郭小燕，韓俊英

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070)

大學(xué)計(jì)算機(jī)教育是培養(yǎng)信息時(shí)代大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)。但在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程在中小學(xué)早已普及，使得許多大學(xué)生在入校時(shí)已具備一定的計(jì)算機(jī)操作技能，這對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)教育提供了基礎(chǔ)，同時(shí)也造成了一定的沖擊。大學(xué)計(jì)算機(jī)教育將何去何從，這引發(fā)許多本科院校對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的課程結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及定位的再一次思考，同時(shí)也將其推到不得不進(jìn)行改革的風(fēng)口浪尖上。

一、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程性質(zhì)及發(fā)展歷程

自20世紀(jì)80年代我國(guó)各個(gè)大學(xué)普遍開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程以來(lái)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)在不斷的改革與調(diào)整中主要經(jīng)歷了以下3個(gè)階段［1］。

(一)第一階段

1997年教育部高教司發(fā)布了《加強(qiáng)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)工作的幾點(diǎn)意見(jiàn)》(即155號(hào)文件)，同時(shí)規(guī)劃了“計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)”、“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”、“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”、“計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用基礎(chǔ)”5門(mén)課程及教學(xué)基本要求，確立了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的地位，并對(duì)課程體系作了規(guī)范化整合。

(二)第二階段

起始于2004年，在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意見(jiàn)暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》中，明確提出了進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的若干建議，構(gòu)建了“1+X”的課程設(shè)置方案，并將“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”作為第一門(mén)課程。此項(xiàng)改革促進(jìn)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)不斷向科學(xué)、規(guī)范、成熟的方向發(fā)展。從早期對(duì)于大學(xué)生計(jì)算機(jī)技能的培養(yǎng)，逐步過(guò)渡到對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

(三)第三階段

2010年，北京大學(xué)、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等9所“985工程”高校在西安召開(kāi)了首屆“九校聯(lián)盟(C9)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會(huì)”。會(huì)后發(fā)表了《九校聯(lián)盟(C9)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》達(dá)成4點(diǎn)共識(shí):(1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)。(2)旗幟鮮明地把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)。(3)進(jìn)一步確立計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)地位，加強(qiáng)隊(duì)伍和機(jī)制建設(shè)。(4)加強(qiáng)以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究［2］。

會(huì)后，國(guó)家明確定位計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是和數(shù)學(xué)、物理同地位的基礎(chǔ)課程，計(jì)算機(jī)不僅為不同專(zhuān)業(yè)提供解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的有效方法和手段，而且提供了一種獨(dú)特的處理問(wèn)題的思維方式——計(jì)算思維，這也成為推動(dòng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育邁入第三次重大改革的主要力量。

計(jì)算思維作為推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)文明進(jìn)步和科技發(fā)展的3大科學(xué)思維(理論思維、實(shí)驗(yàn)思維和計(jì)算思維)之一，以計(jì)算思維培養(yǎng)為切人點(diǎn)是今后大學(xué)計(jì)算機(jī)課程深化改革、提高質(zhì)量的核心任務(wù)。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程所面臨的危機(jī)

現(xiàn)階段，除一些985，211重點(diǎn)院校以及部分一本院校外，大部分二本院校，農(nóng)林院校，師范院校，醫(yī)科院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的發(fā)展仍處在第二階段，因此，面臨計(jì)算機(jī)的普及、全民信息化的背景，以及中小學(xué)生已開(kāi)設(shè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)課程，大學(xué)生入學(xué)時(shí)已具備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)能力的現(xiàn)實(shí)，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程正遭遇著巨大的危機(jī)，以至大學(xué)生、教師、學(xué)校、社會(huì)、對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程都產(chǎn)生了懷疑，同時(shí)圍繞這門(mén)課程是否有意義，是否該保留，是否應(yīng)該弱化，展開(kāi)了激烈的討論，歸結(jié)起來(lái)，產(chǎn)生這種懷疑的主要原因有以下兩點(diǎn)。

(一)狹義工具論

認(rèn)為教計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)就是教授計(jì)算機(jī)工具及其使用方法。許多大學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的重點(diǎn)是一些實(shí)用軟件及工具的介紹，“工具”意味著它是一種輔助性學(xué)科，并不是主業(yè)，這種狹隘的認(rèn)知對(duì)信息科技的全民普及極其有害。

(二)課程內(nèi)容設(shè)置不合理

課程的內(nèi)容與大學(xué)生在中學(xué)時(shí)學(xué)到的計(jì)算機(jī)的內(nèi)容有較大的重復(fù)，學(xué)生在上課時(shí)提不起興趣。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程在理論課堂中沿襲多年不變的以講解Office應(yīng)用軟件的操作為主，使學(xué)生聽(tīng)課與練習(xí)脫節(jié)，從而喪失學(xué)習(xí)的興趣。加之教師自身對(duì)課程的理解不充分，面臨學(xué)生以及社會(huì)的質(zhì)疑，教師對(duì)課程也開(kāi)始懷疑，并陷入進(jìn)退兩難的尷尬境地。

三、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革方案

(一)改革思路

響應(yīng)教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)所提出的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程新一輪改革的思路，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為導(dǎo)向，以提高大學(xué)計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力為目標(biāo)，深入推進(jìn)基礎(chǔ)課程改革，促使高校大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育盡快邁進(jìn)到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的第三個(gè)階段，開(kāi)啟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的歷程。

學(xué)生審題能力在“趣味四部曲”中悄然提升，相信其他方面的學(xué)習(xí)如果能緊緊抓住“趣味性”這一主線，一定可以讓學(xué)生在輕松、愉悅的氛圍之中主動(dòng)學(xué)習(xí)并掌握。

(二)改革方案

1．在課堂教學(xué)中加強(qiáng)計(jì)算思維的培養(yǎng)。計(jì)算思維(Computational Thinking，CT)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類(lèi)行為，本質(zhì)是抽象化和自動(dòng)化。它是如同所有人都具備“讀、寫(xiě)、算”(簡(jiǎn)稱(chēng)3R)能力一樣，都必須具備的思維能力［3］。大學(xué)計(jì)算機(jī)課程對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)，不能停留在技能、工具培養(yǎng)的層次，而是將學(xué)生思維能力的培養(yǎng)作為一個(gè)重要任務(wù)，并將其提升到一個(gè)新的高度，使計(jì)算機(jī)不只是軟件、硬件等人造物呈現(xiàn)給我們的生活，而是讓它被人們用來(lái)求解問(wèn)題、管理日常生活以及與他人進(jìn)行交流和互動(dòng)。計(jì)算機(jī)枯燥且沉悶，人類(lèi)聰穎且富有想象力。是人類(lèi)賦予計(jì)算機(jī)激情，反過(guò)來(lái)，是計(jì)算機(jī)給了人類(lèi)強(qiáng)大的計(jì)算能力，人類(lèi)可以利用這種力量去解決大量計(jì)算的問(wèn)題［4］，以下兩個(gè)示例來(lái)說(shuō)明人類(lèi)思維與計(jì)算思維的相輔相承。

示例1將兩個(gè)變量x，y中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。

思維方式

(1)變量是內(nèi)存中的空間，可將其看作一個(gè)容器，用來(lái)存放數(shù)據(jù)。

(2)有x，y兩個(gè)容器，分別放著數(shù)據(jù)5和數(shù)據(jù)6(假設(shè))，任務(wù)是將兩個(gè)容器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。

(3)生活中的實(shí)例，有兩個(gè)杯子，紅杯里面盛有牛奶，藍(lán)杯里盛有水，任務(wù)是將兩個(gè)杯中液體進(jìn)行交換。

(4)生活中的實(shí)例的解決方案是，再借助一個(gè)杯子。

(5)計(jì)算機(jī)中問(wèn)題的解決方案類(lèi)似，再借助一個(gè)變量t。

(6)計(jì)算機(jī)程序段:

T=x:x=y:y=t示例2將10個(gè)數(shù)據(jù)存放在數(shù)組中，求這10個(gè)數(shù)中的最大數(shù)。

思維方式

(1)10個(gè)數(shù)放在10個(gè)連續(xù)的容器中，分別以a(1)到a(10)編號(hào)，求這些容器存放的最大數(shù)。

(2)生活中的實(shí)例，10個(gè)盒子，每個(gè)盒子中都放了1個(gè)蘋(píng)果，找出盒子中放置的最大蘋(píng)果。

(3)生活中實(shí)例的解決辦法，假定第一個(gè)盒子中的蘋(píng)果最大，拿它跟第二個(gè)盒子的蘋(píng)果相比較，如果第二個(gè)盒子里的蘋(píng)果比較大，拿起第二個(gè)蘋(píng)果，再跟第三個(gè)比較，依此類(lèi)推，將剩下的9個(gè)蘋(píng)果逐個(gè)做比較，總是拿起較大的蘋(píng)果，比較結(jié)束時(shí)，最后手中拿到的就是最大的蘋(píng)果。

(4)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)

Max=a(1)

For i=2 to 10

If max＜a(i)then max=a(i)

Next i

Print max

由此可見(jiàn)，計(jì)算思維與人類(lèi)思維相互滲透。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教育中，應(yīng)該注重技能培養(yǎng)與計(jì)算思維并重，在課堂中注意培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，同時(shí)也將計(jì)算思維和日常生活相聯(lián)系。

2．優(yōu)化計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程培養(yǎng)層次。以教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程第三次重大改革的思路和內(nèi)容為導(dǎo)向，提出對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)分層次開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的模式。分別為“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”，“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)”，“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)提高”，“計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用與興趣培養(yǎng)”4個(gè)層次，如表1所示。

(1)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ):開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程，以培養(yǎng)學(xué)生具有最基本的計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能為目標(biāo)，訓(xùn)練學(xué)生計(jì)算機(jī)操作能力為任務(wù)。理論部分主要為計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、算法基礎(chǔ)，實(shí)踐部分分為主流辦公軟件(Word，Excel，PowerPoint)的使用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)操作兩大組成部分。

(2)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì):以培養(yǎng)學(xué)生具有邏輯思維的能力和基本的程序設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，以訓(xùn)練學(xué)生具有用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力為任務(wù)。針對(duì)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)分別開(kāi)設(shè)“VB程序設(shè)計(jì)”，“C程序設(shè)計(jì)”，“VFP程序設(shè)計(jì)”。

(3)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)提高:以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，以訓(xùn)練大學(xué)生對(duì)于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的綜合應(yīng)用能力為任務(wù)。針對(duì)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)分別開(kāi)設(shè)《VB程序設(shè)計(jì)提高》，《C程序設(shè)計(jì)提高》，《VFP程序設(shè)計(jì)提高》。

(4)計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用與興趣培養(yǎng):以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)興趣，計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力為目標(biāo)，訓(xùn)練學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力，開(kāi)闊學(xué)生眼界為任務(wù)。開(kāi)設(shè)的課程有“網(wǎng)站建設(shè)與網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)”，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用”，“多媒體技術(shù)及應(yīng)用”，“數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”，“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”，“Photoshop圖像處理與創(chuàng)意”，“Excel函數(shù)應(yīng)用”，“電腦文秘與行政辦公”，“Flash動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)”等公共選修。

表1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革方案

3．加強(qiáng)對(duì)“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程的改革?！坝?jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程作為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育開(kāi)設(shè)的第一門(mén)課程，以培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論和基本操作為主，對(duì)后續(xù)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的開(kāi)設(shè)提供基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)大學(xué)生計(jì)算思維的起點(diǎn)，同時(shí)也是最備受質(zhì)疑的一門(mén)課程，現(xiàn)提出以下改革方案。

(1)調(diào)整理論課程結(jié)構(gòu)，將Office的講解從理論課中去除，理論課以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為主，Office的使用只在實(shí)驗(yàn)中講解，知識(shí)結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2。

表2 以計(jì)算思維為導(dǎo)向的非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程知識(shí)體系

(2)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課的授課內(nèi)容。鑒于中小學(xué)生已開(kāi)設(shè)相關(guān)的計(jì)算機(jī)課程，入學(xué)大學(xué)生已具備基本計(jì)算機(jī)使用能力，將Office的基本操作內(nèi)容:如字體設(shè)置，段落設(shè)置，插入圖片等在中學(xué)生已學(xué)內(nèi)容在大學(xué)課堂中不講或弱講，在實(shí)驗(yàn)部分重點(diǎn)對(duì)學(xué)生自學(xué)時(shí)很難掌握，但又和學(xué)生日常生活、學(xué)習(xí)關(guān)系密切的內(nèi)容加強(qiáng)訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)部分知識(shí)結(jié)構(gòu)如表3所示:

表3 優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)課授課內(nèi)容

4．加強(qiáng)對(duì)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程的改革。程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程是繼“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”后開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)課程，以更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、解決問(wèn)題的能力以及計(jì)算思維為目標(biāo)。主要分為2個(gè)階段，基礎(chǔ)階段與提高階段，基礎(chǔ)階段以教授程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、基本算法、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的思維方式為主。提高階段是在完成基礎(chǔ)階段的學(xué)習(xí)任務(wù)以后的后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程，以訓(xùn)練學(xué)生編程能力，提高學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高計(jì)算機(jī)等級(jí)考試過(guò)關(guān)率為主。

5．將項(xiàng)目教學(xué)法融入到理論與實(shí)踐教學(xué)中。由于計(jì)算機(jī)課程有較強(qiáng)的實(shí)踐性，因此在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目，構(gòu)建一個(gè)現(xiàn)實(shí)的項(xiàng)目情境，使學(xué)生“親臨”在項(xiàng)目情境中的體驗(yàn)完成項(xiàng)目，在體驗(yàn)解決問(wèn)題的快感中完成的學(xué)習(xí)過(guò)程，項(xiàng)目教學(xué)法不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)。學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)地接收信息，而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義，使教學(xué)達(dá)到一種良性的互動(dòng)，從而較好體現(xiàn)計(jì)算機(jī)課程有較強(qiáng)操作性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，同時(shí)在項(xiàng)目小組成員的溝通會(huì)話中，交流思想，分享經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)教學(xué)效果，使計(jì)算思維得到切實(shí)的應(yīng)用。

四、改革成效

從2013年開(kāi)始對(duì)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2013級(jí)本科生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)行改革以來(lái)，與前三年(2010—2012)相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有明顯提高，學(xué)習(xí)自覺(jué)性顯著增強(qiáng)，理論課的卷面平均成績(jī)由原來(lái)的62．5分，上升到了73．4分。實(shí)驗(yàn)課的達(dá)標(biāo)率由原來(lái)的77%上升到85%，實(shí)驗(yàn)的優(yōu)秀率由原來(lái)的7%上升到15%，在課堂完成實(shí)驗(yàn)的比率也由原來(lái)的86%上升到93%。改革效果得到了教師和學(xué)生的認(rèn)可，以及教學(xué)專(zhuān)家的肯定，同時(shí)，改革思路為一些兄弟院校所效仿。

［1］ 李廉．以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向深化大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革［J］．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013(4):7-11．

［2］ 胡樂(lè)，杜曉靜，何秋燕．基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)研究［J］．網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2013(10):49-51．

［3］ 張桂香，堵秀鳳，于曉敏．基于計(jì)算思維的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)［J］．高師理科學(xué)刊，2013，33(6):98-100．

［4］ 陳國(guó)良，董榮勝．計(jì)算思維與大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育［J］．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011(5):8-10．