尹鴻坦

（黃淮學(xué)院信息工程學(xué)院 河南 駐馬店 463000）

基于問題導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

尹鴻坦

（黃淮學(xué)院信息工程學(xué)院 河南 駐馬店 463000）

隨著教學(xué)理念的不斷完善、教學(xué)方式不斷的更新，基于問題導(dǎo)向式教學(xué)化境下的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠提高學(xué)生的課堂參與度，發(fā)散學(xué)生的思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文探索問題導(dǎo)向式教學(xué)方法在《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程中的應(yīng)用，研究分析這種全新的學(xué)習(xí)方式提升教學(xué)的質(zhì)量和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；SPOCs；問題導(dǎo)向；課程設(shè)計(jì)

1、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)存在的問題

信息化時(shí)代，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程作為大一新生的必修課，培養(yǎng)本科生的計(jì)算思維能力為重點(diǎn)目的，但目前很多學(xué)校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程在大學(xué)教育中的作用認(rèn)識(shí)不足，從而對(duì)課程的教學(xué)和施行也多數(shù)都流于形式。還存在不斷壓縮計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的情形。因此形成了教學(xué)者要么抽象地講計(jì)算機(jī)的理論和模型，要么就只講簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)操作。在當(dāng)前的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中主要存在以下問題：

1.1 培養(yǎng)模式單一、培養(yǎng)目標(biāo)不明確

《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》作為各專業(yè)大一新生的一門必修課程，培養(yǎng)目標(biāo)不明確，一些非計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與計(jì)算機(jī)專業(yè)設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)相同或相近，然而，非計(jì)算機(jī)專業(yè)在教材建設(shè)、師資隊(duì)伍、學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)背景等方面都達(dá)不到專業(yè)化水平，致使這樣的培養(yǎng)目標(biāo)成為一紙空談。培養(yǎng)模式模糊，有學(xué)者認(rèn)為要注重教授學(xué)生計(jì)算機(jī)思維能力，也有學(xué)者認(rèn)為是著重培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力才是為他們今后進(jìn)入社會(huì)打下基礎(chǔ)的關(guān)鍵。因此，選擇更合適的培養(yǎng)模式，更準(zhǔn)確的培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)已成為高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育急需解決的一個(gè)問題。

1.2 課程設(shè)置不合理、師資力量薄弱

由于學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)計(jì)算機(jī)這門課程的重要性認(rèn)識(shí)不夠。有些高校針對(duì)計(jì)算機(jī)類基礎(chǔ)學(xué)科課時(shí)安排不合理，縮減非計(jì)算機(jī)專業(yè)這門課程的課時(shí)量，由原來的2+2壓縮為1+1。隨著高校學(xué)生人數(shù)逐年遞增，師資力量短缺，部分基礎(chǔ)課教師的年課時(shí)量高達(dá)400學(xué)時(shí)，不平衡的師生比導(dǎo)致很多教師缺乏良好的教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.3 重科研，輕教學(xué)

科研水平往往被看作是一所高校綜合水平高低的表征，很過高校以研究為主，學(xué)校為了鼓勵(lì)教師多做研究，在教師評(píng)估時(shí)將科研水平權(quán)重加大，相對(duì)忽略了教學(xué)成果，這就容易造成教師看重科研而輕視教學(xué)，他們?nèi)硇牡耐度肟蒲卸栌诰牡慕虒W(xué)設(shè)計(jì)，最終造成課堂師生互動(dòng)少，甚至頻繁出現(xiàn)“一言堂”的現(xiàn)象，這極大的違背了大學(xué)“育人為本”的初衷。

1.4 教材內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法不當(dāng)

教材內(nèi)容陳舊。計(jì)算機(jī)科學(xué)是隨時(shí)代變化而變化較大的一個(gè)學(xué)科，但課程中的內(nèi)容卻顯得很落后于當(dāng)前發(fā)展，更是與國(guó)際先進(jìn)水平存在巨大的差距。計(jì)算機(jī)課程的講授是非常龐大的教學(xué)任務(wù)，因?yàn)榭萍嫉陌l(fā)展使得它的內(nèi)容繁多且強(qiáng)大，從基礎(chǔ)理論、抽象程序代碼到人機(jī)交互界面、軟件的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，其各個(gè)模塊都有眾多且相對(duì)于學(xué)生們之前所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)完全不同。因此，采用的教學(xué)方法不當(dāng)，會(huì)使整個(gè)教學(xué)過程顯得分外的復(fù)雜，同時(shí)也使學(xué)習(xí)者不僅沒有學(xué)習(xí)到計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)，反而會(huì)把它拒之門外，尤其是針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)者們，更是如此。如果這樣一來，還怎樣運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的方法來處理問題和培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維能力？所以，如何深化改革大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程相關(guān)的教學(xué)方法，把計(jì)算思維方法和計(jì)算思維能力培養(yǎng)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)當(dāng)中去，乃是當(dāng)前探索和研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2、基于計(jì)算思維導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革

2.1 培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，調(diào)整計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)

改變大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中教師的教學(xué)觀念、學(xué)生學(xué)習(xí)觀念。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，大學(xué)生應(yīng)具備計(jì)算機(jī)學(xué)科基本思維能力。利用計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新的能力，要具有使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生站在一定高度，提升能力，根據(jù)不同情況下把問題轉(zhuǎn)化成易于用計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)解決形式的能力，為計(jì)算機(jī)在其他學(xué)科、行業(yè)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.2 以層次化課程體系為基礎(chǔ)，促進(jìn)學(xué)生全體發(fā)展

由于新生的計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，根據(jù)學(xué)生個(gè)體之間的差異，通過知識(shí)技能測(cè)試等方法，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層次，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分層教學(xué)模式。在教學(xué)內(nèi)容組織上，以“1+X”課程體系為基礎(chǔ)構(gòu)建大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程層次化課程體系，與分層教學(xué)方法相互呼應(yīng)，從課程層面入手分步實(shí)施相關(guān)教學(xué)改革。促進(jìn)學(xué)生全體發(fā)展。

2.3 以問題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，培養(yǎng)向創(chuàng)新能力

在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，以計(jì)算思維培養(yǎng)為切入點(diǎn)，應(yīng)積極推行問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式，先由教師設(shè)定情境、將知識(shí)分解成一個(gè)個(gè)問題模塊，給出問題，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、相互合作，教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)。最終解決問題。在問題解決的過程中，學(xué)生不僅掌握了知識(shí)與技能，也獲得了搜索、存儲(chǔ)、分析和遞推信息的能力，同時(shí)養(yǎng)成了創(chuàng)新思考的習(xí)慣。從而達(dá)到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.4 充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，豐富教學(xué)環(huán)境

計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的普及，豐富我們的教學(xué)環(huán)境，也為學(xué)習(xí)者提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。微博客、論壇、QQ等良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以方便地用來輔助教學(xué)，例如，在講授“EXCEL表格函數(shù)使用”這部分內(nèi)容時(shí)，教師提前在微博上發(fā)布時(shí)間安排，這樣方便自主學(xué)習(xí)，利用網(wǎng)絡(luò)同學(xué)們按照自己興趣自主搜索相應(yīng)的資源，來獲取相關(guān)的知識(shí)。教師要在理論講解和實(shí)驗(yàn)課程之外，分出時(shí)間給同學(xué)們?cè)谡n下自由學(xué)習(xí)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)與老師、同學(xué)們進(jìn)行交流。這種學(xué)時(shí)安排，一方面使同學(xué)們有了預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，提高了課堂上的學(xué)習(xí)效率；另一方面，可為在課堂上沒有掌握這部分內(nèi)容的同學(xué)提供一定的時(shí)間在課后進(jìn)行知識(shí)補(bǔ)充，減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)。

2.5 建立科學(xué)的多元化評(píng)價(jià)制度，促進(jìn)學(xué)習(xí)者全面發(fā)展

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程評(píng)價(jià)存在的主要問題有：評(píng)價(jià)內(nèi)容過多依賴課本知識(shí)，忽視創(chuàng)新能力、心理素質(zhì)、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣等綜合素質(zhì)的考察；評(píng)價(jià)過多依賴量化結(jié)果，多主體共同參與、相互作用的評(píng)價(jià)模式應(yīng)用較少等。針對(duì)上述課程評(píng)價(jià)問題，提出以下評(píng)價(jià)改進(jìn)思路：降低期末考試成績(jī)?cè)诰C合成績(jī)中的比例，在實(shí)驗(yàn)室授課期間積極舉辦一些小規(guī)模的競(jìng)賽，并將成績(jī)作為綜合成績(jī)的一部分；注重過程，將終結(jié)性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)結(jié)合起來，使評(píng)價(jià)更加合理；鼓勵(lì)個(gè)性化發(fā)展，關(guān)注個(gè)體差異，使評(píng)價(jià)指標(biāo)趨于多元化；積極嘗試新的科學(xué)評(píng)價(jià)方法，強(qiáng)調(diào)定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，使評(píng)價(jià)方法趨于多樣化；強(qiáng)調(diào)互動(dòng)和協(xié)作、相互評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)主體趨于多元化。

3、基于問題導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程SPOCs設(shè)計(jì)

3.1 問題導(dǎo)向式教學(xué)方法

問題導(dǎo)向的教學(xué)法(Problem-oriented Learning)指的是以問題為導(dǎo)向，提倡學(xué)員的個(gè)性化以及自主學(xué)習(xí)，借助教師的從旁指導(dǎo)，以期實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，合作能力及實(shí)際解決問題的能力，最終提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)方法。它的具體實(shí)現(xiàn)方式是：將學(xué)生劃分成小組，每組指定一名指導(dǎo)教師，學(xué)生提出假設(shè)，討論發(fā)現(xiàn)的問題，再通過圖書館等渠道獲取解決問題的方法。整個(gè)過程中，小組成員都積極參與，而老師在整個(gè)過程中及時(shí)回答學(xué)生的疑問，并給予指點(diǎn)。

3.2 SPOCs

SPOCs(Small Private Online Courses)，小規(guī)模限制性在線課程，它是將MOOCs(Massive Open Online Courses)課程本地化為在校生學(xué)習(xí)使用的一種教學(xué)模式。是大規(guī)模開放在線課程校園化的一種形式。SPOCs概念的提出者?？怂?Fox)認(rèn)為，將SPOCs教學(xué)模式結(jié)合傳統(tǒng)課堂實(shí)施，既可以有效地提高學(xué)生的參與度、對(duì)知識(shí)的掌握程度，還可以有效的降低老師的工作量。SPOCs教學(xué)是一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，它的學(xué)習(xí)觀強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是一個(gè)連續(xù)的、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)形成的過程。是尋找構(gòu)成偌大知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)點(diǎn)，并找到知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，從而正確構(gòu)造我們的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。將其放到一門課中，學(xué)習(xí)過程就可以被理解成是：我們不斷挖掘本門課程中的知識(shí)點(diǎn)，找到知識(shí)點(diǎn)之間存在的或顯性或隱形的關(guān)系，最終幫助我們形成該課程的結(jié)構(gòu)脈絡(luò)圖。

3.3 SPOCs課程教學(xué)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)SPOCs課程網(wǎng)上資源，在教學(xué)設(shè)計(jì)方案中，先由領(lǐng)域?qū)＜掖_定該門課程的知識(shí)元集合，然后校本專業(yè)任課老師憑借多年經(jīng)驗(yàn)，按照給定的方法，并結(jié)合本校學(xué)生的實(shí)際情況，篩選并確定可以作為問題的知識(shí)元，再確定知識(shí)元的先后順序設(shè)置問題。SPOCs 課程教學(xué)設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)階段、三個(gè)部分，即線上和線下階段，課前、課中、課后三部分。在課前部分，學(xué)生根據(jù)老師提供的問題，依據(jù)教師給定的教學(xué)目標(biāo)，瀏覽教師推薦或按照個(gè)性化的學(xué)習(xí)自己查找課程資源。在不懂或者測(cè)試遇到難題的時(shí)候可以通過討論進(jìn)行探究，并完成相應(yīng)任務(wù)。課中，教師根據(jù)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的不同，確定合適的教學(xué)活動(dòng)展開師生、生生間的交流互動(dòng)；課中討論則是課前學(xué)習(xí)的提高和升華。SPOCs網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，教師依據(jù)問題導(dǎo)向的教學(xué)方法，通過設(shè)計(jì)形式多樣的教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生設(shè)置一個(gè)個(gè)“知識(shí)管道”里的“節(jié)點(diǎn)”，學(xué)生根據(jù)教師的引導(dǎo)，一步步突破自己。課后，教師會(huì)布置測(cè)試題讓學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)，并給出下節(jié)需要預(yù)習(xí)的問題。課后環(huán)節(jié)是課上環(huán)節(jié)的鞏固和補(bǔ)充，課上環(huán)節(jié)則是課后環(huán)節(jié)的凝聚和提煉。學(xué)生通過課后環(huán)節(jié)對(duì)課上學(xué)習(xí)的知識(shí)及時(shí)鞏固，而課上學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的輸出成果則為課后的評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。針對(duì)每堂課學(xué)生完成的作品，都會(huì)有相對(duì)應(yīng)的成果導(dǎo)向評(píng)價(jià)方法來檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到培養(yǎng)方案要求的技能，該評(píng)價(jià)結(jié)果將作為反饋，供任課老師遴選知識(shí)元設(shè)置問題。SPOCs 教學(xué)設(shè)計(jì)中線上線下活動(dòng)方案如圖1所示。

圖1 SPOCs 教學(xué)設(shè)計(jì)線上線下活動(dòng)方案

針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以計(jì)算思維為導(dǎo)向，改變教學(xué)目標(biāo)，從應(yīng)用能力培養(yǎng)向創(chuàng)新能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)方法及分層課程體系，提出了針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的具體方案。

[1]胡小勇,胡曉黎,謝丹丹.問題導(dǎo)向促進(jìn)在線學(xué)習(xí)者認(rèn)知能力發(fā)展的研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2011,03:21-26.

[2]王朋嬌,段婷婷,蔡宇南,曾祥民.基于SPOCS的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模式在開放大學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育,2015,12:79-86.

[3]郭喜鳳,孫兆豪,趙喜清.論計(jì)算思維工程化的層次結(jié)構(gòu)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2009,36(4):64-67