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        大學(xué)新生計算機基礎(chǔ)調(diào)查及教學(xué)建議

        2021-01-18 03:38:14孫微微陳湘驥王金鳳
        現(xiàn)代計算機 2020年32期
        關(guān)鍵詞:新生編程基礎(chǔ)

        孫微微,陳湘驥,王金鳳

        (華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院,廣州 510642)

        1 非計算機專業(yè)新生計算機基礎(chǔ)調(diào)查

        在當前的信息時代,諸如大數(shù)據(jù)、人工智能等計算機新技術(shù)層出不窮,具備計算機基礎(chǔ)知識和計算思維已經(jīng)成為當代大學(xué)生的基本要求,為此各高校為非計算機專業(yè)學(xué)生開設(shè)了計算機通識教育課程。以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例,自九十年代末期開始,為理工類、經(jīng)濟類、農(nóng)科類、藝術(shù)類等不同專業(yè)陸續(xù)開設(shè)了《計算機文化基礎(chǔ)》、《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》、《C 語言程序設(shè)計》、《Java語言程序設(shè)計》等計算機通識教育課程。由于培養(yǎng)計劃和學(xué)時調(diào)整,2010年取消《計算機文化基礎(chǔ)》課程,但將其內(nèi)容合并到其他三門課程中。

        《C語言程序設(shè)計》是理工科新生的首門計算機課程,在C程序自動評判系統(tǒng)的上機實驗前設(shè)置了一個調(diào)查問卷,意在了解新生的計算機基礎(chǔ)。調(diào)查問卷設(shè)置以下問題及單選選項。

        問題1:入校前的高中所在地:

        A.縣城;

        B.普通中小城市;

        C.直轄市、省會城市等大城市;

        問題2:入校前接觸計算機的情況:

        A.未使用過計算機;

        B.會操作常用軟件;

        C.熟練操作常用軟件;

        問題3:入校前對程序設(shè)計語言的掌握情況:

        A.未接觸過編程;

        B.學(xué)過至少一門計算機語言,但都不熟;

        C.熟練掌握至少一門計算機語言;

        問題4:覺得學(xué)習(xí)編程對自己有用嗎?

        A.無用,將來也用不上;

        B.不清楚,不好說;

        C.有用,會用上;

        1.1 調(diào)查對象及統(tǒng)計方法

        統(tǒng)計了2013級至2019級新生的調(diào)查,共計7個年級17182人,主要涉及到材料與能源學(xué)院的材料科學(xué)、木材工程、能源環(huán)境、制藥工程專業(yè),電子工程學(xué)院的電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息類、電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程專業(yè),工程學(xué)院的車輛工程、電氣工程、機械制造、自動化類專業(yè),林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院的城鄉(xiāng)規(guī)劃、風(fēng)景園林專業(yè),食品學(xué)院的包裝工程、生物工程、食品安全、食品工程專業(yè),數(shù)學(xué)與信息學(xué)院的工業(yè)設(shè)計專業(yè),水利與土木工程學(xué)院的建筑學(xué)、水利水電、土木工程專業(yè),資源與環(huán)境學(xué)院的測繪工程專業(yè)等。

        對問題1~4的選項作如下數(shù)據(jù)處理:統(tǒng)計每個選項的選擇人數(shù)及在本年級總?cè)藬?shù)中的百分比;對問題2~4 的每個選項取值 A=1,B=2,C=3,記作向量 v=(1,2,3);設(shè)置 3 個向量 Q2,Q3,Q4,每個向量包含 3 個元素,分別對應(yīng)問題2~4的每個選項的選擇人數(shù);設(shè)本年級總?cè)藬?shù)為n,以公式(1)得到人均問題得分s。對問題2~4的選項這樣設(shè)置取值之后,可綜合表示學(xué)生的計算機基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)積極性,得分越高則計算機基礎(chǔ)越好、學(xué)習(xí)積極性越高。未將問題1計入s是考慮到生源地并無高下之分,不宜用數(shù)值定量表示,故問題1只是作為定性輔助分析。統(tǒng)計結(jié)果見表1。

        表1 2013級~2019級問題2~4選項人數(shù)百分比及人均問題得分

        1.2 統(tǒng)計結(jié)果分析

        從表1的各年平均值可以看出,每年仍有5.19%的學(xué)生在大學(xué)之前“未使用過計算機”(問題2-A)。經(jīng)檢查各年分專業(yè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)機械制造專業(yè)學(xué)生“未使用過計算機”占比最高,2016年甚至達到其專業(yè)人數(shù)的11.97%(14人/117人),同時其生源地來自“縣城”的比例也偏高,這說明中小學(xué)信息技術(shù)教育在縣城的開展還有待加強。

        可喜的是,“會操作常用軟件”(問題2-B)的比例(年均64.60%)呈逐年增加的趨勢,特別是2017級~2019級,這說明中小學(xué)信息技術(shù)教育近年來逐漸普及,使越來越多的學(xué)生具備操作計算機的基本能力。

        僅有30.20%的學(xué)生能夠“熟練操作常用軟件”(問題2-C)。經(jīng)與部分學(xué)生交流,其能夠熟練操作的常用軟件是QQ,瀏覽器,視頻播放軟件及游戲等,辦公軟件以Word和PowerPoint居多,Excel較少用到,這與其個人興趣愛好和作業(yè)需求有關(guān);家庭電腦的主要用途是娛樂購物等,用于查找學(xué)習(xí)資料或者參加線上課程的學(xué)生不多;也有部分學(xué)生反映其家長管教嚴格,為防止網(wǎng)癮游戲成癮的隱患,禁止其操作電腦。

        每年有84.58%的學(xué)生“未接觸過編程”(問題3-A),且此比例多年來基本持平。這說明我國絕大部分中小學(xué)的信息技術(shù)教育尚未達到程序設(shè)計層面,仍處于教授學(xué)生操作常用軟件層面。

        14.49%的學(xué)生“學(xué)過至少一門計算機語言,但都不熟”(問題3-B)。此項比較突出的是2016年的16.49%和2017年的17.30%,經(jīng)檢查分專業(yè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)主要來自人數(shù)較多且有計算機偏向的電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息類等電子類專業(yè)的貢獻,例如2016年電子類選擇“學(xué)過至少一門計算機語言,但都不熟”的學(xué)生占比達24.56%(127人/517人),從學(xué)生專業(yè)可以看出,(主動)學(xué)習(xí)編程受學(xué)生興趣影響較大,這也印證了“興趣是最好的老師”。

        僅有0.92%的學(xué)生“熟練掌握至少一門計算機語言”(問題3-C)。這是因為中學(xué)課業(yè)繁重,除了有志于參加信息學(xué)競賽的少數(shù)學(xué)生會下功夫深入學(xué)習(xí)編程以外,絕大多數(shù)學(xué)生是無暇顧及課外的編程學(xué)習(xí)的。

        從問題2和問題3的統(tǒng)計可以看出,通過多年來中小學(xué)信息技術(shù)教育的啟蒙,近95%的大學(xué)新生具備一定的計算機基礎(chǔ),但由于地域差別和教學(xué)深度限制,大學(xué)新生的計算機基礎(chǔ)參差不齊且普遍較薄弱,需要通過大學(xué)課程理論和實驗兩方面予以加強,補齊入學(xué)前的知識差距,并拓寬拓深知識結(jié)構(gòu),提高實踐能力。

        年平均僅有1.99%的學(xué)生認為學(xué)習(xí)編程“無用,將來也用不上”(問題4-A),且此比例明顯呈下降趨勢,如2019級的此比例僅為2014級的約24%。

        有31.16%的學(xué)生認為學(xué)習(xí)編程對自己的作用“不清楚,不好說”(問題4-B),同問題4-A一樣,此比例也呈下降趨勢。這些處于迷茫狀態(tài)的學(xué)生可能是由于剛?cè)氪髮W(xué),對自己專業(yè)和社會對大學(xué)生要求的了解尚膚淺片面,尚未認識到目前各行各業(yè)均需計算機來輔助管理生產(chǎn)。相信隨著大學(xué)學(xué)習(xí)的進行,學(xué)生會逐漸意識到計算機能力、計算思維、編程素養(yǎng)等軟性能力在潛移默化地提高其自身素質(zhì)。

        每年平均66.85%的學(xué)生認為學(xué)習(xí)編程“有用,會用上”(問題4-C),且呈明顯的上升趨勢,如2019級的此比例與2014級相比增加了18.33%。可見在信息時代,越來越多的學(xué)生已經(jīng)認識到計算機乃至編程對自己未來學(xué)習(xí)和工作的重要性,這些學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣更高。

        人均問題得分也表現(xiàn)出了上升趨勢,自2016級開始,每年的人均問題得分均高于歷年的平均得分6.06。這說明近年來中小學(xué)信息技術(shù)教育的效果逐漸顯現(xiàn),大學(xué)新生的計算機基礎(chǔ)能力和學(xué)習(xí)積極性逐漸提高。

        2 中小學(xué)信息技術(shù)課的發(fā)展建議

        雖然教育部在2000年要求在中小學(xué)普及信息技術(shù)教育,然而由于地區(qū)差異、師資不足、教學(xué)實踐條件差、課程評價體系不重視等原因,信息技術(shù)教育的開展不盡如人意,如華南農(nóng)業(yè)大學(xué)仍有5.19%的大學(xué)新生在入學(xué)前處于中小學(xué)信息技術(shù)教育未覆蓋到的“角落”。

        直轄市、省會城市及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)城市的基礎(chǔ)實施條件好且?guī)熧Y力量充足,信息技術(shù)教育不僅開展得早,而且較深入。例如北京市海淀區(qū)引入計算機專業(yè)的碩士博士作為信息技術(shù)師資,不僅設(shè)置了程序設(shè)計等軟件內(nèi)容,還設(shè)置了機器人等硬件內(nèi)容,近期還要增加人臉識別、機器視覺、人工智能等課程[1]。而偏遠省份的縣城和農(nóng)村學(xué)生連基本的計算機操作、甚至開關(guān)機可能都不熟悉[2-3]。

        如何彌合城鄉(xiāng)和地域間的“數(shù)字鴻溝”,除了政府的投入和扶持以外,地區(qū)和學(xué)校也可以主動思變。2020年的新冠疫情迫使全國學(xué)校實施線上教學(xué),正是一次檢驗網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和普及計算機教育的良機,同時也使線上教學(xué)資源大增??梢詫?yōu)質(zhì)的以及有特色的信息技術(shù)課程內(nèi)容制作成一系列慕課微課,建立共享的線上教學(xué)資源庫[4],這樣可以彌補部分地區(qū)師資力量缺乏、教學(xué)內(nèi)容陳舊的不足,促進和啟發(fā)課程創(chuàng)新,使得先進地區(qū)的高水平課程的受益群體更廣泛。

        中小學(xué)的學(xué)生特點是好奇心強、想象力豐富、思維活躍、擅長具象思維,但專注力弱,知識基礎(chǔ)弱。所以中小學(xué)信息技術(shù)課程內(nèi)容不宜關(guān)注技術(shù)細節(jié),重點在于訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生將復(fù)雜問題分成簡單步驟解決的計算思維。目前有一些適合中小學(xué)生的積木式編程軟件,如Scratch、Alice等,可充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)意和興趣,與語數(shù)英等課程內(nèi)容結(jié)合起來有趣地“玩”,不僅對課程內(nèi)容記得牢,而且也理解了抽象的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計概念。

        3 如何提高大學(xué)計算機通識課程教學(xué)效果

        作為中學(xué)“產(chǎn)品”的接收者,大學(xué)有義務(wù)有能力將入學(xué)基礎(chǔ)參差不齊的新生培養(yǎng)成計算機能力相近的人才。鑒于非計算機專業(yè)學(xué)生的計算機通識教育課程僅一至兩門,故課程的重要任務(wù)是在有限學(xué)時內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生的大學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣以及如何有效解決問題的計算思維方式,而不只是教會學(xué)生把計算機當做一個工具[5]。

        根據(jù)不同專業(yè)的專業(yè)需求和學(xué)生基礎(chǔ),設(shè)置不同的計算機課程。例如藝術(shù)類專業(yè)學(xué)習(xí)較簡單的《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》,理工科、農(nóng)科學(xué)習(xí)程序設(shè)計課程,但都會有計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識,這是為了在起跑線上帶動“近零基礎(chǔ)”的新生,不至于由于中學(xué)的信息技術(shù)基礎(chǔ)弱而落后。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和將來的就業(yè)競爭力,引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生參加計算機等級考試。

        根據(jù)專業(yè)、班級和學(xué)生的實際情況,提供靈活調(diào)整的教學(xué)內(nèi)容,讓高、中、低水平和學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生都能得到滿足。以程序設(shè)計課程為例,學(xué)習(xí)吃力的學(xué)生完成學(xué)時安排的實驗即可,但程序自動評判系統(tǒng)7×24小時在線,提供各種難度的題目,學(xué)習(xí)興趣高的學(xué)生可隨時登錄練習(xí)。實施效果明顯,每年的校園程序大賽都有非計算機專業(yè)的學(xué)生取得不錯的成績。

        如何培養(yǎng)良好的大學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣也是計算機課程的任務(wù)之一。在長期的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),大學(xué)新生仍然處于中學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣中,有以下幾個表現(xiàn):希望教師手把手教,自學(xué)能力弱;希望像高中班主任一樣人盯人地關(guān)注,沒有監(jiān)督就怠慢學(xué)習(xí),放松要求;以為所有問題都有“標準答案”,對自己的解決方法不自信,不敢“創(chuàng)新”;普遍反映教師“講得快”;等等。

        不僅是大學(xué)計算機課程,其實基本所有的大學(xué)課程特點都是概念眾多且學(xué)時有限,對剛?cè)雽W(xué)新生的思維和學(xué)習(xí)習(xí)慣“沖擊”很大。為幫助學(xué)生實現(xiàn)高中大學(xué)的平穩(wěn)過渡,采取以下教學(xué)方法:

        (1)建立課程的班級群,隨時和學(xué)生交流,增加互動。事實表明建與不建班級群差別很大,建群的班級明顯活躍,學(xué)習(xí)積極性也高,對教師的督促學(xué)習(xí)也樂于接受。而不建群的班級感受不到授課教師的關(guān)心,上課氣氛沉悶,易走神,學(xué)習(xí)效果差。

        (2)針對課程概念眾多使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒的問題,提醒學(xué)生抓大放小,把精力放在上課及課件中所提到的知識點。逐漸訓(xùn)練學(xué)生從海量信息中迅速抓住關(guān)鍵點的能力。

        (3)不給學(xué)生設(shè)置條條框框,只要能完成程序功能,怎樣實現(xiàn)都可以,沒有什么“標準答案”,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新和發(fā)揮想象力。逐漸擺脫思想束縛的學(xué)生經(jīng)常能提交有趣的、出人意料的作品。

        (4)幾乎所有課程都會有學(xué)生反映“進度太快”,但這是大學(xué)教學(xué)不同于高中的特點,大學(xué)不可能像中學(xué)一樣對一個知識點反復(fù)講反復(fù)練,要提醒學(xué)生跟著老師的精、簡、快、慢節(jié)奏來學(xué)習(xí),同時要引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,對新知識自己鉆研,這將使學(xué)生受益終生。

        4 結(jié)語

        從連續(xù)7年的非計算機專業(yè)新生的計算機基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)看,中小學(xué)信息技術(shù)教育存在地區(qū)和城鄉(xiāng)差異,新生基礎(chǔ)普遍薄弱,但學(xué)習(xí)意識漸強。為了提升大學(xué)生計算機能力,不斷改進教學(xué)方法,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)置,使大學(xué)計算機課程適應(yīng)信息時代的發(fā)展,任重而道遠。

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