歐陽勇，李 紅

（湖北工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢 430068）

0 引 言

近年來，全國各高校都在大力推動(dòng)本科工程教育改革，積極參與工程教育認(rèn)證，培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展急需的工程科技人才。工程教育要求回歸教育本質(zhì)，按照以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)理念的本科教學(xué)模式來實(shí)施，這就要積極轉(zhuǎn)變長期以來學(xué)科導(dǎo)向或投入導(dǎo)向的傳統(tǒng)教育思想，以學(xué)生能力培養(yǎng)為結(jié)果導(dǎo)向，以“基于產(chǎn)出”的評(píng)價(jià)方法推動(dòng)課堂教學(xué)改革[1]。為適應(yīng)工程教育認(rèn)證的需要，很多高校都十分重視大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的改革，多半以計(jì)算思維能力培養(yǎng)[2-5]為切入點(diǎn)開展教學(xué)改革和研究，并取得一定的成果，這些改革大多集中在對(duì)理論教學(xué)部分及課堂教學(xué)方法上，以期學(xué)生掌握計(jì)算思維的方法和能力，但這其實(shí)是非常困難的。譚浩強(qiáng)教授指出：“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的本質(zhì)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的教育，要正確處理好計(jì)算機(jī)應(yīng)用與培養(yǎng)科學(xué)思維的關(guān)系，在計(jì)算思維的研討中要從實(shí)際出發(fā)，把復(fù)雜的問題簡單化”[6]。計(jì)算思維的能力體現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行問題求解的能力，這應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)行為過程中的累積效應(yīng)。因此，在工程教育認(rèn)證背景下的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)該回歸課程本質(zhì)，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為根本，以計(jì)算思維為牽引，以技術(shù)發(fā)展為脈絡(luò)，以學(xué)生發(fā)展為中心，理論與實(shí)踐相結(jié)合，從過程和形式進(jìn)行全方位改革。

1 課程改革設(shè)計(jì)

1.1 重構(gòu)知識(shí)體系，明確計(jì)算思維知識(shí)點(diǎn)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)該以基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力為產(chǎn)出導(dǎo)向，理論與實(shí)踐相結(jié)合，理論課要注重計(jì)算思維的理解，以問題求解為重心；課程教學(xué)設(shè)計(jì)要始終以問題為出發(fā)點(diǎn)，建構(gòu)情景，分析問題，利用計(jì)算思維解決問題的思路來組織教學(xué)。教學(xué)過程可以引入一些計(jì)算機(jī)歷史發(fā)展中的重大事件或科學(xué)家的故事，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，深入探究問題本質(zhì)，強(qiáng)化教學(xué)效果。

以湖北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為例，該課程以傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ)，以戰(zhàn)德臣教授編著的《大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算思維導(dǎo)論》為指導(dǎo)，重構(gòu)課程體系，進(jìn)一步明確計(jì)算思維知識(shí)點(diǎn)，將理論教學(xué)部分分為8個(gè)章節(jié)，具體教學(xué)內(nèi)容見表1，每個(gè)章節(jié)都按照問題提出、情景分析、問題求解和歸納總結(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

表1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論課教學(xué)內(nèi)容

1.2 層次化能力目標(biāo)，階段化項(xiàng)目實(shí)踐

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)傳統(tǒng)模式過于強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)基本工具的使用，內(nèi)容包括Windows、Office、Internet等基本操作，與理論教學(xué)存在明顯的脫節(jié)現(xiàn)象，沒有形成合力，很多時(shí)候?qū)W生會(huì)降低課程的收獲預(yù)期，學(xué)習(xí)積極性不高，參與感不強(qiáng)，只是按照教師的實(shí)驗(yàn)文檔一步一步操作，主觀缺少對(duì)計(jì)算機(jī)工具解決實(shí)際問題的深層次理解，很多時(shí)候不能作出合理性判斷和正確選擇，更缺乏問題求解及優(yōu)化的方法與途徑。簡而言之，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)更強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)基本操作能力培養(yǎng)，使得學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力存在明顯不足，更難做到學(xué)以致用。

根據(jù)工程教育認(rèn)證的新要求，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該以計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力根本目標(biāo)，以計(jì)算思維為指導(dǎo)，以計(jì)算機(jī)基本操作為手段，合理構(gòu)建應(yīng)用情景，以問題驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)小組合作，讓學(xué)生主動(dòng)參與，樂于探究，積極協(xié)作，勤于實(shí)踐，不斷提高利用計(jì)算思維解決復(fù)雜工程問題所需的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該事先根據(jù)學(xué)生能力發(fā)展規(guī)律制訂層次化能力目標(biāo)，分階段組織項(xiàng)目實(shí)踐促進(jìn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力迭代成長。另外，采用小組工作法作為基本教學(xué)組織方法貫穿整個(gè)教學(xué)過程，是本課程改革實(shí)施的關(guān)鍵，體現(xiàn)以學(xué)生為中心、學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的原則。小組規(guī)模一般控制在4個(gè)人左右，不能太大，任務(wù)設(shè)置要合理，組織方式及激勵(lì)機(jī)制要適合任務(wù)問題解決，如小組展示、角色扮演、交叉答辯、小組互評(píng)等，讓學(xué)生積極參與，在活動(dòng)中學(xué)習(xí)，避免教師直接評(píng)價(jià)學(xué)生，多給予鼓勵(lì)，正面引導(dǎo)，形成教師與學(xué)生的共識(shí)評(píng)價(jià)模式，有利于產(chǎn)生一種良性迭代機(jī)制，使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力更強(qiáng)，效果更好。

2 教學(xué)實(shí)踐

湖北工業(yè)大學(xué)將大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)分為上機(jī)實(shí)踐和自主實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基本操作能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，具體又分3個(gè)階段；第1階段屬于上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，稱為基礎(chǔ)實(shí)踐階段，主要完成Office和Internet基本操作的學(xué)習(xí)；第2階段是進(jìn)階應(yīng)用實(shí)踐；第3階段是高級(jí)應(yīng)用實(shí)踐。后兩個(gè)階段屬于自主實(shí)踐環(huán)節(jié)，分別培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基本應(yīng)用能力和綜合應(yīng)用能力。

2.1 基礎(chǔ)實(shí)踐

基礎(chǔ)實(shí)踐階段主要讓學(xué)生具備計(jì)算機(jī)基本操作能力，具體見表2，要求學(xué)生根據(jù)教師設(shè)定的案例任務(wù)，結(jié)合課前自主學(xué)習(xí)在線教學(xué)視頻資源自主完成實(shí)驗(yàn)，教師給予課堂輔導(dǎo)。這一階段要盡可能壓縮學(xué)時(shí)，不要求面面俱到，通過問卷了解學(xué)生狀況，對(duì)于大部分學(xué)生都掌握的基本操作要剔除，如Windows操作。另外，學(xué)生在這一階段初步嘗試小組合作學(xué)習(xí)，協(xié)作要求不高，以好帶差，共同進(jìn)步，獨(dú)立完成任務(wù)要求。

表2 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

2.2 進(jìn)階實(shí)踐

進(jìn)階實(shí)踐階段主要結(jié)合新生入校教育、文化活動(dòng)和專業(yè)教育來構(gòu)建情景（見表3），問題驅(qū)動(dòng)，小組協(xié)作，項(xiàng)目實(shí)踐。選題貼近實(shí)際，學(xué)生根據(jù)情景容易理解任務(wù)要求，作品可展示性強(qiáng)，便于定性評(píng)價(jià)。學(xué)生自主實(shí)踐興趣度高，主動(dòng)參與、積極協(xié)作，效果良好。這一階段對(duì)小組合作學(xué)習(xí)提出更高要求，同樣是任務(wù)獨(dú)立完成，但小組協(xié)作范圍從計(jì)算機(jī)操作技能擴(kuò)展到情景任務(wù)理解，規(guī)劃設(shè)計(jì)，效果展示與評(píng)價(jià)的各個(gè)方面，通過組內(nèi)互評(píng)、組別評(píng)價(jià)到班級(jí)展示3級(jí)評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)迭代控制，形成不同版本作品，有效提升學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。

2.3 高級(jí)應(yīng)用實(shí)踐

高級(jí)應(yīng)用實(shí)踐階段的任務(wù)是一個(gè)有挑戰(zhàn)性的綜合性大作業(yè)，根據(jù)中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽要求，結(jié)合本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用與創(chuàng)新，完成大賽既定模板的項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書，完成面向投資方和客戶不同群體受眾的PPT。由于實(shí)踐任務(wù)是以互聯(lián)網(wǎng)+平臺(tái)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新應(yīng)用本身就處處體現(xiàn)計(jì)算思維，有利于學(xué)生對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題所需的計(jì)算思維和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力有更深刻的體會(huì)與理解，激勵(lì)學(xué)生將課程所學(xué)知識(shí)與技能更好地應(yīng)用于項(xiàng)目的實(shí)施，全面提升計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，與此同時(shí)，也促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的有效提升。不同于前兩個(gè)階段，本階段對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有更高的要求，每個(gè)小組共同完成實(shí)踐任務(wù)，先要大量查閱資料和文獻(xiàn)，選定創(chuàng)新項(xiàng)目，明確項(xiàng)目具體內(nèi)容，制訂工作方案，合理分工，協(xié)作完成商業(yè)計(jì)劃書及PPT，具體實(shí)施流程如圖1所示。

3 教學(xué)改革效果

湖北工業(yè)大學(xué)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程工程教育改革實(shí)施以來，教學(xué)效果非常明顯，獲得學(xué)校認(rèn)可，得到廣大師生好評(píng)。在2015—2017學(xué)年，全校每年有4 500多人學(xué)習(xí)本門課程，由于注重教學(xué)過程管理，各教學(xué)環(huán)節(jié)參與考核，課程考核成績不是期終考試占主導(dǎo)，因此學(xué)生對(duì)課程重視程度大幅提升，近3年來成績優(yōu)良率平均在32%左右，課程整體考核不合格率低于5%。

在教學(xué)改革實(shí)施過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些新問題：①從課程教學(xué)考核結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，文科、藝術(shù)類學(xué)生成績整體偏低，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式認(rèn)可度相對(duì)較低，沒有實(shí)施區(qū)分培養(yǎng)；②由于時(shí)間限制，期末考核實(shí)踐操作類命題不能太過復(fù)雜，因此考試只能定位于基本操作能力，命題只能強(qiáng)調(diào)廣泛覆蓋性，很難評(píng)價(jià)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③由于教學(xué)改革力度比較大，市場(chǎng)上的教材無法較好地適應(yīng)課程需要，因此還需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和調(diào)整，編寫教材及配套教學(xué)資源。

表3 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)階實(shí)踐教學(xué)安排

圖1 高級(jí)應(yīng)用實(shí)踐項(xiàng)目流程安排

4 結(jié) 語

湖北工業(yè)大學(xué)對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的有益探索和嘗試，能夠有效改善以往理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相獨(dú)立的狀況；摸索出的以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)、構(gòu)建應(yīng)用情景、問題驅(qū)動(dòng)的課程教學(xué)模式，取得了令人滿意的效果。該教學(xué)模式仍存在的問題也將激勵(lì)有關(guān)人員持續(xù)改進(jìn)和不斷完善。