賴錦輝 梁 松

1.廣東石油化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)部 廣東茂名 525000

2.廣東石油化工學(xué)院計算機(jī)與電子信息學(xué)院 廣東茂名 525000

目前，中國大學(xué)MOOC學(xué)習(xí)平臺上提供了北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等10多所著名高校的大學(xué)計算機(jī)課程，內(nèi)容豐富，講解到位，讓在校大學(xué)生收益甚多。

大學(xué)計算機(jī)課程開設(shè)的內(nèi)容模塊一般有：(1)計算機(jī)的基本理論和基本常識；(2)計算機(jī)操作系統(tǒng)基本知識和Office辦公軟件的使用；(3)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識；(4)多媒體的基本概念和多媒體信息處理的基本技能；(5)數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用；(6)算法與程序設(shè)計基礎(chǔ)；(7)計算思維的本質(zhì)、特征以及問題求解的基本框架。

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)的興起，以及一貫提倡的產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)方式，面向全體大學(xué)生開展的計算機(jī)公共基礎(chǔ)課程在內(nèi)容改革上應(yīng)該與時俱進(jìn)，不斷迭代以適應(yīng)計算機(jī)知識的更新速度。

1 改革背景

目前我校大學(xué)計算機(jī)課程開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容模塊見表1。

表1 原教學(xué)模塊設(shè)置

在內(nèi)容設(shè)置上，我校大學(xué)計算機(jī)課程講授內(nèi)容與其他高校差異不大，使用的是本校2011年自主編寫的教材《大學(xué)計算機(jī)》。近年來，人工智能、大數(shù)據(jù)等迅速發(fā)展，形成了信息技術(shù)的新熱點(diǎn)[1]。因此，在計算機(jī)基礎(chǔ)類課程教學(xué)中適當(dāng)融入新技術(shù)是必要和有意義的[2]。

首先，在教學(xué)內(nèi)容改革上，響應(yīng)教育部2018年印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》文件中提到的加快人工智能領(lǐng)域科技成果和資源向教育教學(xué)轉(zhuǎn)化，將人工智能納入大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施“人工智能+”行動；同時響應(yīng)2017年教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會與思科公司聯(lián)合推進(jìn)的以提升“網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)與計算思維[3]”為目標(biāo)的課程改革，借助思科公司免費(fèi)提供的先進(jìn)的課程資源、測試和仿真軟件，實(shí)現(xiàn)校企合作，并采用MOOC/SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂混合激趣教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)習(xí)效果，以更好地適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代。

其次，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革上，因?yàn)楸菊n程是一門實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容至關(guān)重要，構(gòu)建相應(yīng)的合理的大學(xué)計算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)體系對提升學(xué)生的計算機(jī)實(shí)踐動手能力，夯實(shí)計算機(jī)理論知識具有重要意義[4]。九校聯(lián)盟計算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會上曾強(qiáng)調(diào)計算機(jī)教學(xué)的核心任務(wù)是“計算思維能力的培養(yǎng)”，計算機(jī)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。因此，大學(xué)計算機(jī)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合培養(yǎng)計算思維能力針對性設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，使學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域解決問題的基本思維方法。

再次，開展MOOC/SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂混合激趣教學(xué)模式，對于易理解的概念，先讓學(xué)生在SPOC課前自學(xué)，課堂上再由教師精講重點(diǎn)、難點(diǎn)以及設(shè)計互動問題，這樣就可以最優(yōu)化利用寶貴的課堂時間。

2 問卷調(diào)查

2017年初，根據(jù)對我校大一新生的問卷調(diào)查和一線教師的教學(xué)建議，總結(jié)出以下結(jié)果。

(1)現(xiàn)在所設(shè)置的模塊中沒有可省略的內(nèi)容，課程中講到的都是一些基礎(chǔ)且重要的知識，即使以前有所掌握，但通過教師的講解總能得到不一樣的收獲。

(2)減少第1模塊的學(xué)時分配，進(jìn)而加強(qiáng)學(xué)生的計算機(jī)技能，如圖像處理、辦公軟件使用等。

(3)文科和理工科專業(yè)的計算機(jī)技能學(xué)習(xí)有區(qū)別，主要體現(xiàn)在授課內(nèi)容方面。例如，對于文科學(xué)生，可以少講信息技術(shù)、程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容，把重心放在多媒體技術(shù)的綜合運(yùn)用，豐富該章節(jié)內(nèi)容，提升其分配學(xué)時。對于理工科學(xué)生，加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，引入簡單易學(xué)的程序語言。

(4)同時還可根據(jù)各專業(yè)后續(xù)開設(shè)的課程來處理模塊內(nèi)容比重。例如，有些專業(yè)后續(xù)開設(shè)有多媒體技術(shù)與應(yīng)用課程，有些專業(yè)后續(xù)開設(shè)有辦公自動化、程序設(shè)計基礎(chǔ)等課程，對相應(yīng)內(nèi)容可以減少學(xué)時，避免教學(xué)內(nèi)容的“重復(fù)性建設(shè)”。

(5)保持Office軟件的重要教學(xué)地位，同時提高Office模塊部分高級應(yīng)用的難度以及學(xué)時比例，注重“實(shí)用性”。

(6)增加網(wǎng)絡(luò)信息獲取應(yīng)用以及App應(yīng)用方面的知識。

(7)大部分學(xué)生對多媒體處理技術(shù)部分比較感興趣，可以提高該模塊的重要性和應(yīng)用性，并增加視頻制作的學(xué)習(xí)(如微視頻、相冊視頻制作等)。

(8)根據(jù)《國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，推進(jìn)智能教育發(fā)展，探索基于人工智能的新教學(xué)模式，結(jié)合計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和高水平理工科大學(xué)合格人才的培養(yǎng)，在計算機(jī)公共課程中引入人工智能和大數(shù)據(jù)分析的入門知識比較符合新時代的發(fā)展要求[8]；通過人工智能入門模塊，讓學(xué)生了解人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)是什么，如何實(shí)際應(yīng)用；通過一些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識；通過大數(shù)據(jù)分析模塊，讓學(xué)生懂得收集行業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、加工處理數(shù)據(jù)，增加學(xué)生對當(dāng)前計算機(jī)熱點(diǎn)技術(shù)的認(rèn)識[9]。

(9)介紹全國大學(xué)生計算機(jī)設(shè)計大賽的參賽類目和獲獎作品，引導(dǎo)學(xué)生做應(yīng)用。

(10)校企合作，與思科公司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人，篩選合適的思科模塊，思科成績可以作為基礎(chǔ)知識的補(bǔ)充學(xué)習(xí)與考核。

(11)增加一些有趣的案例，注重培養(yǎng)學(xué)生對計算機(jī)應(yīng)用的興趣。

3 改革后的教材模塊設(shè)置

改革后的教學(xué)模塊設(shè)置見表2。

表2 改革后的教學(xué)模塊設(shè)置

4 改革后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

大學(xué)計算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合培養(yǎng)計算思維能力針對性設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域解決問題的基本思維方法。改革后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置見表3。

5 MOOC/SPOC翻轉(zhuǎn)課堂混合激趣教學(xué)法

MOOC成本低、易普及和效率高，但是難以實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)。SPOC的出現(xiàn)在一定程度上解決了這個問題，SPOC被視為校內(nèi)慕課，授課教師在該平臺上可以對第三方的MOOC課程進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并且根據(jù)需要整合MOOC資源和課堂教學(xué)，從而提升混合式教學(xué)的質(zhì)量。SPOC具有在線學(xué)習(xí)、測試測評、布置作業(yè)、研討、答疑、參考資料閱讀、問卷調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等活動。

表3 改革后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

教學(xué)實(shí)踐包括線上自學(xué)和課堂討論兩個過程，線上資源由教師組織和整合，并將學(xué)習(xí)任務(wù)和計劃下達(dá)給學(xué)生，學(xué)生完成自學(xué)?；氐秸n堂上，教師答疑解惑、設(shè)計互動環(huán)節(jié)。

5.1 課前自學(xué)階段

根據(jù)課程特點(diǎn)，對于易理解的概念可以讓學(xué)生在SPOC上課前自學(xué)，課堂上再由教師精講重點(diǎn)、難點(diǎn)，這樣就可以最優(yōu)化利用寶貴的課堂時間。教師根據(jù)設(shè)定的教學(xué)模塊，對各章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行提煉，將微視頻和案例上傳到SPOC上供學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，教師按照教學(xué)計劃提前發(fā)布任務(wù)書、布置探究主題和測試題。學(xué)生課前自學(xué)并可以進(jìn)行線上討論、做測試和訓(xùn)練。學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)疑問提交給教師。師生可以約定在某個時間段線上即時交流答疑，也可以隨后線上答復(fù)或在課堂互動答疑。

5.2 翻轉(zhuǎn)課堂階段

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計包含教師精講和課堂互動環(huán)節(jié)，精講包括抽象、難理解的知識點(diǎn)?；迎h(huán)節(jié)包括學(xué)生完成任務(wù)書遇到的問題、主題探究討論等。例如，教師對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的OSI模型進(jìn)行精講，精講后讓學(xué)生討論對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次的理解、各層運(yùn)行的協(xié)議及其功能。

5.3 課后鞏固階段

對學(xué)生學(xué)習(xí)成果作品進(jìn)行展示和評價交流，同時將學(xué)習(xí)的難點(diǎn)、解決方法、知識拓展在SPOC上總結(jié)，實(shí)現(xiàn)資源共享。

6 考核方式

共設(shè)置兩次通過性考試，學(xué)生通過該考試即可獲得該模塊分?jǐn)?shù)。學(xué)完第1、第2模塊后進(jìn)行第一次考試，學(xué)完第3模塊后進(jìn)行第二次考試，第4模塊是學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)登錄思科公司免費(fèi)提供的先進(jìn)的、持續(xù)更新的課程資源平臺自學(xué)后自行考核立即獲取分?jǐn)?shù)。

因此，期末總成績=平時成績×20%+第一次考試成績×30%+第二次考試成績×30%+思科自主考核成績×20%。平時成績由考勤和實(shí)驗(yàn)作業(yè)與測試兩部分組成，另外積極參與SPOC活動的，包括觀看微課、提問、討論、主動上傳資源、評價學(xué)習(xí)成果和分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)等有額外加分。

7 結(jié)語

根據(jù)對教務(wù)處組織的例行本科課堂教學(xué)質(zhì)量評價比較，學(xué)生普遍認(rèn)為改革后的課程教學(xué)內(nèi)容安排合理，重點(diǎn)突出；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎，在學(xué)習(xí)過程中有效地拓展了學(xué)生的計算思維，有意識并系統(tǒng)地培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維等相關(guān)能力；教學(xué)方法得當(dāng)，課堂氣氛活躍，學(xué)生積極性高。通過訪談可了解到，MOOC/SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式使得知識點(diǎn)突出、靈活生動、交互性強(qiáng)。課堂互動更靈活便利，更具針對性，將所學(xué)知識落到了實(shí)處。經(jīng)過一年的實(shí)踐，大學(xué)計算機(jī)課程改革得到了學(xué)生的認(rèn)可，基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力得到了雙重提高。在今后的教學(xué)環(huán)節(jié)中，還將繼續(xù)探索更加生動有趣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增加其新穎性、實(shí)用性和趣味性，努力提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。