性，并增加他們學習的計算機基礎課程的興趣。

2協同效應下的團隊激勵競爭式教學實踐

基于協同效應的團隊激勵競爭式的實驗教學是對大學計算機基礎課程，將課程的實驗教學任務模塊化。以往的實驗任務都是單一的小實驗，針對的是獨立個體的學生，而實驗效果的好壞較大程度上取決于學生的主觀能動性。而將實驗任務模塊化，將每次實驗描述成一完整的模塊，實驗模塊有不同難度，每個模塊又涉及由淺至深的若干任務，并組成一個大任務。學生自由組成團隊，團隊成員可以根據自身的學習程度來選擇難易不同的實驗模塊來完成，得到不同的實驗分值。在同一組內的成員也可以根據自身的特點，來選擇相應的小任務。團隊成員合作完成實驗模塊，選擇相同實驗模塊的團隊與團隊之間存在競爭關系，教師在實驗分值，平時成績等方面輔以激勵措施，最后以書面以及演示方式來綜合評價該團隊的成績，并根據團隊成員選擇任務的難易來確定成員的實驗分值。以實驗模塊的完成度為基礎，在完成過程中培養學生獨立思考的能力，互相協作的能力，最終在這個過程中完成對學生計算思維的培養。在這種實踐教學的過程中，老師要求完成的上機任務轉變成一個人人參與的創造實踐活動，注重的不僅僅是最終的結果，還包括完成任務的全過程。學生在這一過程中，理解和把握大學計算機基礎課程要求的知識和技能，體驗探索的艱辛與樂趣，培養發現問題、分析問題和解決問題的計算思維，培養團隊協作意識。這樣，學生的專業能力和綜合能力才能得到進一步提高，達到協同效應中1+1>2的效果。2.1教學的基本流程。第一步，讓學生以自由組合為基礎，教師組織為輔助，教師觀察學生的能力大小和知識掌握的程度，建立能力差別不大的學生學習小團隊。小團隊中的學生完成任務有主次之分，能力有差別。第二步，利用實驗法對課程進行實驗教學改革，有針對性，有目的性地確定實驗模塊。最后，用經驗總結法進行總結，并制訂下一步研究目標。為了營造這種互相協同，互相競爭的學習氛圍，我們可在教學條件允許的情況下通過模擬招投標的方式選擇實驗模塊。結合實際教學實踐，基本流程為：設立目標，成立團隊→競爭式獲取實驗模塊→實踐教學任務的協同實施→評價體系，如圖1所示。2.2教學/學習的基礎——學習團隊。學生在經過一個學期的學習后，對課程有一定的了解，對合作的同學也有一定的了解，在此基礎上，自由組織成團隊。在組織過程中，教師應該適當干預，最好避免團隊與團隊之間，成員與成員之間形成較大差異。2.3團隊磨合，形成團隊特點。有了團隊，學生在團隊里就可以各司其職了。團隊也需要有自己的特點，為了讓學生在團隊中體驗到工作環境和對自身組織的歸屬感，學生需要形成團隊主人翁的意識，通過這種方式，逐漸引導學生進入到接近真實的類工作環境中，為學習做好必要的組織架構搭建和精神準備。2.4教學的實施階段第一，實驗模塊的選擇。每一次的實驗模塊和其中的任務確立，都是根據需要分析得來的，通過不斷了解學生的學習狀況，最終確立適當的任務。第二，制訂完成模塊的計劃。學生根據具體模塊。難易程度制定相應的完成計劃，有步驟、分階段完成任務。教師將每一個知識體系用不同的子任務具體體現出來，各子任務再串連成完整的實驗任務。在這個過程中，完成相同實驗項目的團隊間有競爭，團隊成員分工合作互相學習、互相促進。第三，團隊成員協同開展實驗模塊。根據團隊獲得的實驗模塊來完成/實施計劃書，以學生為主體，教師為輔引導學生參與并評論，充分體現師生共同學習、共同進步的良好教學氛圍。這樣，經過思想的碰撞能產生新的創意，同時也教會學生如何合作，如何研究的思維方式，既能夠完成力所能及的小任務，又能為團隊貢獻力量，并能與其他成員互相取長補短。以完成實驗模塊為目標，以團隊為學習單位的方式有利于學生討論和發現問題，分析問題和解決問題。第四，審核評估。當實驗課程結束后，統一進行評價，評價的目的不僅是為了評出成績，而是為了檢驗學生的學習情況及掌握程度，更是為了改進任務以便后期應用。第五，驗收并建立文檔。這種實踐教學強調學生間的互相合作，個性與共性的磨合。在對實驗模塊各方面進行評價后，教師可以根據實際情況完善和改進實驗模塊，歸檔以便于今后進一步的研究。

3協同競爭式實驗教學的關鍵點和實踐

3.1實施的關鍵點和難點。協同效應的激勵競爭式實驗教學是以學生團體為基礎進行的教學活動，關鍵點如下。一是任課老師必須把握全局，對實驗模塊的設立要適合，難度要有層次，組成實驗模塊的小任務也需要精挑細選，滿足不同學習情況的學生。同時要對學生組成的團隊能力進行評估并輔助他們選擇適當的實驗模塊。二是需要對學生組成的團隊進行必要的干預，要保證學生組成的團隊之間學習能力不能相差太多，這對課程的實踐活動開展起到關鍵性作用。三是激勵措施與競爭機制設置的合理性，以及需要避免協同效應的產生的負效果。難點是學生是否有足夠的自我學習能力和自我約束能力。學生能力良莠不齊，在協同完成實驗模塊并且與其他團隊競爭時可能會出現各種各樣的問題，同時在團隊中學生需要共同努力，而不是某個學生的獨立完成整個實驗模塊。3.2大學計算機B2課程的實踐。本次實踐教學研究的對象是大學計算機B2課程大一學生。本課程的主要目標是計算思維培養，內容是編程算法的講解。在學學計算機B1課程并掌握編程的基礎知識后，選擇B2課程對于知識的運用和實驗模塊的選擇上更加方便，也更利于觀察實驗教學改革的效果。操作環境是本學院計算機基礎實驗中心。首先，在16級的學生中以民主集中的方式組成學習團隊，利用平時的課堂練習以及預備實驗模塊進行團隊磨合，便于團隊成員之間的互相了解，并允許在正式實驗模塊開展之前變更成員。其次，教師根據課程的教學目標將實驗分為基礎知識型模塊，綜合練習型模塊，創新型模塊，分別對應基礎知識的理解，綜合知識的程序編寫以及獨立問題的程序編寫。每個模塊中根據教學進度分成不同難度、不同層次的小模塊以便各個團隊的不同選擇。每一個階段都對應著難度、理解度以及完成度的分值，并輔以一定的激勵。學期結束時，根據加權系統來評估各個團隊的實驗模塊完成情況，最后還需要評估學生的個人知識掌握情況。經過一個學期的實驗教學，學生在知識理解度上有明顯提升，教師對知識的講解也更加深入。同時學生的學習積極性明顯提升，有效的改善了理論教學課堂的氛圍，在期末考核中學生的成績大幅度提升。每個學習團隊中都出現“骨干”的成員，他們會帶領團隊完成實驗模塊。在這個過程中，成員之間的協調協作能力明顯增加，這說明協調競爭式的實驗教學已經初步提高了學生學習計算機的積極性，也幫助學生提升團隊協作能力，而適當的激勵措施讓學生更有干勁。3.3探索的結果與未來展望。3.3.1探索的結果。基于協同效應的團隊激勵競爭式大學計算機基礎課程實驗教學改革，通過學生自由組合團隊完成實驗模塊，來達到學生學習知識以及能力培養的1+1>2的效果。通過這種方式逐漸引導學生進入到協同合作環境中，為在工作中學習做好必要的組織架構搭建和精神準備。讓學生骨干來帶動其他學生的學習積極性，對優秀學生的方法能力及社會能力是一種鍛煉。而通過難度程度各異的多任務實驗模塊，可以讓全體學生都能獲得不同的學習體驗以及能力培養。這種教學方式在實施過程中還是有不足之處。第一，實驗模塊的建立和劃分需耗費大量的人力、物力，這需要不斷改進。第二，雖然教師的干涉能夠在一定程度上避免團隊差異過大，但不能完全避免。“能力差”的團隊在競爭實驗模塊中處于弱勢，并且在后續中持續保持低迷的狀況，需探討改變和提升這種團隊的方法/措施，避免惡性循環打擊學生學習的積極性。第三，團隊與團隊之間，團隊成員之間的有效溝通也是必須關注的主要問題。這些都是基于協同效應的團隊激勵競爭式實踐教學亟待解決的問題。3.3.2未來展望。以基于協同效應的團隊激勵競爭式實踐教學為基礎，爭取將高校中教授的計算機相關知識和課程融合成為一個有機整體，改變學習知識的階段性和獨立性。相同的學習團隊可以延展到本專業的其他課程或者知識上，使協同效應能夠應用于各種知識的學習中，發揮其更大的作用。

參考文獻:

[1]吳寧,崔舒寧.以計算思維能力培養為核心的大學計算機基礎課程教學內容改革研究[J].計算機教育,2012.7:106-110

[2]周海芳,王挺.大學計算機基礎課程分級教學改革實踐[J].高等教育研究學報,2011.4:73-76

[3]付瑞平.大學計算機基礎分模塊教學的探索與實踐[J].計算機時代,2014.1:49-51

[4]陳虹,饒婕,譚敏生.虛擬企業模式下網絡工程實驗教學的實踐探索[J].計算機時代,2016.4:83-85

[5]楊靜.協同創新理念應用于計算機專業教學改革的研究[J].湖北警官學院學報,2015.1:152-154

[6]萬琪.校企協同培養模式下的計算機專業實踐教學改革分析[J].網絡安全技術與應用,2014.12:196-196

作者:陳虹 饒婕 單位:南華大學計算機學院