張佳樂(lè)　孫小兵　李斌

關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論；學(xué)科競(jìng)賽；課程改革；混合教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）21-0162-03

以計(jì)算機(jī)技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的信息化時(shí)代，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)至關(guān)重要。其勢(shì)必會(huì)推動(dòng)國(guó)家、民族、社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，提高國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力。計(jì)算機(jī)作為高等教育體系中的熱門專業(yè)，更加注重學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。但從實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)高校仍采用理論化、教條化的授課方法，難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和自主學(xué)習(xí)能力[1]。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論是面向計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的第一門學(xué)科基礎(chǔ)課，也是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知計(jì)算體系、建立計(jì)算思維、提升創(chuàng)新能力的利器[2]。為此，文章結(jié)合高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)、激發(fā)創(chuàng)新熱情為導(dǎo)向，探究計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程教學(xué)改革新思路。

1 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程概述

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)W生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的敲門磚。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠初步、系統(tǒng)地了解計(jì)算機(jī)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為日后學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)奠定基礎(chǔ)；同時(shí)學(xué)習(xí)該課程還可培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣[3]。對(duì)于本課程的教學(xué)，知識(shí)點(diǎn)涉及廣泛，不僅僅包含簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)基本概念，還包含了人工智能、軟件開(kāi)發(fā)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)點(diǎn)。為了讓計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，真正發(fā)揮導(dǎo)論課程的作用，為專業(yè)課程筑牢扎實(shí)的地基，現(xiàn)在需要對(duì)本門課程進(jìn)行教學(xué)改革。

2 課程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 學(xué)生基礎(chǔ)存在差異

目前，大一新生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)起點(diǎn)已經(jīng)得到了提高，但由于不同高中院校對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)重視程度不同、地域發(fā)展、高考體系不同等差異的存在，導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)差異較大。學(xué)生來(lái)自省內(nèi)不同的高中，甚至不同的省份，同一專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和操作水準(zhǔn)差異較大。課程多采用大班教學(xué)，難以滿足全部學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，更談不上因材施教。教學(xué)效果不理想的其中一個(gè)原因正是學(xué)生基礎(chǔ)的差異性，導(dǎo)致教學(xué)難度增加。

2.2 培養(yǎng)模式循規(guī)蹈矩

現(xiàn)在的本科院校學(xué)生接受的教育多為應(yīng)試教育[4]。老師將書(shū)本上的內(nèi)容、答題高分的技巧傳遞給學(xué)生，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)。這種填鴨式的教育導(dǎo)致學(xué)生遇到問(wèn)題的時(shí)候，缺乏思考，創(chuàng)新思維能力薄弱。而造成這種現(xiàn)象的原因則是傳統(tǒng)教育考核方式是書(shū)面教育與答題，這直接導(dǎo)致學(xué)生只會(huì)答題，卻很少通過(guò)自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)獲取知識(shí)，致使學(xué)生動(dòng)手能力差。

2.3 教學(xué)內(nèi)容過(guò)于單一

由于計(jì)算機(jī)導(dǎo)論這門課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，所以課程內(nèi)容設(shè)定較為廣泛，基礎(chǔ)理論知識(shí)比重大且知識(shí)點(diǎn)分散。課程為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生后期學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。但單一的理論內(nèi)容的教學(xué)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中感覺(jué)枯燥乏味，從而產(chǎn)生了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握較差的現(xiàn)象。

3 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程教學(xué)改革與實(shí)踐

3.1 計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽

結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，計(jì)算機(jī)專業(yè)所涉及的學(xué)科競(jìng)賽主要包含以下五個(gè)方面：“互聯(lián)網(wǎng)+”、中國(guó)高校計(jì)算機(jī)大賽、“挑戰(zhàn)杯”、程序設(shè)計(jì)類以及機(jī)器人大賽[5]，如表1所示。

1）“ 互聯(lián)網(wǎng)+”

中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，目的是提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，加快培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)型人才。參賽團(tuán)隊(duì)通過(guò)登錄全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)服務(wù)網(wǎng)進(jìn)行報(bào)名。賽事主要采用校級(jí)初賽、省級(jí)復(fù)賽、總決賽三級(jí)賽制。層層選拔后產(chǎn)生若干個(gè)優(yōu)秀項(xiàng)目入圍總決賽。大賽設(shè)金獎(jiǎng)、銀獎(jiǎng)、銅獎(jiǎng)和各類單項(xiàng)獎(jiǎng)；另設(shè)高校集體獎(jiǎng)、省市組織獎(jiǎng)及若干獎(jiǎng)項(xiàng)等。

2） 中國(guó)高校計(jì)算

機(jī)大賽中國(guó)高校計(jì)算機(jī)大賽（簡(jiǎn)稱C4） 主要有：大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)賽、團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽、移動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新賽、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)賽和人工智能創(chuàng)意賽，由教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等主辦。賽事主要采用資格賽、選拔賽、挑戰(zhàn)賽三級(jí)賽制。C4賽事因其“服務(wù)教學(xué)、推動(dòng)教改、促進(jìn)融合、引領(lǐng)創(chuàng)新”的辦賽理念，在高校群體中產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。

3）“ 挑戰(zhàn)杯”

由共青團(tuán)中央、教育部、中國(guó)科協(xié)、全國(guó)學(xué)聯(lián)主辦的“挑戰(zhàn)杯”比賽是國(guó)內(nèi)大學(xué)生最關(guān)注最熱門的全國(guó)性競(jìng)賽，包含全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽以及中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽兩大賽事。兩個(gè)項(xiàng)目的全國(guó)競(jìng)賽交叉輪流開(kāi)展，每個(gè)項(xiàng)目每?jī)赡昱e辦一屆。全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)科技術(shù)競(jìng)賽簡(jiǎn)稱“大挑”，更注重于參賽作品在學(xué)術(shù)科技發(fā)明創(chuàng)作方面帶來(lái)的實(shí)際意義與特點(diǎn)。中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽俗稱“小挑”，更注重參賽作品市場(chǎng)與技術(shù)服務(wù)的結(jié)合，商業(yè)性更強(qiáng)。

4） 程序設(shè)計(jì)類

程序設(shè)計(jì)類大賽有ACM-ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽、藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽和“中國(guó)軟件杯”大學(xué)生軟件設(shè)計(jì)大賽。程序設(shè)計(jì)類比賽考察了學(xué)生編程、團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新力等綜合能力。藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽面向全國(guó)所有在讀學(xué)生，中小學(xué)生可參加青少年創(chuàng)意編程組比賽，而研究生、本科生、高職高專、中職中專學(xué)生可報(bào)名參加除青少年創(chuàng)意編程組外的其他各類比賽。

5） 機(jī)器人大賽

機(jī)器人大賽有中國(guó)機(jī)器人大賽、RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽、中國(guó)機(jī)器人及人工智能大賽、中國(guó)高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽以及全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽。大賽不僅僅培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生提出問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，同時(shí)比賽還更具有趣味性。正因如此，激發(fā)了學(xué)生參與比賽的積極性，從而助力了機(jī)器人領(lǐng)域以及人工智能領(lǐng)域的人才培養(yǎng)。

3.2 結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

為了更好地激發(fā)學(xué)生參與競(jìng)賽的積極性與創(chuàng)造力，結(jié)合各種競(jìng)賽所需具備的知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容分為八大知識(shí)單元，如表2所示。

根據(jù)調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容，按照競(jìng)賽類別與理論知識(shí)的關(guān)系設(shè)定教學(xué)任務(wù)，并引導(dǎo)學(xué)生選擇參加適合自己的競(jìng)賽類別。

前四個(gè)單元教學(xué)內(nèi)容，主要是培養(yǎng)學(xué)生建立計(jì)算思維，了解基本計(jì)算機(jī)知識(shí)體系。后四個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容則是為了學(xué)生后期參加各類別學(xué)科競(jìng)賽建立專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)。例如，對(duì)于軟件工程這個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容則是軟件工程全生命周期知識(shí)體系，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的理解能力，從而可以去參加程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全這塊知識(shí)單元?jiǎng)t是重點(diǎn)講解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念和架構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)信息安全體系結(jié)構(gòu)的理解能力，繼而可以參加“挑戰(zhàn)杯”、中國(guó)高校計(jì)算機(jī)大賽和“互聯(lián)網(wǎng)+”類別的競(jìng)賽；人工智能概述這一單元的知識(shí)旨在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用人工智能理論解決工程問(wèn)題的思維模式，為學(xué)生參加機(jī)器人大賽打下基礎(chǔ)；Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)單元的設(shè)定目的在于培養(yǎng)學(xué)生編程思想與程序設(shè)計(jì)能力，可以激勵(lì)學(xué)生參與程序設(shè)計(jì)類競(jìng)賽。

3.3 實(shí)行“線上+線下”混合教學(xué)模式

互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，不僅僅給人類生活帶來(lái)了便利，還為現(xiàn)代化教學(xué)帶來(lái)了便利。對(duì)于MOOC網(wǎng)的出現(xiàn)，可以更好地讓學(xué)生把握學(xué)習(xí)的進(jìn)度[6]。如圖1所示，課程以中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)為依托，進(jìn)行了“線上+ 線下”混合教學(xué)模式，在一定程度上可以緩解學(xué)生基礎(chǔ)所帶來(lái)的差異性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、思考能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

課程開(kāi)始之前，同學(xué)們可以從MOOC網(wǎng)進(jìn)行課程線上預(yù)習(xí)。若遇到不理解的知識(shí)點(diǎn)提出問(wèn)題，反復(fù)觀看課程去思考問(wèn)題。如果沒(méi)有獲得問(wèn)題的答案，可以嘗試通過(guò)小組討論將知識(shí)點(diǎn)理解。

課中教師進(jìn)行理論教學(xué)，提出問(wèn)題供學(xué)生討論。學(xué)生分組完成課堂任務(wù)，并分組進(jìn)行匯報(bào)，不同小組之間互相點(diǎn)評(píng)，最后由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。同時(shí)也會(huì)請(qǐng)參加過(guò)競(jìng)賽的學(xué)生交流競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)，展示競(jìng)賽項(xiàng)目，這樣不僅僅能讓學(xué)生更了解競(jìng)賽同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生參與競(jìng)賽的熱情。

課后學(xué)生們根據(jù)自己感興趣的競(jìng)賽方向進(jìn)行進(jìn)階知識(shí)的自學(xué)。課后可以通過(guò)線上和線下相混合的方式發(fā)布作業(yè)，學(xué)生自由分組相互協(xié)作完成作業(yè)，遇到問(wèn)題可以通過(guò)線上的方式和教師進(jìn)行交流。

通過(guò)進(jìn)行“線上+線下”相結(jié)合模式的教學(xué)，不僅僅讓學(xué)生汲取知識(shí)的時(shí)間更加自由，還可以反復(fù)推敲知識(shí)點(diǎn)，使得基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)得更扎實(shí)。同時(shí)競(jìng)賽項(xiàng)目的分享，更能讓學(xué)生深入了解各大競(jìng)賽內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，自主學(xué)習(xí)力。教學(xué)過(guò)程中，分小組去完成教師布置的任務(wù)，需要每一位小組成員參與其中，不僅僅提升了學(xué)生的責(zé)任心、動(dòng)手能力同時(shí)還提升了學(xué)生之間團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.4 多維度考核方式

考慮到學(xué)生多方面發(fā)展，將考核方式進(jìn)行改革，采取多維度考核方式?？荚嚨目偝煽?jī)由平時(shí)成績(jī)和卷面成績(jī)兩個(gè)部分組成，分別占比40%和60%。而平時(shí)成績(jī)又由MOOC網(wǎng)學(xué)習(xí)成績(jī)，課堂作業(yè)以及作品展示三個(gè)部分組成，如圖2所示。

測(cè)試成績(jī)30%、討論30％與作業(yè)30％共同構(gòu)成MOOC學(xué)習(xí)成績(jī)，其占平時(shí)成績(jī)的30％。MOOC網(wǎng)在每個(gè)知識(shí)單元視頻后，發(fā)布單元測(cè)試題，旨在考查學(xué)生通過(guò)觀看MOOC網(wǎng)視頻對(duì)主要知識(shí)的掌握。同步開(kāi)放討論區(qū)，可以讓學(xué)生互相提問(wèn)、互相解答問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)互相學(xué)習(xí)互相講解將知識(shí)理解更透徹，平臺(tái)根據(jù)學(xué)生的參與情況進(jìn)行打分。不僅如此，平臺(tái)可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容布置單元綜合作業(yè)若干題，學(xué)生需在平臺(tái)上將作業(yè)完成并提交，參與作業(yè)的自評(píng)以及同學(xué)之間的相互評(píng)價(jià)，MOOC系統(tǒng)自動(dòng)生成作業(yè)得分。

課堂作業(yè)則是考查學(xué)生在課堂中知識(shí)掌握的情況，以檢驗(yàn)學(xué)生課堂中的學(xué)習(xí)能力對(duì)于知識(shí)的汲取程度。

作品展示則是為了考查學(xué)生分組完成任務(wù)的情況，這一部分在平時(shí)成績(jī)占比為40%，主要包含作品（40%） ，匯報(bào)（30%） 以及問(wèn)答（30%） 三個(gè)部分。分組作業(yè)的方式更能考驗(yàn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力，作品的展示以及課堂中對(duì)于作品的問(wèn)答體現(xiàn)了小組成員的知識(shí)能力。課堂匯報(bào)鍛煉了學(xué)生的表現(xiàn)力，為日后參與競(jìng)賽打下基礎(chǔ)。

期末考試則是采用無(wú)紙化、智能化線上考試系統(tǒng)?？荚嚂r(shí)間為120分鐘，題型為：基礎(chǔ)題（40分）和操作題（60分）。基礎(chǔ)題主要是填空題和選擇題，主要考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握，而操作題則是更能反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息化、智能化的時(shí)代背景對(duì)高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了更高要求，課程教學(xué)改革與創(chuàng)新顯得至關(guān)重要。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論作為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生入學(xué)的第一門基礎(chǔ)性課程，在培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知計(jì)算體系、建立計(jì)算思維、提升創(chuàng)新能力上發(fā)揮重要作用。結(jié)合高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)、激發(fā)創(chuàng)新熱情為導(dǎo)向，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與重構(gòu)，加強(qiáng)了課程內(nèi)容與學(xué)科競(jìng)賽的深度融合。此外，利用MOOC平臺(tái)開(kāi)展“線上+線下”混合教學(xué)模式，開(kāi)展多維度考核方式改革工作，積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)研并重、勇于創(chuàng)新，為新時(shí)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域培養(yǎng)優(yōu)秀人才。