伍丁紅

（湖北經濟學院 信息管理學院，湖北 武漢430205）

一、前言

信息技術發(fā)展進入云計算、物聯(lián)網和大數據時代，對社會經濟生活產生巨大和深遠的影響，對大學生的信息素養(yǎng)和信息技術應用能力提出了更高的要求，對高校計算機基礎教育改革也將產生有力推動作用。適應這種變化和要求，計算機基礎教學應當在教學理念、教學目標、教學手段等方面進行改革創(chuàng)新。圍繞社會經濟發(fā)展對信息化人才的要求，積極探索和實踐有利于培養(yǎng)學生扎實理論基礎、創(chuàng)新思維能力和服務社會意識的教學模式和教學體系。

大學計算機基礎教學經歷了近30年發(fā)展歷程，已成為大學基礎教育的重要組成部分。與其他專業(yè)學科的融合越來越緊密，對其他專業(yè)學科的支撐作用越來越顯重要。大學計算機基礎教學本身正呈現(xiàn)出多元化、網絡化的發(fā)展趨勢。大學對計算機基礎教學的定位更強調培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、思維能力和實踐能力。

由于受傳統(tǒng)“計算機工具論”的影響，目前在高校開設最廣泛的計算機基礎課程，主要講授流行軟件的操作使用方法，從職業(yè)學校到大學文理本科，所開課程的內容大同小異。而軟件的時效性限制，使學生所學的知識與實際工作需要嚴重脫節(jié)。如何有效提高計算機基礎教學質量，滿足學生未來發(fā)展和工作需要，已受到各級領導和計算機教師的高度重視。

二、計算機基礎教學存在的主要問題

（一）教學目標、教學內容跟不上信息技術的發(fā)展要求，以講授“計算機軟件應用”為主的傳授知識技能型的課程，與未來社會對計算思維和計算能力的需求無法形成有效對接。

（二）教學模式、教學手段不能滿足新生差異化的學習需求。新生的計算機知識水平不斷提高,但城鄉(xiāng)學生存在較大差異。

（三）知識量劇增與教學學時不足之間的矛盾。高校擴招，新生量劇增與學校師資力量不足的矛盾。技術更新加速與教師知識老化的矛盾。

（四）應試教育導致的高分低能現(xiàn)象普遍存在。圍繞計算機等級考試，以教師為主導的課堂教學模式與培養(yǎng)學生綜合能力的矛盾。課程“同質”化現(xiàn)象普遍，缺乏與專業(yè)融合的辦學特色。

（五）教學實踐不足和實驗教學設備老化，與培養(yǎng)學生動手能力、研究能力、創(chuàng)新能力的矛盾。

三、計算機基礎教學改革的幾點思路

（一）建立以培養(yǎng)計算思維為核心的教學體系

計算機基礎教學應從轉變教學理念入手，深入研究學生的學習需求和專業(yè)需求，以培養(yǎng)學生的“計算思維”和“計算能力”為目標，構建適應社會信息化發(fā)展需要的新型教學體系。強化知識內容的更新和實踐過程的創(chuàng)新。采用先進教學方法和教學手段，建立新型教學模式，圍繞新建課程體系改編教材。實現(xiàn)從單一知識傳授型教育到計算思維能力培養(yǎng)型教育的轉變。

2010年《九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》強調“需要把培養(yǎng)學生的‘計算思維’能力作為計算機基礎教學的核心任務”。課程目標是“使他們在各自的專業(yè)中能夠有意識地借鑒、引入計算機科學中的一些理念、技術和方法……利用計算機、認識并處理計算機應用中可能出現(xiàn)的問題”。

計算思維是基于計算機科學的一種人類的思維活動，它體現(xiàn)在計算機的基本設計原理和工作過程中，在計算機軟件和信息技術中大量蘊含計算思維。以計算機科學為基礎的計算思維、以數學為基礎的邏輯思維和以物理學為基礎的實驗思維，成為人類思維的三大基石，是科技發(fā)明創(chuàng)造的核心競爭力。

2006年3月，美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真教授給出了計算思維 （Computational Thinking）的定義。她認為：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

培養(yǎng)學生的計算思維，需要對現(xiàn)有課程進行重新整合，課程體系采用“1+X”模式，“1”即“計算機基礎”課程，以培養(yǎng)學生計算機學科的基本素養(yǎng)為目標，重點講授計算機的基本概念，基本原理，基本方法，系統(tǒng)設計和開發(fā)的基本思路，計算思維和應用計算機的思維等通識內容。例如：馮·諾依曼計算機、圖靈機、存儲程序、程序執(zhí)行過程，數制與計算機，面向過程和面向對象程序設計，動態(tài)規(guī)劃、枚舉、遞歸、回溯等算法應用?！癤”即“計算機系統(tǒng)及應用”相關課程，講解計算機軟硬件系統(tǒng)，數據庫和網絡系統(tǒng)等，教學設計補充計算機與專業(yè)融合相關的案例，將計算思維融合到后續(xù)“X”門的應用課程中。

教材編寫以計算思維能力為主線，實用案例為補充。在闡明計算機本質特征和計算思維核心的同時，以社會經濟生活中的問題為案例，講解轉換成計算機處理問題的形式和思路，例如如何搜索信息、建立模型、選用算法、組建系統(tǒng)等。

實踐教學應盡量選擇社會需要的真實任務，培養(yǎng)學生學以致用，綜合解決實際問題的能力，不斷鉆研信息技術的創(chuàng)新能力。

（二）堅持分級分層教學設計

目前計算機基礎教學實行統(tǒng)一教材、統(tǒng)一授課、統(tǒng)一考試一刀切的教學模式，無法滿足學生差異化的學習需求。由于各地區(qū)經濟發(fā)展不平衡，各地中學計算機課程教學條件、教學水平、教學質量存在較大差異，新生入學時計算機水平長期存在較大的梯度。通過對學生問卷調查發(fā)現(xiàn)，部分來自農村和邊遠地區(qū)的學生計算機還處于零基礎狀態(tài)，而來自發(fā)達的大中城市的學生對計算機可以比較熟練操作。統(tǒng)一的教學模式，使基礎差的學生感到吃力，對計算機學習產生恐懼和排斥心理，甚至放棄未來對計算機的探研，基礎較好的學生已經接觸或掌握課程中的部分內容，對學習產生輕視心理，降低了學習的主動性和積極性。

針對這種現(xiàn)狀，部分學校嘗試進行分級教學改革，但因人力物力的限制，并沒有開展實質性的分級教學，而是采取讓基礎較好的學生免修計算機基礎課程。這種做法雖然減輕了教學負擔，但對學生后續(xù)計算機課程學習和計算機應用造成空洞。受中學時計算機課程為高考課程讓路的影響，學生的計算機基礎僅限于會操作的層面，知其然不知其所以然，并未達到大學計算機基礎教學的目標要求。

大學計算機基礎教學改革應當堅持分級分層教學，量才施教。入學時對新生進行基礎水平測試，測試成績分為A、B、C三個起點，針對不同的起點設計相應的課程模塊，學生根據自己的基礎選擇學習相應的模塊。同時根據文理科和藝術類學生不同的思維模式、能力特點和不同的專業(yè)需求，設計可供學生自主學習的網絡課程，培養(yǎng)學生的自學能力。采用分層分級、靈活多樣的教學形式，既節(jié)約教學資源又能得到更好的教學效果。

（三）利用云計算技術優(yōu)化網絡教學平臺建設

目前部分高校開發(fā)了基于校園網的網絡輔助教學平臺，主要功能包括：1.發(fā)布課程信息；2.作業(yè)管理；3.考勤管理；4.共享教學資料等。實現(xiàn)了教學資料、電子課件、作業(yè)上傳等上網基本環(huán)節(jié)。為師生的學習和交流提供了便利條件，學生可方便地獲得輔助學習資料。但平臺建設還處于初級階段，可利用的教學資源有限，功能還有待完善。同時因各校的網絡教學平臺仍處于封閉狀態(tài)，重復開發(fā)重復建設的現(xiàn)象也很普遍，發(fā)展水平并不均衡。所以，應加強同類院校之間的技術合作，共同開發(fā)、開放計算機基礎網絡教學平臺。優(yōu)化資源，節(jié)約人力物力成本。利用云計算技術構建更加個性化和人性化的網絡輔助學習平臺，充分整合教育資源，建設統(tǒng)一的、功能完備的、開放的網絡教學云，具備可視化、互動性、動態(tài)討論、自動判分功能的網絡化學習社區(qū)。

基于云計算的社會化服務學習環(huán)境，教學資源極大地豐富，學生可根據自身基礎、能力、興趣選擇最適合自己的學習內容，變被動學習為主動學習，自主學習能力得到快速提升。在線虛擬化學習社區(qū)，使教學不再受時空和交流的限制，教學過程中教師和學生實時交流互動，教師可以及時了解學生學習效果和存在的問題，使教學更有針對性。同時學生參與討論，實時提問并獲得解答，從而形成一個良性的、高效的學習過程。

充分利用網絡資源，構建虛擬化的云學習社區(qū)，是解決“知識量劇增”與“學時數不足”矛盾的有效途徑，也是解決高校師資力量不足，教學資源短缺的的有效手段。

（四）利用物聯(lián)網技術建立新型網絡實驗平臺

實踐教學是計算機基礎教學的重要環(huán)節(jié)。而學校實驗手段陳舊、實驗設備老化的困境，弱化了實踐教學的效果。利用物聯(lián)網建立新型網絡實驗平臺是實驗教學改革的方向。利用云計算和虛擬技術建立統(tǒng)一管理的高校虛擬實驗室，可以均衡利用各地資源，提高實驗室軟硬件利用率。例如成都電信工程學院開發(fā)的基于云計算的計算機公共課實驗平臺的建設，用一臺服務器替代傳統(tǒng)的幾十臺、幾百臺PC機的功能，硬件成本大幅降低，扭轉了傳統(tǒng)上機每人一臺電腦的資源浪費局面。學生通過實驗平臺可以共享服務軟件和實驗資源，實驗內容和實驗方式得到很好改善，實驗效果和實驗效率得到大幅提升。

通過物聯(lián)網和虛擬技術可以將各個學校甚至更廣區(qū)域的多個實驗室設備和實驗教學系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)實驗設備和實驗數據的資源共享，以最少的投入實現(xiàn)最大的收效。通過可視化軟件設計的模擬實驗場景系統(tǒng)，學生可以得到與實體實驗室一樣真實的教學體驗。帶著真實的實驗任務，進行主動地學習和探索，并通過任務進行舉一反三。在這個過程中，學生的動手能力、應用新技術能力和創(chuàng)新能力得到鍛煉和提升。國內浙江大學、同濟大學和清華大學等學校，已開始研發(fā)和使用這種虛擬實驗教學系統(tǒng)。

（五）建立新型的教學評價體系

重建計算機基礎教學評價體系，是計算機基礎教學改革的重要保障。摒棄把計算機等級考試通過率作為衡量教學效果的標準；用固化的考試軟件考核學生學習效果的做法。計算機基礎教學應與計算機等級考試脫鉤，避免因應試而再開設已淘汰的計算機課程。取消單一的標準化考核模式，建立以學生學習能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力為主導的科學合理的評價體系。考試成績與考核等級相結合，個人成績與小組成績相結合，平時學習成績與期末成績相結合，驗證實驗成績與實踐創(chuàng)新成績相結合的多元化的評價體系。使學生能在老師的引導下，根據自身需要（能力、基礎、興趣）主動而快樂地自發(fā)組織學習。

四、結語

培養(yǎng)適應未來社會發(fā)展需要的信息化人才，滿足各行各業(yè)應用信息技術解決專業(yè)問題能力的需求，是計算機基礎教學的目標和任務,通過不斷更新教學觀念，推動全方位的教學改革，應用先進的教學手段，提高教學質量和教學效率，是計算機教育工作者長期的努力的方向。

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