陳　虹，饒　婕

（南華大學計算機學院，湖南 衡陽 421001）

0　引言

計算機知識對于當代大學生而言已經(jīng)不是高深難懂的知識，幾乎所有的大學生在高中階段已經(jīng)接觸過計算機知識。高校開設(shè)計算機基礎(chǔ)課程，目的在于培養(yǎng)大學生的計算思維以及運用計算思維去解決實際問題的能力。吳寧、崔舒寧老師提出以“計算思維”能力培養(yǎng)為核心的大學計算機基礎(chǔ)課程改革思路和具體方案[1]；周海芳老師圍繞“大學計算機基礎(chǔ)”分級教學進行了教學內(nèi)容選擇、實驗項目的建設(shè)、課堂教學模式等各方面系統(tǒng)的改革[2]；付瑞平老師則實施“大學計算機基礎(chǔ)”課程分模塊教學的基本情況，并著重大學計算機基礎(chǔ)“模塊”的教學改革與實踐[3]。本研究團隊也探討過學生在模擬現(xiàn)實工作環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)工程課程實驗教學的過程和方法[4]。

大學生在專業(yè)課程與非專業(yè)課程之間具有非常明顯的傾向性選擇，造成了很多大學生對計算機基礎(chǔ)課程不重視，并認為是“無用”的觀念，始終存在學習計算機知識的興趣與計算機思維培養(yǎng)的矛盾性。計算機是一門實踐性非常強的學科，如果不自己動手實踐，對知識的理解就非常有限，對培養(yǎng)利用計算思維解決問題的能力也有限。因此，實驗課程一直是計算機基礎(chǔ)課程中的重中之重。如何提高學生對計算機基礎(chǔ)課程的興趣，如何在實驗課程中進一步深化和理解計算機知識，利用計算思維去解決實際問題，是擺在大學計算機基礎(chǔ)課程實驗教學面前的重要問題。

1　協(xié)同效應(yīng)與團隊激勵競爭

協(xié)同論是研究不同事物共同特征及其協(xié)同機理的新興學科，是近十幾年來獲得發(fā)展并被廣泛應(yīng)用的綜合性學科。協(xié)同是指協(xié)調(diào)兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，協(xié)同一致地完成某一目標的過程或能力。任何復(fù)雜系統(tǒng)，當在外來能量的作用下或物質(zhì)聚集態(tài)達到某種臨界值時，子系統(tǒng)之間就會產(chǎn)生協(xié)同作用。協(xié)同效應(yīng)原本為一種物理化學現(xiàn)象，又稱增效作用，是指兩種或兩種以上的組分相加或調(diào)配在一起，所產(chǎn)生的作用大于單獨應(yīng)用時作用的總和。簡單地說，就是“1+1＞2”的效應(yīng)。

學生能力的培養(yǎng)，從范圍上可以分為專業(yè)能力、方法能力和社會能力三部分。專業(yè)能力是大學生勝任工作、賴以生存的核心本領(lǐng)。由于大學計算機基礎(chǔ)課程面對的是非計算機專業(yè)的學生，在互聯(lián)網(wǎng)+的時代，專業(yè)雖然千差萬別，但都離不開計算思維。大學計算機基礎(chǔ)的實驗課程就是著重培養(yǎng)學生的計算思維，將計算方法用于解決工作和學習的問題，改變學生的思維方式。

將協(xié)同效應(yīng)效果應(yīng)用于教學一直是教學改革的方向之一。楊靜老師將協(xié)同創(chuàng)新理念應(yīng)用于計算機專業(yè)教學改革來改變以往傳統(tǒng)的以教師為主的知識傳授教學理念[5]；萬琪老師提到以校企合作教學模式來完善學科知識和實踐動手能力寫結(jié)合的培養(yǎng)方式[6]。但此類研究更多的是針對于教師教學的協(xié)同效應(yīng)，而很少涉及到教師與學生之間，學生與學生之間的協(xié)同效應(yīng)的發(fā)展以及大學生對自我與團隊合作與競爭意識的培養(yǎng)。

基于協(xié)同效應(yīng)是指以學生為主體分成若干團隊，將實驗任務(wù)逐步轉(zhuǎn)化為若干的小任務(wù)，分配給學生團隊完成，學生以自己的能力為基礎(chǔ)，承擔項目中相應(yīng)難度的小任務(wù)，團隊成員共同完成實驗項目。這種實驗方法達到的效果會比學生單個自主完成實驗任務(wù)會大得多，因為計算機基礎(chǔ)課程的主要目的是培養(yǎng)學生用計算思維去解決問題，而不是單純的學習計算機知識。

激勵競爭式是指學生在團隊中任務(wù)明確，各人有主次之分，有合作者和競爭者，團隊與團隊也有競爭，這樣可以培養(yǎng)學生的方法能力和社會能力。使之在實驗中既能掌握知識和技能，又能有創(chuàng)新、合作、計劃等工作中不可或缺的能力。

將協(xié)同效應(yīng)應(yīng)用于計算機基礎(chǔ)課程的實驗教學，適當?shù)恼n程任務(wù)分配，再輔以一定的激勵，可以達到個體式獨立完成實驗任務(wù)所不能達到的效果。不僅可以培養(yǎng)學生的團隊合作能力，促進學生社會能力的增加，減少學生以個人為中心的主觀性，并增加他們學習的計算機基礎(chǔ)課程的興趣。

2　協(xié)同效應(yīng)下的團隊激勵競爭式教學實踐

基于協(xié)同效應(yīng)的團隊激勵競爭式的實驗教學是對大學計算機基礎(chǔ)課程，將課程的實驗教學任務(wù)模塊化。以往的實驗任務(wù)都是單一的小實驗，針對的是獨立個體的學生，而實驗效果的好壞較大程度上取決于學生的主觀能動性。而將實驗任務(wù)模塊化，將每次實驗描述成一完整的模塊，實驗?zāi)K有不同難度，每個模塊又涉及由淺至深的若干任務(wù)，并組成一個大任務(wù)。學生自由組成團隊，團隊成員可以根據(jù)自身的學習程度來選擇難易不同的實驗?zāi)K來完成，得到不同的實驗分值。在同一組內(nèi)的成員也可以根據(jù)自身的特點，來選擇相應(yīng)的小任務(wù)。團隊成員合作完成實驗?zāi)K，選擇相同實驗?zāi)K的團隊與團隊之間存在競爭關(guān)系，教師在實驗分值，平時成績等方面輔以激勵措施，最后以書面以及演示方式來綜合評價該團隊的成績，并根據(jù)團隊成員選擇任務(wù)的難易來確定成員的實驗分值。以實驗?zāi)K的完成度為基礎(chǔ)，在完成過程中培養(yǎng)學生獨立思考的能力，互相協(xié)作的能力，最終在這個過程中完成對學生計算思維的培養(yǎng)。

在這種實踐教學的過程中，老師要求完成的上機任務(wù)轉(zhuǎn)變成一個人人參與的創(chuàng)造實踐活動，注重的不僅僅是最終的結(jié)果，還包括完成任務(wù)的全過程。學生在這一過程中，理解和把握大學計算機基礎(chǔ)課程要求的知識和技能，體驗探索的艱辛與樂趣，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的計算思維，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。這樣，學生的專業(yè)能力和綜合能力才能得到進一步提高，達到協(xié)同效應(yīng)中1+1＞2的效果。

2.1　教學的基本流程

第一步，讓學生以自由組合為基礎(chǔ)，教師組織為輔助，教師觀察學生的能力大小和知識掌握的程度，建立能力差別不大的學生學習小團隊。小團隊中的學生完成任務(wù)有主次之分，能力有差別。第二步，利用實驗法對課程進行實驗教學改革，有針對性，有目的性地確定實驗?zāi)K。最后，用經(jīng)驗總結(jié)法進行總結(jié)，并制訂下一步研究目標。

為了營造這種互相協(xié)同，互相競爭的學習氛圍，我們可在教學條件允許的情況下通過模擬招投標的方式選擇實驗?zāi)K。結(jié)合實際教學實踐，基本流程為：設(shè)立目標，成立團隊→競爭式獲取實驗?zāi)K→實踐教學任務(wù)的協(xié)同實施→評價體系，如圖1所示。

圖1　教學基本流程

2.2　教學/學習的基礎(chǔ)——學習團隊

學生在經(jīng)過一個學期的學習后，對課程有一定的了解，對合作的同學也有一定的了解，在此基礎(chǔ)上，自由組織成團隊。在組織過程中，教師應(yīng)該適當干預(yù)，最好避免團隊與團隊之間，成員與成員之間形成較大差異。

2.3　團隊磨合，形成團隊特點

有了團隊，學生在團隊里就可以各司其職了。團隊也需要有自己的特點，為了讓學生在團隊中體驗到工作環(huán)境和對自身組織的歸屬感，學生需要形成團隊主人翁的意識，通過這種方式，逐漸引導(dǎo)學生進入到接近真實的類工作環(huán)境中，為學習做好必要的組織架構(gòu)搭建和精神準備。

2.4　教學的實施階段

第一，實驗?zāi)K的選擇。每一次的實驗?zāi)K和其中的任務(wù)確立，都是根據(jù)需要分析得來的，通過不斷了解學生的學習狀況，最終確立適當?shù)娜蝿?wù)。

農(nóng)民用水戶協(xié)會由政府、村集體經(jīng)濟組織和農(nóng)戶共同組建非營利性互助合作組織，產(chǎn)權(quán)歸農(nóng)民用水戶協(xié)會，具有法人地位，由“村兩委”牽頭，組織每個用水戶推薦一個代表，再由代表推薦具有權(quán)威的村莊能人組成理事會。理事會采取股份合作制來籌集資金，政府以鼓勵性資金投入為引導(dǎo)，吸引村集體組織資金及農(nóng)民投資投勞，農(nóng)民也可以用財物、土地、技術(shù)等折資入股。農(nóng)民用水戶協(xié)會同時制定章程和財務(wù)制度、管理制度，實施農(nóng)民全過程參與。這種模式適用于一個行政村內(nèi)坑塘建設(shè)管理。

第二，制訂完成模塊的計劃。學生根據(jù)具體模塊難易程度制定相應(yīng)的完成計劃，有步驟、分階段完成任務(wù)。教師將每一個知識體系用不同的子任務(wù)具體體現(xiàn)出來，各子任務(wù)再串連成完整的實驗任務(wù)。在這個過程中，完成相同實驗項目的團隊間有競爭，團隊成員分工合作互相學習、互相促進。

第三，團隊成員協(xié)同開展實驗?zāi)K。根據(jù)團隊獲得的實驗?zāi)K來完成/實施計劃書，以學生為主體，教師為輔引導(dǎo)學生參與并評論，充分體現(xiàn)師生共同學習、共同進步的良好教學氛圍。這樣，經(jīng)過思想的碰撞能產(chǎn)生新的創(chuàng)意，同時也教會學生如何合作，如何研究的思維方式，既能夠完成力所能及的小任務(wù)，又能為團隊貢獻力量，并能與其他成員互相取長補短。以完成實驗?zāi)K為目標，以團隊為學習單位的方式有利于學生討論和發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題。

第四，審核評估。當實驗課程結(jié)束后，統(tǒng)一進行評價，評價的目的不僅是為了評出成績，而是為了檢驗學生的學習情況及掌握程度，更是為了改進任務(wù)以便后期應(yīng)用。

第五，驗收并建立文檔。這種實踐教學強調(diào)學生間的互相合作，個性與共性的磨合。在對實驗?zāi)K各方面進行評價后，教師可以根據(jù)實際情況完善和改進實驗?zāi)K，歸檔以便于今后進一步的研究。

3　協(xié)同競爭式實驗教學的關(guān)鍵點和實踐

3.1　實施的關(guān)鍵點和難點

協(xié)同效應(yīng)的激勵競爭式實驗教學是以學生團體為基礎(chǔ)進行的教學活動，關(guān)鍵點如下。

一是任課老師必須把握全局，對實驗?zāi)K的設(shè)立要適合，難度要有層次，組成實驗?zāi)K的小任務(wù)也需要精挑細選，滿足不同學習情況的學生。同時要對學生組成的團隊能力進行評估并輔助他們選擇適當?shù)膶嶒災(zāi)K。

二是需要對學生組成的團隊進行必要的干預(yù)，要保證學生組成的團隊之間學習能力不能相差太多，這對課程的實踐活動開展起到關(guān)鍵性作用。

三是激勵措施與競爭機制設(shè)置的合理性，以及需要避免協(xié)同效應(yīng)的產(chǎn)生的負效果。

難點是學生是否有足夠的自我學習能力和自我約束能力。學生能力良莠不齊，在協(xié)同完成實驗?zāi)K并且與其他團隊競爭時可能會出現(xiàn)各種各樣的問題，同時在團隊中學生需要共同努力，而不是某個學生的獨立完成整個實驗?zāi)K。

3.2　大學計算機B2課程的實踐

本次實踐教學研究的對象是大學計算機B2課程大一學生。本課程的主要目標是計算思維培養(yǎng)，內(nèi)容是編程算法的講解。在學習大學計算機B1課程并掌握編程的基礎(chǔ)知識后，選擇B2課程對于知識的運用和實驗?zāi)K的選擇上更加方便，也更利于觀察實驗教學改革的效果。操作環(huán)境是本學院計算機基礎(chǔ)實驗中心。

首先，在16級的學生中以民主集中的方式組成學習團隊，利用平時的課堂練習以及預(yù)備實驗?zāi)K進行團隊磨合，便于團隊成員之間的互相了解，并允許在正式實驗?zāi)K開展之前變更成員。其次，教師根據(jù)課程的教學目標將實驗分為基礎(chǔ)知識型模塊，綜合練習型模塊，創(chuàng)新型模塊，分別對應(yīng)基礎(chǔ)知識的理解，綜合知識的程序編寫以及獨立問題的程序編寫。每個模塊中根據(jù)教學進度分成不同難度、不同層次的小模塊以便各個團隊的不同選擇。每一個階段都對應(yīng)著難度、理解度以及完成度的分值，并輔以一定的激勵。學期結(jié)束時，根據(jù)加權(quán)系統(tǒng)來評估各個團隊的實驗?zāi)K完成情況，最后還需要評估學生的個人知識掌握情況。

經(jīng)過一個學期的實驗教學，學生在知識理解度上有明顯提升，教師對知識的講解也更加深入。同時學生的學習積極性明顯提升，有效的改善了理論教學課堂的氛圍，在期末考核中學生的成績大幅度提升。每個學習團隊中都出現(xiàn)“骨干”的成員，他們會帶領(lǐng)團隊完成實驗?zāi)K。在這個過程中，成員之間的協(xié)調(diào)協(xié)作能力明顯增加，這說明協(xié)調(diào)競爭式的實驗教學已經(jīng)初步提高了學生學習計算機的積極性，也幫助學生提升團隊協(xié)作能力，而適當?shù)募畲胧┳寣W生更有干勁。

3.3　探索的結(jié)果與未來展望

3.3.1　探索的結(jié)果

基于協(xié)同效應(yīng)的團隊激勵競爭式大學計算機基礎(chǔ)課程實驗教學改革，通過學生自由組合團隊完成實驗?zāi)K，來達到學生學習知識以及能力培養(yǎng)的1+1＞2的效果。通過這種方式逐漸引導(dǎo)學生進入到協(xié)同合作環(huán)境中，為在工作中學習做好必要的組織架構(gòu)搭建和精神準備。讓學生骨干來帶動其他學生的學習積極性，對優(yōu)秀學生的方法能力及社會能力是一種鍛煉。而通過難度程度各異的多任務(wù)實驗?zāi)K，可以讓全體學生都能獲得不同的學習體驗以及能力培養(yǎng)。

這種教學方式在實施過程中還是有不足之處。第一，實驗?zāi)K的建立和劃分需耗費大量的人力、物力，這需要不斷改進。第二，雖然教師的干涉能夠在一定程度上避免團隊差異過大，但不能完全避免?！澳芰Σ睢钡膱F隊在競爭實驗?zāi)K中處于弱勢，并且在后續(xù)中持續(xù)保持低迷的狀況，需探討改變和提升這種團隊的方法/措施，避免惡性循環(huán)打擊學生學習的積極性。第三，團隊與團隊之間，團隊成員之間的有效溝通也是必須關(guān)注的主要問題。這些都是基于協(xié)同效應(yīng)的團隊激勵競爭式實踐教學亟待解決的問題。

3.3.2　未來展望

以基于協(xié)同效應(yīng)的團隊激勵競爭式實踐教學為基礎(chǔ)，爭取將高校中教授的計算機相關(guān)知識和課程融合成為一個有機整體，改變學習知識的階段性和獨立性。相同的學習團隊可以延展到本專業(yè)的其他課程或者知識上，使協(xié)同效應(yīng)能夠應(yīng)用于各種知識的學習中，發(fā)揮其更大的作用。

參考文獻(References):

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