“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”三維立體課程的研究與實(shí)踐

摘 要 本文在國內(nèi)首次提出了“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”立體課程三維模型的概念。該模型包含教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源和教學(xué)模式三個(gè)維度，各個(gè)維度均分為若干層次。文中給出了立體課程三維模型圖及有關(guān)維度和層次的說明，并對(duì)模型中若干特色元素——計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，結(jié)合課程改革實(shí)踐給出了概要的介紹。

關(guān)鍵詞 立體課程 三維模型 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)資源 教學(xué)模式

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的發(fā)展，社會(huì)信息化程度不斷提高，對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的深層次理解和基本技能的熟練掌握，已成為當(dāng)代大學(xué)生必備的一種基本信息素養(yǎng)。作為培養(yǎng)這種素養(yǎng)的“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”（或稱大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)、大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)等）課程，國內(nèi)高等院校普遍將其作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的第一門計(jì)算機(jī)課程開設(shè)。在第一門課程開設(shè)過程中，如何適應(yīng)信息技術(shù)的最新發(fā)展和滿足新世紀(jì)人才培養(yǎng)的需求，一直是從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)一線教師和研究者關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)課題，展開的議題非常豐富，主要有課程體系的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容的更新與充實(shí)、教學(xué)方法與手段的完善與改革、教學(xué)資源的研究與開發(fā)、教學(xué)效果及評(píng)價(jià)的研究等。

幾年前國內(nèi)出現(xiàn)了立體課程的提法，但一般僅指在傳統(tǒng)課程基礎(chǔ)上擴(kuò)充了一些網(wǎng)絡(luò)資源的課程。研究雖然廣泛，但總體上比較凌亂，缺乏系統(tǒng)性。作者歸納了十余年計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研究與改革實(shí)踐的體會(huì)，提出了“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”三維立體課程模型的概念，將廣泛而凌亂的研究內(nèi)容規(guī)范有序地統(tǒng)一到了該模型之中，并應(yīng)用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的第一門課程改革實(shí)踐，取得了顯著的成效。主要表現(xiàn)在：提供了豐富的教學(xué)支持資源；突出了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的特征；強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；為教師更好地組織教學(xué)提供了有力的支持；為學(xué)生提供了比傳統(tǒng)教學(xué)更具自主性的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)途徑，同時(shí)為廣大學(xué)生提供了多方位的、不受課堂教學(xué)時(shí)間制約的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練機(jī)會(huì)，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。本文對(duì)“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”立體課程三維模型及其應(yīng)用實(shí)踐作一介紹，并對(duì)三維模型中若干特色元素——自主研發(fā)的幾個(gè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件作進(jìn)一步的說明。

2 “大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”立體課程三維模型的構(gòu)建

立體課程三維模型如圖1所示。

立體課程三維模型包含教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源和教學(xué)模式三個(gè)維度。其中教學(xué)內(nèi)容含公共基礎(chǔ)模塊和專業(yè)基礎(chǔ)模塊；教學(xué)資源含教材、素材和軟件、網(wǎng)站等；教學(xué)模式含課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、課外實(shí)踐等。該三維立體課程實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源和教學(xué)模式的有機(jī)融合。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

三維模型的教學(xué)內(nèi)容維度含公共基礎(chǔ)模塊和專業(yè)基礎(chǔ)模塊兩個(gè)層次。注意，同一層次內(nèi)還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步細(xì)分子層次，如進(jìn)一步細(xì)分子層次后的內(nèi)容分層及相應(yīng)的課程知識(shí)模塊如圖2所示。

同時(shí)，課程教學(xué)內(nèi)容作為一個(gè)整體，和后繼課程之間還有一個(gè)銜接問題值得關(guān)注。特別是作為第一門計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)課程，在1+X整個(gè)課程體系中，既要注重公共基礎(chǔ)模塊的內(nèi)容，也要關(guān)注貼近專業(yè)的內(nèi)容，為進(jìn)一步的專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，作好鋪墊。

2.2 教學(xué)資源

三維模型的教學(xué)資源維度含教材、素材和軟件以及教學(xué)網(wǎng)站三個(gè)層次，廣義地講教學(xué)資源還應(yīng)包含教學(xué)設(shè)施和師資隊(duì)伍等內(nèi)容。

針對(duì)“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)，我們加強(qiáng)了基于網(wǎng)絡(luò)的課程資源研發(fā)，重點(diǎn)包含計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件和教學(xué)網(wǎng)站，并強(qiáng)化了教學(xué)互動(dòng)、過程指導(dǎo)、自主學(xué)習(xí)以及課內(nèi)外實(shí)踐活動(dòng)，為學(xué)生提供了多樣化的學(xué)習(xí)和實(shí)踐平臺(tái)，培養(yǎng)了學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力；構(gòu)建了基于Web的功能完善的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了多種立意新穎、技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大的基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，對(duì)課程教學(xué)，尤其是實(shí)踐教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支持。開發(fā)的主要網(wǎng)絡(luò)課程資源如圖3所示。

2.3 教學(xué)模式

三維模型的教學(xué)模式維度含課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課外實(shí)踐三個(gè)層次，每一層次中具體的教學(xué)方法和教學(xué)手段一般不同。本課程實(shí)踐中，根據(jù)“多元研究性學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的定位，重點(diǎn)加強(qiáng)了各層次教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。尤其是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)層次，開發(fā)了豐富的基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注了課外實(shí)踐這一通常被忽視的層次。開展的主要課外實(shí)踐活動(dòng)如表1所示。

3 自主研發(fā)的幾個(gè)特色元素——計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件

在教學(xué)資源維度的“素材和軟件”層次中，軟件是指針對(duì)課程而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，可以實(shí)現(xiàn)答疑討論、重難點(diǎn)演示、知識(shí)查詢、仿真教學(xué)、模擬實(shí)驗(yàn)、練習(xí)和評(píng)測等功能，對(duì)課程教學(xué)具有重要的作用。下面介紹幾個(gè)自主研發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件。

3.1 開放式自主答疑系統(tǒng)

開放式自主答疑系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)本課程設(shè)計(jì)的網(wǎng)上專家自動(dòng)答疑系統(tǒng)。其特色在于：

1）該系統(tǒng)克服了多數(shù)的網(wǎng)上專家坐堂答疑系統(tǒng)、BBS的系統(tǒng)、Email系統(tǒng)或是AnswerWeb系統(tǒng)等人工或半人工答疑系統(tǒng)的缺陷，答疑工作完全是無人值守，由Web Service自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

2）在改進(jìn)了多層次的FAQ頁面構(gòu)成的答疑系統(tǒng)內(nèi)容相對(duì)固定、包容面狹窄，通常只能處理少量的、專門的、共性的問題的同時(shí)，本系統(tǒng)能夠包容任意多專業(yè)領(lǐng)域和知識(shí)點(diǎn)，匯集同一領(lǐng)域多個(gè)專家理論、方法和見解，具備更完善、更全面、更權(quán)威的專家答疑能力。

3）本系統(tǒng)還具備開放性，所有經(jīng)過授權(quán)的專家隨時(shí)隨地就可以將最新、最準(zhǔn)確的知識(shí)及時(shí)送入知識(shí)庫，對(duì)發(fā)生的人為錯(cuò)誤及時(shí)修正，對(duì)過時(shí)的知識(shí)及時(shí)刪除，以保證當(dāng)前知識(shí)庫內(nèi)容的相對(duì)準(zhǔn)確性、先進(jìn)性和完備性。

3.2 網(wǎng)絡(luò)作業(yè)系統(tǒng)

目前國內(nèi)涉及整個(gè)作業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)還不多見。本系統(tǒng)中，每個(gè)學(xué)生、班級(jí)、任課教師是相對(duì)獨(dú)立、互不影響的。教師可以根據(jù)班級(jí)的實(shí)際情況按需布置作業(yè)，突出以學(xué)生為中心的教學(xué)構(gòu)想，并且可根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況隨時(shí)隨地對(duì)布置的作業(yè)進(jìn)行調(diào)整，另外教師還可控制作業(yè)的上交時(shí)間，防止學(xué)生無故拖延作業(yè)的完成時(shí)間。學(xué)生完成作業(yè)后，可隨時(shí)查閱教師對(duì)作業(yè)的批改情況，并查看作業(yè)的評(píng)語，對(duì)有疑問的地方可隨時(shí)和教師聯(lián)系，促進(jìn)了師生間的交流，提高了“教”與“學(xué)”的效果。從另一角度來看也對(duì)教師的作業(yè)批改無形中形成一種監(jiān)督，方便了教學(xué)管理。管理者還可以對(duì)全部的作業(yè)情況進(jìn)行瀏覽、統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的過程管理。其特色在于：

1）系統(tǒng)框架采用B/S的結(jié)構(gòu)，功能完善，使用方便。

2）參與作業(yè)系統(tǒng)的教師、學(xué)生可以不受時(shí)間、空間的限制。

3）系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的、無人值守的、遠(yuǎn)程的、全天候的、人機(jī)交互式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。

3.3 在線練習(xí)與評(píng)測系統(tǒng)

在線練習(xí)與評(píng)測系統(tǒng)是一個(gè)基于B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，具有擴(kuò)充性好、維護(hù)性好、操作性好并且安裝方便等優(yōu)勢(shì)。在線練習(xí)與測試系統(tǒng)的題型包括：基礎(chǔ)選擇題，文字錄入題，Windows操作題，Internet操作題，以及Office系列軟件操作題。學(xué)生可以不受空間和時(shí)間的限制，在任意一臺(tái)接入校園網(wǎng)的機(jī)器上通過瀏覽器直接練習(xí)或測試。在練習(xí)過程中學(xué)生可以隨意抽取題庫中的題目，練習(xí)完畢后可在線評(píng)閱。在測試過程中，系統(tǒng)采用隨機(jī)抽題的方式組合試卷，確保同一個(gè)考場中的學(xué)生考卷是不同的。其特色在于：

1）采用瀏覽器/服務(wù)器模式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中式管理，系統(tǒng)和題庫的升級(jí)維護(hù)異常方便。

2）突破了常見B/S結(jié)構(gòu)考試軟件只能考客觀題的困難，實(shí)現(xiàn)了操作題的在線練習(xí)和測試。

3）既采用具有統(tǒng)一界面、易用性好的瀏覽器作為操作界面，又使用真實(shí)的應(yīng)用軟件環(huán)境，操作仍然在本地機(jī)上，不改變用戶的操作習(xí)慣。

4）基于多層結(jié)構(gòu)和組件式的體系結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了軟件的全自動(dòng)更新。

5）系統(tǒng)提供了自動(dòng)在線閱卷功能，特別是Windows、Office操作題和Internet操作題的自動(dòng)閱卷，能夠讓學(xué)生實(shí)時(shí)了解答題情況，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供實(shí)踐環(huán)境。

6）集中式的考試管理，可以在一臺(tái)教師機(jī)上實(shí)現(xiàn)試題庫的安裝與配置，考生庫的安裝與管理，考試范圍的設(shè)置，考試過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，統(tǒng)一的回收過程等。

3.4 開放式評(píng)測系統(tǒng)

開放式評(píng)測系統(tǒng)是一個(gè)功能更強(qiáng)大的評(píng)測系統(tǒng)，在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，其最主要的特點(diǎn)在于開放性。該系統(tǒng)是一個(gè)集命題、測試、監(jiān)控、閱卷于一體的計(jì)算機(jī)技能評(píng)測平臺(tái)，擁有獨(dú)特的自主命題、智能閱卷技術(shù)，而強(qiáng)大的安全機(jī)制，靈活多樣的評(píng)測模式可以滿足各層次計(jì)算機(jī)教學(xué)、評(píng)測的需求，解決了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力評(píng)測過程中出題難、評(píng)價(jià)難的問題。其特色在于：

1）開放式的自主命題方案：用戶可以根據(jù)需要自主命題，建立屬于自己的題庫。尤其對(duì)于計(jì)算機(jī)操作考試所涉及的題型，自主命題更能適應(yīng)“無紙化考評(píng)”的要求。

2）通用化的自動(dòng)閱卷功能：實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)閱卷評(píng)價(jià)，把閱卷工作者從繁重的人工閱卷過程中解放出來。

3）多樣化的測試評(píng)價(jià)模式：學(xué)習(xí)者自評(píng)的練習(xí)模式、統(tǒng)一分析的評(píng)價(jià)模式、嚴(yán)密可靠的考試模式滿足各層次計(jì)算機(jī)教學(xué)、評(píng)測的需要。

4）強(qiáng)大的安全的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制：從題庫加密，用戶登錄認(rèn)證，結(jié)果加密等多個(gè)方面保證數(shù)據(jù)的安全性。

5）更靈活的考場管理方式：便捷的考務(wù)管理，高效的試場監(jiān)控功能使考場管理不再是負(fù)擔(dān)。

6）易操作的升級(jí)維護(hù)功能：系統(tǒng)自帶更新功能，無論是評(píng)測系統(tǒng)的更新還是題庫的更新，只需用監(jiān)控系統(tǒng)簡單配置就可實(shí)現(xiàn)客戶端的自動(dòng)更新。

4 結(jié)束語

本文以“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程為例對(duì)立體課程三維模型進(jìn)行了研究與探討，所提出的三維模型對(duì)其他課程、尤其是信息類課程的改革與建設(shè)具有廣泛的參考價(jià)值。本文源自作者多年的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研究與改革實(shí)踐，主要有：浙江省高等教育省級(jí)精品課程“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”（2003），浙江省教育廳教學(xué)成果鑒定“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)開放式網(wǎng)絡(luò)化立體教學(xué)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐”（2004），浙江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)開放式網(wǎng)絡(luò)化立體教學(xué)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐”（2004），教育部文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教學(xué)研究項(xiàng)目“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)（文科）開放式網(wǎng)絡(luò)化立體教學(xué)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐”（2005）。

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