金傳洋

陸軍裝甲兵學(xué)院信息通信系 北京 100072

引言

近年來(lái)，計(jì)算思維的培養(yǎng)成為國(guó)際和國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)，計(jì)算思維能力將成為21世紀(jì)每個(gè)人必備的基本能力之一。為了適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍事人才信息素質(zhì)培養(yǎng)需求，全軍于2017頒布了統(tǒng)一的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱，擯棄原先計(jì)算機(jī)課程狹義的“工具論”、“操作論”，突出“培養(yǎng)以計(jì)算思維方式分析解決問(wèn)題能力”鮮明導(dǎo)向。

1 課程定位

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是面向全院所有專業(yè)大一學(xué)員開(kāi)設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，是根據(jù)教育部提出的“1+X”課程設(shè)置方案開(kāi)設(shè)的第一門計(jì)算機(jī)公共課程，又是一門注重實(shí)踐的理論課，為后續(xù)相關(guān)課程奠定良好基礎(chǔ)。共安排48學(xué)時(shí)，其中：理論講授28學(xué)時(shí)，實(shí)踐操作20學(xué)時(shí)。

2 突出問(wèn)題

2.1 內(nèi)容多、學(xué)時(shí)緊張問(wèn)題

目前一門大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程涵蓋了Python程序設(shè)計(jì)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)等6門計(jì)算機(jī)課程核心概念，內(nèi)容廣、抽象龐雜，學(xué)時(shí)緊張[1]。

2.2 知識(shí)基礎(chǔ)薄弱、計(jì)算思維能力培養(yǎng)不夠鮮明問(wèn)題

在入學(xué)問(wèn)卷調(diào)查中，課題組設(shè)置五大模塊，主要考查“一個(gè)知識(shí)，三個(gè)能力”，即可計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，Office應(yīng)用能力、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作能力、計(jì)算機(jī)編程能力。通過(guò)對(duì)摸底和問(wèn)卷調(diào)查的統(tǒng)計(jì)分析，可以看出將近75%的學(xué)員沒(méi)有及格。

在以往教學(xué)中，計(jì)算思維能力培養(yǎng)與理論知識(shí)深度融入不夠，對(duì)各單元模塊、知識(shí)點(diǎn)所體現(xiàn)的計(jì)算思維點(diǎn)挖掘不夠深入，對(duì)于計(jì)算思維的培養(yǎng)勢(shì)必停留在理論層次，難以達(dá)到思維層次[2]。

2.3 教學(xué)對(duì)象的多層次、個(gè)性差異大問(wèn)題

由于來(lái)自不同地區(qū)學(xué)員計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)水平差異較大，按照傳統(tǒng)自然教學(xué)班統(tǒng)一進(jìn)度開(kāi)展教學(xué)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)薄弱的學(xué)員吃力、“跟不上”，而基礎(chǔ)好的同學(xué)又“吃不飽”，不利于教學(xué)實(shí)施[3]。

2.4 教學(xué)案例“軍味”不夠、應(yīng)用不深問(wèn)題

教學(xué)案例知識(shí)覆蓋面不全、貼近部隊(duì)不夠，課堂牽引力不強(qiáng)，導(dǎo)致化解重難點(diǎn)效果不明顯，創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)支撐不夠。

2.5 學(xué)員自主學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、興趣不濃問(wèn)題

隨著互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展與應(yīng)用，學(xué)員的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了一定的變化，傳統(tǒng)課堂教學(xué)不能有力地吸引學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，被動(dòng)式單一教學(xué)模式無(wú)法滿足學(xué)員需求，影響教學(xué)效果[4]。

2.6 課程考核教學(xué)導(dǎo)向性不強(qiáng)、能力素質(zhì)體系培養(yǎng)欠缺問(wèn)題

傳統(tǒng)期末考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)員學(xué)習(xí)效果，往往一錘定音，沒(méi)有真正融入教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)導(dǎo)向性不強(qiáng)。

3 主要措施

3.1 教學(xué)理念方面

針對(duì)課程內(nèi)容龐雜、信息量大與教學(xué)目標(biāo)高、計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求廣泛之間的矛盾，我們將大綱規(guī)定的計(jì)算與社會(huì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、信息編碼與數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用、信息處理及多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、算法與邏輯、計(jì)算機(jī)發(fā)展新技術(shù)等9項(xiàng)內(nèi)容按照計(jì)算思維能力生成路徑，整合優(yōu)化為“操作計(jì)算機(jī)→理解計(jì)算機(jī)→應(yīng)用計(jì)算機(jī)”三個(gè)層次，劃分為[5]：“認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)表示與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)共享與利用、算法邏輯與應(yīng)用”等四大模塊，重點(diǎn)提煉出12個(gè)核心點(diǎn)作為一條知識(shí)主線，并以Python語(yǔ)言為工具，將應(yīng)用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思維訓(xùn)練全程貫穿于這條知識(shí)主線實(shí)踐中，形成科學(xué)的計(jì)算思維主線，突出知識(shí)系統(tǒng)性，并適時(shí)將價(jià)值認(rèn)同、家國(guó)情懷、法治意識(shí)、科學(xué)精神、思維品質(zhì)等思政要素融入課程教學(xué)中，力求知識(shí)能力素質(zhì)三維目標(biāo)高效達(dá)成[6]。

3.2 教學(xué)內(nèi)容體系方面

深入研究課程特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，堅(jiān)持以軍隊(duì)有效知識(shí)為主體，構(gòu)建知識(shí)能力素質(zhì)三層知識(shí)體系，重新聚合教學(xué)內(nèi)容為四類專題（工具類、語(yǔ)言算法類、專業(yè)知識(shí)類、計(jì)算機(jī)新技術(shù)）[7]。工具類，注重操作技能，安排學(xué)員借助無(wú)紙化平臺(tái)自主學(xué)習(xí)；語(yǔ)言算法類包括Python基礎(chǔ)和算法與邏輯兩部分內(nèi)容，涉及程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，需要強(qiáng)化操作實(shí)踐，所以這個(gè)單元里，安排4學(xué)時(shí)精講算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其他10學(xué)時(shí)采用機(jī)房授課模式，邊講邊練；第三大模塊是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體基礎(chǔ)和操作系統(tǒng)等專業(yè)知識(shí)類，抽象枯燥。梳理每章需要掌握的核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行精講，再由核心知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，以點(diǎn)帶面，將面拼接成“立體”，構(gòu)建知識(shí)體系具有系統(tǒng)性、全局性。計(jì)算機(jī)新技術(shù)模塊采用多樣化教學(xué)手段，比如：講座、知識(shí)競(jìng)賽等多種形式，讓學(xué)員在樂(lè)中學(xué)，學(xué)中體會(huì)快樂(lè)，準(zhǔn)確把握未來(lái)計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展方向。

針對(duì)不同專題，側(cè)重采用不同教學(xué)手段和方法，做到有的放矢；提煉出12個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)，精講核心知識(shí)點(diǎn)，并由核心知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展，以點(diǎn)帶面，并將以師為主講授48課內(nèi)學(xué)時(shí)和以生為主實(shí)踐24課外學(xué)時(shí)統(tǒng)籌規(guī)劃、無(wú)縫連接，努力打造成為系統(tǒng)化、多維化、全局化教學(xué)內(nèi)容體系。

3.3 教學(xué)模式方面

采用基于知識(shí)構(gòu)建和交際的BOPPPS新型教學(xué)模式，注重學(xué)員深度參與，將原先的課前、課中、課后三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)細(xì)化為“引入—目標(biāo)—前測(cè)—參與式學(xué)習(xí)—后測(cè)—總結(jié)”等6個(gè)階段，借助雨課堂、無(wú)紙化平臺(tái)、軍訓(xùn)網(wǎng)等信息化工具，收集學(xué)員課前預(yù)習(xí)反饋情況，教員適時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，略過(guò)已掌握知識(shí)點(diǎn)，突出未掌握重難點(diǎn)內(nèi)容[8]。引入要吸引眼球，針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，選取翻轉(zhuǎn)課堂、討論研討、角色游戲、實(shí)物仿真、分組協(xié)作、情景探究、翻轉(zhuǎn)課堂等不同參與式學(xué)習(xí)方式，構(gòu)建和諧師生關(guān)系、生生關(guān)系，讓學(xué)員學(xué)會(huì)在“自主學(xué)習(xí)—互相學(xué)習(xí)—群體學(xué)習(xí)”方式中開(kāi)展有效學(xué)習(xí)。

在嵌入雨課堂的BOPPPS教學(xué)模式中，關(guān)鍵要發(fā)揮雨課堂在課前和課后環(huán)節(jié)作用，使學(xué)習(xí)隨時(shí)隨地，充分利用碎片化時(shí)間，通過(guò)提供較好的在線數(shù)據(jù)分析功能，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)效果，提高教員對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象更精準(zhǔn)的把握。

3.4 教學(xué)方法手段方面

以大綱核心知識(shí)體系為牽引，深度挖掘計(jì)算機(jī)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，匯總形成32個(gè)案例庫(kù)，通過(guò)貼近部隊(duì)的綜合性案例情景牽引課堂，由任務(wù)驅(qū)動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)員的積極性和參與度，激發(fā)學(xué)員進(jìn)入情景式環(huán)境中主動(dòng)思考、解決問(wèn)題，將知識(shí)增量式植入案例中，學(xué)以致用，完整呈現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的一般步驟，使教學(xué)活動(dòng)達(dá)到“三化”：趣味化、場(chǎng)景化和高效化。

3.5 教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制方面

基于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，課程組提出并實(shí)施了“突出能力，強(qiáng)化過(guò)程”的考核評(píng)價(jià)模式，改變以往過(guò)于注重知識(shí)、一錘定音的考核模式，主要體現(xiàn)四點(diǎn)：一是采用形成性考核和終結(jié)性考核并重，客觀考察計(jì)算思維和能力形成過(guò)程中的學(xué)習(xí)效果，結(jié)合新頒布的教學(xué)大綱，將期終考核占比 60%降低為50%，形成性考核從占比40%的比例提高到50%。二是形成性考核中office 應(yīng)用練習(xí)由學(xué)員課余自主上機(jī)實(shí)操完成，通過(guò)組織無(wú)紙化實(shí)操考核作為期中測(cè)試成績(jī)，不通過(guò)需參加練習(xí)，直到考核通過(guò)。三是即時(shí)評(píng)價(jià)。利用雨課堂、無(wú)紙化平臺(tái)在線收集學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，將課前和課后兩個(gè)環(huán)節(jié)一起納入形成性考核過(guò)程，學(xué)員能及時(shí)得到反饋。四是將大作業(yè)、研討成績(jī)納入實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，采用班組方式考評(píng)，以學(xué)生組內(nèi)自評(píng)、組間互評(píng)和教師評(píng)價(jià)三者相結(jié)合，突出評(píng)價(jià)學(xué)員計(jì)算機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐能力、組織能力、協(xié)同能力。利用雨課堂、考務(wù)中心開(kāi)放的無(wú)紙化平臺(tái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)記錄，將課前和課后兩個(gè)環(huán)節(jié)一起納入形成性考核過(guò)程，學(xué)員實(shí)時(shí)掌握學(xué)習(xí)效果，教員精準(zhǔn)掌握學(xué)情，并動(dòng)態(tài)跟蹤和調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。

4 改革成效

4.1 課堂教學(xué)質(zhì)量得到了大幅提升

經(jīng)過(guò)4輪次教學(xué)改革與實(shí)踐，教學(xué)組教學(xué)理念清晰，教學(xué)內(nèi)容把握更加精準(zhǔn)、在授課過(guò)程中明顯感到學(xué)員學(xué)習(xí)力和接受能力較往年有較大提升，課程總評(píng)成績(jī)和良好率逐年提高。其中，良好率指標(biāo)的大幅提升意味著學(xué)員課堂參與度、對(duì)知識(shí)理解掌握程度都有很大提高，證明教學(xué)改革應(yīng)用具有先進(jìn)性和實(shí)用性。

根據(jù)考務(wù)中心提供的數(shù)據(jù)，2019年期末考試成績(jī)相比2018年，良好率提升約20%，及格率提升達(dá)25%；全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試在2018、2019年度較前一年有了約15%比例提升。

課程組負(fù)責(zé)人及主要成員在院系聽(tīng)查課中多次被評(píng)優(yōu)，多次參加公開(kāi)課和教學(xué)研討交流。

4.2 學(xué)員創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提升

在Python程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)完后，學(xué)員提交的大作業(yè)作品實(shí)用而富有創(chuàng)意：BMI體測(cè)小工具、政治教育學(xué)習(xí)的詞云圖、隨機(jī)點(diǎn)名程序等。

近5年，組織和輔導(dǎo)學(xué)員積極參加學(xué)院級(jí)以上各類比賽10余項(xiàng)，取得優(yōu)異成績(jī)。在國(guó)際ACM大賽中，榮獲銀獎(jiǎng)1項(xiàng)，銅獎(jiǎng)1項(xiàng)。參加中國(guó)無(wú)人機(jī)大賽，榮獲國(guó)家級(jí)金獎(jiǎng)5項(xiàng)，銀獎(jiǎng)3項(xiàng)，銅獎(jiǎng)3項(xiàng)。參加其他科技競(jìng)賽，共獲國(guó)家級(jí)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)8項(xiàng)，二等獎(jiǎng)16項(xiàng)，三等獎(jiǎng)12項(xiàng)；北京市一等獎(jiǎng)23項(xiàng)，二等獎(jiǎng)48項(xiàng)，三等獎(jiǎng)100多項(xiàng)的好成績(jī)。

4.3 教員教學(xué)能力獲得各級(jí)充分肯定

2019年9 月，參加軍隊(duì)院校軍事案例設(shè)計(jì)大賽榮獲三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，并在“軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革研討會(huì)”上進(jìn)行交流。

在2019年學(xué)院教改創(chuàng)新大賽中，該教學(xué)成果的基本理念和主要做法作為教學(xué)課程改革的重要內(nèi)容之一，演示匯報(bào)并成功闖入決賽，最終榮獲二等獎(jiǎng)；在2019年度教員基本功競(jìng)賽中，取得了三等獎(jiǎng)第1名的好成績(jī)。在2020年春季《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》等信息類課程中推廣應(yīng)用本教學(xué)成果，得到學(xué)員和專家們的一致好評(píng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)幾輪次教學(xué)改革，將大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建成一門知識(shí)內(nèi)容體系合理、教學(xué)手段多元化、教學(xué)體系完善，融教材講義、軍事案例特色庫(kù)、多媒體輔助教案、MOOC資源、練習(xí)庫(kù)等為一體的精品課程，同時(shí)著力打造一支教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、能力突出、熟練掌握現(xiàn)代化教育手段的高水平師資隊(duì)伍，對(duì)其他相關(guān)課程起到示范輻射帶動(dòng)作用，促進(jìn)相關(guān)課程的改革。