李 穎 崇美英

（北京信息科技大學(xué)計算中心，中國 北京100192）

大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)是高校非計算機(jī)專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)課，立足于培養(yǎng)學(xué)生計算機(jī)的基礎(chǔ)知識、基本技能和計算機(jī)文化素養(yǎng)，促進(jìn)大學(xué)生綜合素質(zhì)提升。隨著計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)展到社會各個領(lǐng)域，對高校計算機(jī)基礎(chǔ)教育提出了越來越高的要求。計算機(jī)應(yīng)用能力和計算思維能力已成為大學(xué)生知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。因此，積極應(yīng)對新要求，更新教學(xué)觀念，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)模式，強(qiáng)化計算思維和能力培養(yǎng)，成為大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的不懈追求。本文就大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中引入MOOC模式的初步實(shí)踐做如下分析探討。

1 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)呈現(xiàn)新趨勢和新要求

1.1 當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的新趨勢

時代在發(fā)展，教學(xué)目標(biāo)的定位在演進(jìn)。教育部高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會認(rèn)為，高校設(shè)置的計算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力和計算思維能力為目標(biāo)。以此目標(biāo)為前提，在著名的“九校聯(lián)盟計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”中，明確提出幾項(xiàng)重要共識：一是計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要組成部分；二是把“計算思維能力的培養(yǎng)”作為計算機(jī)基礎(chǔ)教育的核心任務(wù)；三是進(jìn)一步確立計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的基礎(chǔ)地位,加強(qiáng)師資隊(duì)伍和機(jī)制建設(shè)；四是加強(qiáng)以計算思維能力培養(yǎng)為核心的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的研究?？梢姡髮W(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革與質(zhì)量提升依然是任重道遠(yuǎn)、時不我待。

1.2 當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的新要求

計算思維及其能力培養(yǎng)日益成為大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心目標(biāo)。2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)系主任周以真（jeannette m.wing）教授提出了“計算思維”（computational thinking），她認(rèn)為計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解的思維活動。她在2010年給出了計算思維的正式定義：計算思維是與形式化問題及其解決方案相關(guān)的一個思維過程，其解決問題的表示形式應(yīng)該能有效地被信息處理代理執(zhí)行。2010年10月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳國良院士在“第六屆大學(xué)計算機(jī)課程報告論壇”倡議將計算思維引入大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)。此后，計算思維得到了國內(nèi)計算機(jī)基礎(chǔ)教育界的廣泛重視，但是在具體的落實(shí)執(zhí)行過程中遇到了許多問題，效果不甚理想。那么，如何在新的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，有效培養(yǎng)大學(xué)生的計算思維與能力，使大學(xué)生學(xué)會用計算思維去思考問題和解決問題，這對提升計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)水平、培養(yǎng)卓越人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.3 新趨勢和新要求迫切呼喚對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行新探索

事實(shí)上，基于我國高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)多年來的扎實(shí)積累和豐富實(shí)踐，以計算思維和計算能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革具有良好的基礎(chǔ)。需要注意的是，在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程開展計算思維教學(xué)，并不是顛覆原有的課程體系和內(nèi)容，而更多的是在原有課程結(jié)構(gòu)及內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和提升。原有課程本身也在進(jìn)行無意識的計算思維教學(xué)，只需將計算思維與原來的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，變無意識的為主動的、積極的、有意識的，達(dá)到進(jìn)一步強(qiáng)化和突出的目的。為此，需要業(yè)界同仁們進(jìn)行新的改革探索。

2 當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中存在的主要問題

以我校為例，客觀分析當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀，并以新的培養(yǎng)目標(biāo)加以審視，主要存在以下主要問題。

2.1 課程設(shè)置中教學(xué)內(nèi)容單元多與學(xué)時配置少的矛盾十分突出

我校大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容包括：計算機(jī)基礎(chǔ)知識、操作系統(tǒng)、辦公自動化軟件（包含字處理軟件，演示文稿軟件，數(shù)據(jù)計算軟件）、多媒體應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、信息安全等。從以上教學(xué)內(nèi)容描述可以看出，該課程幾乎囊括了計算機(jī)信息技術(shù)中最基礎(chǔ)的部分，是大量后續(xù)計算機(jī)課程的基礎(chǔ)和前提，該課程教學(xué)的好壞直接影響學(xué)生對后續(xù)課程的順利接續(xù)及學(xué)習(xí)興趣，所以說這門課程所承擔(dān)的責(zé)任相當(dāng)重大。

2.2 課程教學(xué)的基本定位與信息網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)展要求明顯存在滯后性

從20世紀(jì)90年代，多數(shù)高校開設(shè)大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程以來，教學(xué)內(nèi)容主要涵蓋計算機(jī)學(xué)科的多門重要課程和多種軟件中提煉出的共性知識作為知識單元，主要介紹基礎(chǔ)知識和基本概念以及軟件的使用，實(shí)踐環(huán)節(jié)也是強(qiáng)調(diào)工具的使用，學(xué)生一直認(rèn)為大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)就是教些計算機(jī)的理論、計算機(jī)軟件及其使用方法。但是，隨著信息時代和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)已經(jīng)普及應(yīng)用到各個領(lǐng)域，社會對人才的需求已經(jīng)從會使用軟件，提高到能用計算機(jī)解決處理本職工作中遇到的所有問題，因此大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程不僅應(yīng)該“授之于魚”，更應(yīng)該“授之予漁”。

從發(fā)展趨勢看，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程不應(yīng)該是計算機(jī)軟硬件知識的介紹，不應(yīng)該是Office軟件使用技巧的介紹，更不應(yīng)該是程序設(shè)計課程。作為計算機(jī)的入門課程，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是思維訓(xùn)練而不是具體實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該把計算科學(xué)基礎(chǔ)的計算思維作為大學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的重要組成部分，強(qiáng)調(diào)計算思維基礎(chǔ)教學(xué)，把知識的傳授和素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿于計算思維的教學(xué)中。由此看，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)的課程目標(biāo)應(yīng)該緊跟時代發(fā)展要求，應(yīng)該從“雙基一能力”（基本知識、基本操作技能和應(yīng)用能力）的培養(yǎng)逐漸提升到計算思維的培養(yǎng)，技能上強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用，思維方式上突出歸納和理解。

2.3 課程教學(xué)方式中普遍要求與因材施教之間存在缺失

目前，教師普遍在教室以多媒體方式開展教學(xué)，由于大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)容多、課時少，教師為了趕進(jìn)度，在課堂上主要是滿堂灌，學(xué)生參與“教”和“學(xué)”互動的機(jī)會很少，只能被動聽課，基本沒有自主學(xué)習(xí)。另一方面，由于我校面向全國招生，學(xué)生來自全國各地，他們對計算機(jī)知識的掌握和計算機(jī)的學(xué)習(xí)能力差別巨大，有偏遠(yuǎn)山區(qū)的學(xué)生根本沒有見過計算機(jī)，他們從心理上對計算機(jī)很怵，這樣對學(xué)習(xí)計算機(jī)課程缺乏自信，甚至上機(jī)時有學(xué)生覺得自己無從下手，著急的會哭起來。而城市的學(xué)生已經(jīng)具備了一些計算機(jī)的使用方法，對計算機(jī)的一些專業(yè)術(shù)語也很熟悉，也就是說同一個班的學(xué)生差異很大，教師授課上往往是兼顧兩頭、照顧全班，不能做到因材施教。這必然導(dǎo)致基礎(chǔ)好的學(xué)生覺得這門課沒有學(xué)的價值，基礎(chǔ)弱的同學(xué)又感覺有難度聽不懂，這使相當(dāng)一部分學(xué)生失去了學(xué)習(xí)該課程的興趣。

3 在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革中引入MOOC環(huán)境的新嘗試

以學(xué)生為本，以問題為導(dǎo)向，以質(zhì)量提升為目標(biāo)，成為當(dāng)前教育教學(xué)改革的基本遵循，針對我校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中存在的上述問題，我們積極探索、多策實(shí)踐，在教學(xué)中開始引入MOOC新模式，并取得初步成效。

3.1 更新教學(xué)理念，為大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革實(shí)踐提供有益的先導(dǎo)

“計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動”。對于大一的新生來說理解起來過于晦澀難懂，但計算思維并給一種新的發(fā)明，而是早已存在的思維活動，是每一個人都具有的一種技能。在大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，計算思維的案例隨處可見，幾乎每一個概念都對應(yīng)一種計算思維方法。以前在授課過程中這些計算思維活動是潛移默化的、無意識的，在提出計算思維是核心目標(biāo)的教學(xué)理念之后，教師們開始主動強(qiáng)化計算思維與能力的培養(yǎng)，突出目標(biāo)導(dǎo)向，啟發(fā)學(xué)生主動用計算思維去分析問題和解決問題，并貫穿到大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的每一個知識單元。

3.2 調(diào)整更新教學(xué)內(nèi)容，使之更加符合當(dāng)前大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的新要求

我校“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”授課團(tuán)隊(duì)的老師們一直關(guān)注計算機(jī)基礎(chǔ)課程的發(fā)展動向，致力于基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，從2012年開始根據(jù)“九校聯(lián)盟”提出的“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”教學(xué)目標(biāo)，積極調(diào)整了“大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)”的授課內(nèi)容，并編寫了相關(guān)教材和上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。特別是在教材中增加了一章內(nèi)容即“算法”，并引入了基于流程圖的程序設(shè)計軟件RAPTOR。經(jīng)過近兩年的使用，發(fā)現(xiàn)用RAPTOR來描述算法是一個非常合適的選擇。RAPTOR是一種基于流程圖的編程環(huán)境，RAPTOR通過流程圖的跟蹤和執(zhí)行直觀地創(chuàng)建和執(zhí)行算法，不但能夠顯示最終運(yùn)行結(jié)果，還可以顯示在流程圖中使用的變量在執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)的變化情況，這有助于學(xué)生對算法的理解。RAPTOR注重解題思路，注重思維方式的表達(dá)，將依附程序設(shè)計語言的程度降至最低。RAPTOR軟件使得學(xué)生繞過了編程語言，用流程圖把解決問題的算法描述出來就可以在計算機(jī)上運(yùn)行，并能得到結(jié)果，使得算法得以實(shí)現(xiàn)。RAPTOR可以最大限度讓學(xué)生自由地表現(xiàn)算法，和傳統(tǒng)程序設(shè)計語言相比，更容易上手，非常適合用于計算思維的教學(xué)。

3.3 強(qiáng)化計算思維理念，把計算思維能力培養(yǎng)貫穿于教材和教學(xué)的各個環(huán)節(jié)

近兩年課程團(tuán)隊(duì)的同仁們不斷強(qiáng)化計算思維教學(xué)理念和目標(biāo)導(dǎo)向，自覺把計算思維的理念貫穿于教材中的每一個章節(jié)。不論是對操作系統(tǒng)的功能描述，還是計算機(jī)的編碼設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫的管理，都是從計算思維的角度加以闡述。學(xué)生從開始接觸大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)的課程就是從計算機(jī)解決問題的方式方法入手，以計算思維的方法介紹計算機(jī)的軟硬件知識、計算機(jī)的管理以及計算機(jī)的應(yīng)用，不斷強(qiáng)化用計算思維的方式解決問題。教學(xué)中有意識地引導(dǎo)學(xué)生去思考和總結(jié)計算機(jī)解決問題的一般方法和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)解決實(shí)際問題的能力和意識，鼓勵學(xué)生利用所學(xué)知識去探索未知世界，通過反復(fù)的學(xué)習(xí)、思考和應(yīng)用，學(xué)生的計算思維能力一定能得到明顯提高。

3.4 積極引入MOOC模式，有效拓展大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教育中教與學(xué)的時空

隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的日新月異和現(xiàn)代教育理論的迅猛發(fā)展，新興的教育模式不斷涌現(xiàn)。近年來，一種新型的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式MOOC(Massive Open Online Course，大規(guī)模在線開放課程，亦有人將其音譯為“慕課”)悄然興起并凸顯優(yōu)勢和生機(jī)，受到業(yè)界同仁的廣泛關(guān)注和嘗試。教師們抓住這一有利契機(jī)，積極適應(yīng)教學(xué)模式變革，大力研究探索和開發(fā)構(gòu)建基于MOOC模式的相關(guān)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。積極嘗試MOOC模式，能夠大大彌補(bǔ)傳統(tǒng)授課式教學(xué)的一些缺陷和不足，能提供一個更為開放的教學(xué)環(huán)境，不受人數(shù)、時間、地點(diǎn)的限制，不受課時數(shù)的限制，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)的開放性、交互性，廣大學(xué)生從中受益頗多。

3.5 大力激發(fā)MOOC模式優(yōu)勢，有效促進(jìn)學(xué)生因材施教和師生良性互動

以MOOC這種新型教學(xué)模式作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的有益補(bǔ)充，我們嘗試把大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容分割成一個個相互關(guān)聯(lián)的知識單元，每一個知識單元都采用分級教學(xué)，包含基礎(chǔ)篇、提高篇和應(yīng)用篇，均采用視頻教學(xué)，每個教學(xué)視頻可以被切割成十分鐘甚至更小的“微課程”，發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，學(xué)生只需要一臺電腦和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接即可觀看視頻，參與學(xué)習(xí)，這樣不但解決了課時少的限制，也解決了學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)參差不齊的問題，基礎(chǔ)差的學(xué)生可以從基礎(chǔ)篇的視頻開始學(xué)起，基礎(chǔ)好的學(xué)生可以直接從提高篇或者應(yīng)用篇學(xué)起。在這一過程中，教師通過交互式論壇模塊，設(shè)計多層次多觀點(diǎn)的知識點(diǎn)學(xué)習(xí)論題，組織學(xué)生討論及研究相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，及時回復(fù)學(xué)生的問題，及時答疑解惑，針對學(xué)生個體進(jìn)行個別、差異化的輔導(dǎo)，針對普遍共性的難題則進(jìn)行針對性、強(qiáng)化式的課堂教學(xué)，廣闊的學(xué)習(xí)空間和良性的師生互動有效提升了教學(xué)效果，彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的缺失和不足。

［1］九校聯(lián)盟（c9）計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國大學(xué)教學(xué),2010(9).