導(dǎo)語(yǔ)：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革新要求一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)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(shí)代教育現(xiàn)狀下對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育提出的新要求。為順應(yīng)新需求、新變化，以計(jì)算賦能為導(dǎo)向，圍繞如何賦予學(xué)員計(jì)算思維能力、計(jì)算機(jī)操作能力、編程能力等，進(jìn)行了一定的教學(xué)探索與嘗試，以期培養(yǎng)符合新時(shí)代要求的合格人才。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)＋；計(jì)算賦能；計(jì)算機(jī)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(jì)算思維在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)代也有了創(chuàng)新發(fā)展，即“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維，也稱(chēng)為“計(jì)算思維2．0”?；谛鹿た扑枷牒屠砟睿谛颅h(huán)境下如何培養(yǎng)大學(xué)生的“互聯(lián)網(wǎng)＋計(jì)算思維”能力、如何指導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立計(jì)算思維、如何強(qiáng)化大學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)賦能教育等都成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育工作者探討研究的問(wèn)題。

一、當(dāng)前形勢(shì)及其對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育提出的新要求

（一）“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代的教育現(xiàn)狀

2019年1月，教育部的《關(guān)于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，到2022年面向各級(jí)各類(lèi)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(shí)名制空間，加快推進(jìn)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)［1］。在“互聯(lián)網(wǎng)＋”的沖擊下，一方面雖然獲取知識(shí)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(xí)習(xí)慣，在缺失監(jiān)管力度的情況下，學(xué)習(xí)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(gè)教師針對(duì)幾十個(gè)學(xué)生擴(kuò)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(xí)過(guò)程，并從學(xué)生反映出的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)果信息中甄別出有價(jià)值的評(píng)估，是新時(shí)代對(duì)教師的新考驗(yàn)。

（二）對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育提出的新要求

一是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及要求。傳統(tǒng)授課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)，多半放在保證讓學(xué)生會(huì)用計(jì)算機(jī)上，包括掌握Office等常見(jiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的使用方法和技能。但新形勢(shì)下，大學(xué)新生的信息化實(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)在不同學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用、計(jì)算及計(jì)算思維的基本內(nèi)涵和計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解過(guò)程、簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)和算法方法，以及計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)為工具，具備解決一般問(wèn)題的能力。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，還存在“狹義工具論”的偏見(jiàn)，認(rèn)為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)僅僅是教給學(xué)生如何使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作和處理基礎(chǔ)文檔［3］。事實(shí)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(yùn)用計(jì)算機(jī)工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這里的工具不僅包括計(jì)算機(jī)操作和基本文檔的處理，更多的是指各類(lèi)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的如圖形圖像處理軟件、計(jì)算機(jī)安全防護(hù)工具、計(jì)算機(jī)編程處理工具、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與操作工具等。因此，學(xué)生不僅要了解各類(lèi)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(jì)算機(jī)科學(xué)中提煉的通用型思維方法，解決一些實(shí)踐問(wèn)題。三是融合式計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域同本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨學(xué)科融合，發(fā)揮計(jì)算機(jī)科學(xué)在其他科學(xué)工程領(lǐng)域的融合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)CSE（Compu－tinginScienceEngineering）的落地，并將計(jì)算思維方法運(yùn)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(jì)算賦能為導(dǎo)向的教學(xué)改革

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程已無(wú)法滿(mǎn)足新形勢(shì)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程也應(yīng)順應(yīng)需求而變化，尤其是新形勢(shì)下圍繞如何賦予學(xué)生計(jì)算思維能力、計(jì)算機(jī)操作能力、編程能力等計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，重新定位計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)、技能、能力要求，明確相應(yīng)的知識(shí)與實(shí)踐體系，對(duì)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的主要瓶頸問(wèn)題。

（一）自主學(xué)訓(xùn)增強(qiáng)計(jì)算機(jī)操作能力

計(jì)算機(jī)操作能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)是實(shí)踐，為此應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排，設(shè)計(jì)出合適的教學(xué)方法，構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)體系，建設(shè)自主學(xué)訓(xùn)環(huán)境。以本校實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，課程設(shè)計(jì)了涵蓋演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的課程實(shí)驗(yàn)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(cè)平臺(tái)為一體的自主學(xué)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了課外實(shí)驗(yàn)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(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自主訓(xùn)練的能力。通過(guò)自主學(xué)訓(xùn)，使學(xué)員掌握以O(shè)ffice等常見(jiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的使用方法和技能，并達(dá)到國(guó)家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)水平。其中，教研室集中力量編寫(xiě)的立體化教材分為兩個(gè)部分。第一部分為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用操作，主要包括Windows實(shí)驗(yàn)、辦公自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)（數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)等基本使用）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)實(shí)驗(yàn)以及一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。每個(gè)實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闋恳?，配合翔?shí)的步驟，并加以實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，以滿(mǎn)足初學(xué)者的需求，同時(shí)在軍事訓(xùn)練網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)均有各實(shí)驗(yàn)的講解視頻，學(xué)員可以參照學(xué)習(xí)。第二部分為Python程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，主要對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證和設(shè)計(jì)，涵蓋二進(jìn)制運(yùn)算、信息表示、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論體系的實(shí)驗(yàn)案例，以期加深學(xué)員對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和掌握。

（二）融合教學(xué)鞏固計(jì)算機(jī)編程能力

這里的計(jì)算機(jī)編程能力主要是指把編程中的基本功做好，包括能閱讀簡(jiǎn)單代碼、學(xué)習(xí)他人優(yōu)秀代碼的結(jié)構(gòu)、使用“程序流程圖”進(jìn)行簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單代碼糾錯(cuò)。新大綱中增加了Python語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)和算法，由于受課時(shí)限制，課堂上只能做到Python程序的常用語(yǔ)法與基本結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的介紹，而要達(dá)到掌握Python的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、調(diào)試方法，理解Python實(shí)現(xiàn)典型算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法，鞏固計(jì)算機(jī)編程能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程夯實(shí)基礎(chǔ)，就必須配合其他教學(xué)方式進(jìn)行完善。為此，本文充分利用“互聯(lián)網(wǎng)”下獲取知識(shí)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(tái)，通過(guò)線上的SPOC自學(xué)和線下的翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)，并以此來(lái)督促學(xué)員掌握Python編程的基礎(chǔ)知識(shí)，鞏固計(jì)算編程能力。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)求解問(wèn)題能力

對(duì)計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題能力的鍛煉是計(jì)算思維中不可或缺的一項(xiàng)，包括問(wèn)題分析、問(wèn)題表示、問(wèn)題抽象、建立模型和模型求解等內(nèi)容。目前，對(duì)這一部分的講授多是通過(guò)案例教學(xué)，或使用循環(huán)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)。但在授課過(guò)程中，如果加入有一定難度且貼合專(zhuān)業(yè)背景的實(shí)戰(zhàn)化案例，就能更好的達(dá)成思維融合。因此，本文設(shè)計(jì)了一些有特色的實(shí)驗(yàn)案例，如針對(duì)Python第三方庫(kù)使用設(shè)計(jì)的運(yùn)用Python的圖像處理模塊pillow，進(jìn)行簡(jiǎn)單的圖像裁剪、翻轉(zhuǎn)等基礎(chǔ)處理；針對(duì)Python程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yùn)用Python中的Turtle繪制實(shí)現(xiàn)“導(dǎo)彈攔截問(wèn)題”為背景，參考BOPPPS模型，具體課程展開(kāi)六個(gè)步驟。一是導(dǎo)入。以簡(jiǎn)單的“發(fā)現(xiàn)敵方一枚導(dǎo)彈來(lái)襲，我方為保護(hù)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(biāo)。讓學(xué)生清楚掌握明確的學(xué)習(xí)目的，即程序控制結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用。三是前測(cè)。使用Python123平臺(tái)進(jìn)行小測(cè)試，獲悉學(xué)生復(fù)習(xí)先導(dǎo)知識(shí)的情況。四是預(yù)評(píng)估。分析前導(dǎo)內(nèi)容學(xué)習(xí)情況和后續(xù)課程的重難點(diǎn)。五是參與式學(xué)習(xí)。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(wèn)，逐步深入；隨后采用小組討論的形式，針對(duì)教學(xué)案例進(jìn)行個(gè)案研究，提出改進(jìn)方案或優(yōu)化，實(shí)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(biāo)，引出我軍裝備建設(shè)現(xiàn)狀，堅(jiān)定熱愛(ài)軍隊(duì)、獻(xiàn)身國(guó)防的信念，最后完成作業(yè)布置。整個(gè)過(guò)程始終貫穿“做中學(xué)”的思路，體現(xiàn)了計(jì)算思維在具體應(yīng)用領(lǐng)域的融會(huì)貫通。

（四）學(xué)賽一體提升計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力

積極引入課程競(jìng)賽，通過(guò)學(xué)期末課程的圖文設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和Python編程三項(xiàng)競(jìng)賽，加深學(xué)員對(duì)學(xué)習(xí)的Office、PS和Python編程內(nèi)容的理解。競(jìng)賽還設(shè)置答辯環(huán)節(jié)，優(yōu)秀學(xué)員臺(tái)上交流學(xué)習(xí)和制作過(guò)程的心得體會(huì)，臺(tái)下評(píng)委從作品內(nèi)容、創(chuàng)新性、學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)、儀表風(fēng)范等方面對(duì)其進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，并納入課程考核體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)賽一體，全面提升學(xué)員計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平。同時(shí)，教員會(huì)進(jìn)一步選拔優(yōu)秀學(xué)員參加大學(xué)創(chuàng)新俱樂(lè)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(dòng)，編程能力突出的學(xué)員會(huì)被重點(diǎn)培養(yǎng)參加全國(guó)軟件設(shè)計(jì)大賽。

三、教學(xué)改革試點(diǎn)情況

目前，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革在本校已經(jīng)實(shí)施，課程遵循“以計(jì)算思維為牽引、突出部隊(duì)?wèi)?yīng)用特色、面向不同專(zhuān)業(yè)要求分類(lèi)指導(dǎo)”的理念，明確相應(yīng)的知識(shí)與實(shí)踐體系，融入計(jì)算賦能，提升課堂吸引力，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

（一）實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)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(duì)自己的學(xué)習(xí)而負(fù)責(zé)，因此他們?cè)谟?xùn)練中參與性增強(qiáng)，注意力集中，在掌握了以O(shè)ffice等常見(jiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身愛(ài)好和特長(zhǎng)，進(jìn)一步加深了對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解。以本校2018級(jí)某班次教學(xué)情況為例，通過(guò)對(duì)比授課之前與授課之后學(xué)員的計(jì)算機(jī)操作水平測(cè)試成績(jī)（見(jiàn)圖2），可知學(xué)員在自主學(xué)習(xí)狀態(tài)下，其成績(jī)有了明顯的提高。圖2計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平測(cè)試成績(jī)前后對(duì)比積極引入課程競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)學(xué)賽一體。通過(guò)課程的圖文設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和Python編程等競(jìng)賽選題，將競(jìng)賽考核納入課程考核體系以及后備競(jìng)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(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)員學(xué)期末的選題趨勢(shì)發(fā)生很大變化（見(jiàn)圖3）。隨著學(xué)員學(xué)習(xí)熱情的增加，他們更愿意以參賽的方式來(lái)提升自身的編程水平，從而鍛煉解決實(shí)際問(wèn)題的能力。圖3參與課程競(jìng)賽不同選題人數(shù)對(duì)比。

（二）實(shí)現(xiàn)了教學(xué)能力的提高

教員為了更好地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，必須積極參加各類(lèi)創(chuàng)新教研活動(dòng)，還要針對(duì)改革過(guò)程中的需要積極配合編寫(xiě)有關(guān)案例和教材，根據(jù)課標(biāo)要求，嚴(yán)格按計(jì)劃實(shí)施，相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)。課程組教員普遍反映出責(zé)任心和教學(xué)熱情的提高，教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)反思能力也得到了提升。

參考文獻(xiàn)：

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作者：謝茜 張樹(shù)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)