張 榮，張 爍，楊俊麗，閻 潔，吳燕萍

（1.山西醫(yī)科大學(xué) 計算機教學(xué)部，山西 太原030001；2.山西青年職業(yè)學(xué)院 計算機系，山西 太原030024）

0 引 言

大學(xué)計算機教學(xué)作為大學(xué)通識教育的一個重要組成部分，不只是培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握計算機基本操作的能力，更注重的是對于計算思維的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生運用計算思維來解決專業(yè)問題成為當(dāng)前計算機教學(xué)發(fā)展的新目標(biāo)[1]。九校聯(lián)盟（C9）[2]計算機基礎(chǔ)課程研討會上曾強調(diào)計算機教學(xué)的核心任務(wù)是“計算思維能力的培養(yǎng)”，計算機教學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容都應(yīng)以計算思維能力培養(yǎng)為核心[3]。在日常的計算機教學(xué)中，提高醫(yī)學(xué)院校學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)計算機課程的積極性至關(guān)重要，使學(xué)生不僅了解計算機基礎(chǔ)知識，熟練操作計算機相關(guān)應(yīng)用，更能具備計算思維，并善于運用計算思維思考和解決問題，為將來從事醫(yī)務(wù)工作夯實基礎(chǔ)。

1 醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機課程教學(xué)概況

醫(yī)學(xué)院校的大學(xué)計算機課程的教學(xué)對象一般是非計算機類專業(yè)的學(xué)生，主要包括臨床、麻醉、影像、口腔等醫(yī)學(xué)專業(yè)以及英語、社會工作、勞動保障等非醫(yī)學(xué)專業(yè)。多個醫(yī)學(xué)院校多次在培養(yǎng)方案、授課內(nèi)容等方面進行調(diào)整，以山西醫(yī)科大學(xué)的計算機課程教學(xué)為例，該校的計算機教學(xué)部在2015年更換了教材，新版教材在對舊版教材中部分內(nèi)容刪減的基礎(chǔ)上更加重視對計算思維的培養(yǎng)，經(jīng)過不斷地摸索和實踐，雖然在改進教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容方面取得了一定成效，但還是存在以下問題。

1）學(xué)生基礎(chǔ)差異較明顯。

當(dāng)前，大部分醫(yī)學(xué)院校大學(xué)計算機課程的教學(xué)并未考慮到學(xué)生基礎(chǔ)差異的問題，對所有學(xué)生“一視同仁”，這種方式導(dǎo)致基礎(chǔ)好的學(xué)生感到教學(xué)內(nèi)容過于簡單，無法獲得更多、更新的計算機知識和技能，而基礎(chǔ)較差的學(xué)生感到無法完全消化課堂內(nèi)容，實驗操作難度過大，跟不上教學(xué)進度。因此課堂無法同時照顧到所有學(xué)生，影響授課效果。

2）計算思維對于非計算機專業(yè)學(xué)生來說較為抽象、難以理解。

2006年，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真[4]教授對計算思維進行了清晰系統(tǒng)的闡述。然而，醫(yī)學(xué)院校的大學(xué)計算機課程面向?qū)ο蠖际欠怯嬎銠C專業(yè)的學(xué)生，他們并沒有深厚的計算機理論基礎(chǔ)，對于這一闡述仍難以理解，因此，單純闡述并不能讓學(xué)生理解和掌握概念，我們需要進一步研究如何將計算思維解釋為可以開展教學(xué)的、更易于學(xué)生理解的問題，讓教學(xué)具有可操作性。

2 課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的計算思維能力培養(yǎng)

自計算思維的概念被廣泛提出之后，全國各高校紛紛開展基于計算思維的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，試圖將計算思維能力的培養(yǎng)貫穿于課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)之中。山西醫(yī)科大學(xué)在2014年更換教材，新教材在開篇就引入了計算思維的概念，但在實際教學(xué)中，以計算思維為導(dǎo)向，探索思維層面引導(dǎo)與內(nèi)容層面提煉的雙向互動式計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革策略進行得并不順利，計算思維的各個核心概念與計算機基礎(chǔ)知識點不能恰當(dāng)?shù)貪B透和結(jié)合，導(dǎo)致教師只是在“講”計算思維，抽象難以形象，學(xué)生只是在“聽”計算思維，枯燥難以理解。因此，山西醫(yī)科大學(xué)相關(guān)的教師對教學(xué)內(nèi)容進行了分析和整理，構(gòu)建了各章節(jié)內(nèi)容與計算思維知識點相融合的知識內(nèi)容體系，見表1。

為了強化思維性教學(xué)，教學(xué)過程應(yīng)該根據(jù)表1列舉的計算思維知識體系進行“三步教學(xué)法”。第一步，介紹計算機的基礎(chǔ)知識、基本理論及處理問題的基本方法；第二步，分析總結(jié)相關(guān)的計算思維方法及其適用條件；第三步，列舉生活中或是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中涉及計算思維的具體案例，研究如何靈活運用計算思維處理和解決實際問題的方法[5]。通過實施“三步教學(xué)法”，計算思維的核心概念不再脫離計算機基礎(chǔ)知識，與教材緊密相融，與實際問題緊密結(jié)合，真正實現(xiàn)思維的傳授，達(dá)到對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)。

3 “MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合教學(xué)模式

“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合教學(xué)模式將以“教師”為主體的教學(xué)模式改為以“學(xué)生”為主體的教學(xué)模式，有效改進了傳統(tǒng)教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂[6]“課前傳授+課堂內(nèi)化”的形式一改傳統(tǒng)課堂“課堂傳授+課后內(nèi)化”的形式，把一些基本概念的學(xué)習(xí)放在課前，給課上留下足夠多的時間開展學(xué)生和師生之間的討論，通過課堂上的教學(xué)互動對問題進行深度剖析，使學(xué)生能夠理解疑點、難點問題，對概念進行充分理解和深層加工，達(dá)到知識的內(nèi)化。

3.1 MOOC與翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合

MOOC（massive open online course）即大規(guī)模在線開放課程，不僅提供教學(xué)視頻、課件等資源，而且提供網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)社區(qū)[7]。MOOC的課程一般由名校的專業(yè)團隊制作完成，結(jié)構(gòu)較為完整，包括名師主講課程內(nèi)容以及測試、作業(yè)、實驗等，因此可以很好地保證教學(xué)資源的質(zhì)量。學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂的課前預(yù)習(xí)以及課內(nèi)訓(xùn)練中可以通過網(wǎng)絡(luò)免費使用MOOC提供的優(yōu)質(zhì)資源，不受時間、地點等限制地觀看視頻，這給翻轉(zhuǎn)課堂提供了更加便捷的課前學(xué)習(xí)條件。

3.2 在線教學(xué)平臺的使用

超星學(xué)習(xí)通是一款在線教學(xué)平臺，可以有效輔助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，教師起主導(dǎo)作用，以學(xué)生為中心，營造一個平等、開放、共享、互動、互助的教學(xué)環(huán)境，可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自覺性，加強教學(xué)過程中教師與學(xué)生的互動，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，沒有時間、空間的約束，真正實現(xiàn)師生、學(xué)生之間的有效互動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機知識的興趣以及用計算機解決問題的能力。

表1 大學(xué)計算機課程計算思維知識點分布

3.3 教學(xué)過程

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模型并結(jié)合醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的特點，構(gòu)建“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)模式設(shè)計模型。模型將整個教學(xué)設(shè)計劃分為MOOC平臺的教學(xué)活動設(shè)計和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動設(shè)計兩大模塊，教學(xué)過程主要包括課前、課中和課后，如圖1所示。

3.3.1 MOOC平臺的教學(xué)活動設(shè)計

基于MOOC平臺開展教學(xué)活動主要是利用MOOC中的教學(xué)資源，如課程視頻、在線測試、課后討論交流、相關(guān)課程閱讀資料等。借助超星學(xué)習(xí)通在線教學(xué)平臺，由學(xué)生課前通過MOOC觀看下次課程內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中通過階段測試來了解學(xué)習(xí)情況，教學(xué)平臺自動記錄產(chǎn)生的問題，學(xué)生可針對問題進行在線交流，獲得解決方案，或者在翻轉(zhuǎn)課堂由師生共同解決，完成對教學(xué)內(nèi)容的基本掌握。在完成了課前準(zhǔn)備以及翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動后，學(xué)生可以基本掌握課堂內(nèi)容，課后還需進一步鞏固和完善，學(xué)生通過教學(xué)平臺完成教師布置的作業(yè)，教師根據(jù)學(xué)生的MOOC學(xué)習(xí)情況、自測情況、課堂作業(yè)、課后作業(yè)完成情況綜合給出每個學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

3.3.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動設(shè)計的核心是“以學(xué)生為中心”，主要考慮學(xué)生如何內(nèi)化在MOOC平臺所獨立學(xué)習(xí)的知識，將教學(xué)模式由傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”變?yōu)椤敖處焼?，學(xué)生答”的任務(wù)為驅(qū)動的自主學(xué)習(xí)模式。上課之前教師需將班級劃分為若干學(xué)習(xí)小組，小組成員在教師的指導(dǎo)下共同完成所有教學(xué)活動。課堂上教師應(yīng)針對本次教學(xué)內(nèi)容的重點、難點以及涉及計算思維的知識點引導(dǎo)學(xué)生進行討論，使學(xué)生理解和掌握計算思維的方法，該階段安排2學(xué)時。首先，學(xué)生回顧課前MOOC課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，由教師或者學(xué)生提出在MOOC課程的學(xué)習(xí)中遇到的問題，小組成員共同討論獲得解決問題的方法；其次，教師要“因材施教”，根據(jù)不同學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的不同問題和學(xué)生自身的特點采用個性化、多樣化的教學(xué)模式來進行指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生進行互動交流，滿足學(xué)生的不同需求，幫助學(xué)生自主解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，加深對知識的理解和掌握；再次，學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況不斷總結(jié)反思，鞏固練習(xí)，對重點以及難點進行系統(tǒng)復(fù)習(xí)；最后，教師根據(jù)學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂上的表現(xiàn)對其進行整體性評價，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。為了達(dá)到個性化的教學(xué)目的，教師應(yīng)隨時注意學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，及時進行總結(jié)和評價。

圖1 “MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學(xué)模式設(shè)計

4 教學(xué)改革效果分析

山西醫(yī)科大學(xué)于2016—2017年度上半學(xué)期在2016級某專業(yè)進行教學(xué)改革試點，教學(xué)效果良好，達(dá)到教學(xué)改革的目標(biāo)。

4.1 課堂教學(xué)效果分析

采用“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式后，課堂整體氛圍以及學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性都有了明顯的提高。

（1）由于采用了互動式教學(xué)，課堂上學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與老師之間的交流互動大大增多，所有的學(xué)生都參與其中，因此學(xué)生的注意力比傳統(tǒng)授課模式更加集中，而且精神狀態(tài)飽滿有活力，打瞌睡、看手機的現(xiàn)象少了許多。

（2）因為學(xué)生都是提前預(yù)習(xí)過課堂內(nèi)容的，所以在討論互動環(huán)節(jié)學(xué)生會更有針對性地參與其中，主動討論遇到的難點、重點問題，學(xué)習(xí)主動性增強，教師提問環(huán)節(jié)學(xué)生都能主動回答，不再需要老師點名。

4.2 課程考核結(jié)果分析

此次試點班級大學(xué)計算機的平均成績?yōu)?9.3，比同一老師同時授課的另一個專業(yè)的平均成績高出5.3分。通過對此次期末成績的分析，可以看出：①學(xué)生對于基礎(chǔ)知識的掌握很扎實，基礎(chǔ)題失分很少，說明對于重點知識能夠深刻理解和掌握。②一些分值較高的主觀題的得分率也很高，并且大部分同學(xué)都可以運用計算思維的方法來分析和解答問題，說明在思維拓展方面，同學(xué)們得到了一定的提高。

4.3 存在的問題

通過進一步的分析，此次教學(xué)改革還存在以下問題：

（1）試點班級的期末成績平均分雖然比其他未參與教改的專業(yè)高，但是提高的分值并不多，可能是因為在課程考核里面有50%的成績是機試成績，相較理論課來說，機試的考核內(nèi)容主要由實習(xí)課完成，所以需進一步完善考核評價機制，全面地評價學(xué)生對于課程內(nèi)容的掌握情況，避免片面的、單一的、不公平的考核效果。

（2）MOOC與課程不配套。此次教改使用的MOOC平臺上國內(nèi)知名高校的精品課程與課程教材并不匹配，學(xué)生普遍反映如果能由自己的教師來錄制MOOC視頻的話，會更有親切感，學(xué)習(xí)效果會更好，因此，學(xué)校或者教研室可以集合一些教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師錄制自己的教學(xué)視頻。

（3）計算思維與相關(guān)知識點結(jié)合度不夠。大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容中包含很多用計算思維解決問題的教學(xué)案例，應(yīng)該在課堂中引入更多的典型教學(xué)案例，通過案例的展開，帶入計算機的相關(guān)知識點，掌握計算思維解決問題的方法。

5 結(jié) 語

當(dāng)前大學(xué)計算機課程教學(xué)的核心內(nèi)容不再只是掌握計算機基礎(chǔ)知識，熟練操作計算機的應(yīng)用，還包括以培養(yǎng)計算思維能力為核心，掌握計算思維解決問題的方法。因此，必須打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，改革現(xiàn)有的教學(xué)方法、內(nèi)容以及考核機制。筆者提出的教學(xué)改革措施在實踐中取得了一定成效，但仍有不足。在今后的工作中，還需進一步推廣和完善教學(xué)改革，不斷調(diào)整和改善課堂教學(xué)內(nèi)容，引入案例教學(xué)，做好考核評價機制。

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