國內高校計算機基礎教育研究

摘要：計算機基礎教育是培養高科技人才的關鍵，是我國提升人才核心競爭力的基礎。近30年，隨著科技的飛速發展，高校計算機基礎教育積累了大量的教學經驗，但從實踐情況看，仍存在一些問題。文章通過研究國內外高校計算機基礎教育的相關文獻，對教育現狀問題和教學改革策略進展進行分析和總結，從課程目標、教學理念、課程體系、教學方法，提出大學計算機基礎課程教育的發展方向。

關鍵詞：學科競賽；任務驅動法；模塊化教學方法；游戲教學

0 引言

我國高校計算機基礎教育開始于20世紀80年代初，在1984年召開的全國高校計算機基礎教育研究會成立大學及第一次學術討論會會議上，成立了全國高等院校計算機基礎教育研究會，這是全國唯一的研究和推動高校非計算機專業計算機教育的一級學術團體。

1 計算機基礎教育存在的問題

1.1 學生的問題

1）基礎水平存在較大差異。

區域經濟發展不平衡使各地區在中小學開設計算機課程的情況不同，師資水平差異使教學質量不同，家庭有無計算機設備使學生接觸計算機的時間不同，均導致各高校新生入學時的計算機基礎水平存在較大差異。

2）學習態度和方法存在較大差異。

部分學生只為獲取學分而學習該課程，造成平時不學習，考試靠突擊的現象。部分學生確實對該課程感興趣，但是由于各種原因未能得到正確引導，只注重課本知識的死記硬背，并沒有將理論知識與實踐應用相結合，與學以致用相背離。

1.2 教師的問題

1）工作內容主體偏移。

《計算機基礎教育調研報告》對教師進行的調查結果中顯示，講師以上職稱的占調查總人數的71.9%，這個數字與年齡在30歲以上的教師比例62.6%相差9.3%，說明30歲以上的教師中有9.3%的人沒有講師以上職稱。上述調查結果勢必導致部分教師將工作內容主體專注于科研成果方面，在課程教授方面的時間精力大大減少，致使教學質量大打折扣。

2）教學目標不明確和教學方法落后。

計算機的高速發展不斷對高校學生和教師提出新的要求，但是部分教師在課程上仍按照以往形式教學，依然孤立地講授如C語言、數據庫、網絡原理的知識，未能與學生的專業進行融合，無法培養出社會需要的人才。

1.3 學校的問題

1）師資隊伍建設不健全。

《計算機基礎教育調研報告》的調查結果顯示，各高校認為“已經建立了一支素質較好、比較穩定的隊伍”的占25%，認為“有一支基本隊伍，可以滿足教學需要”的占46%。認為“基本上可以開出所有的課程，質量得不到很好保證”的占25%，認為“缺教師以致不能開出想開的課程”的占4%。同時，學校負責組織全校計算機基礎教育的單位屬于計算機系、信息學院、計算中心等相關單位的占到80%。以上調查數據說明計算機專業的老師不能很好的將該課程與學生的專業相聯系，無法給學生利用計算機技術研究其專業領域問題提供合理的指導，因此，各高校應為計算機基礎教育單獨設立課程教研室。

2）教材選擇、修訂不規范。

目前市場上的計算機教材比較多，如何選擇適合不同專業計算機基礎教育課程的教材是值得思考的問題，多數高校采用的是教育部推薦的教材，未能根據學生現狀、教師現狀、社會需求等因素修訂出兼顧基礎、兼顧社會、具有前瞻性的適合專業計算機基礎教育的教材。

2 計算機基礎教育的教學改革

全國高等院校計算機基礎教育研究會會長譚浩強教授在《高等學校計算機基礎教育改革的新階段》中從課程體系建設、教學理念、教師自身知識能力等方面對計算機基礎教育提出了新的要求。主要包括，第一，大學不應當再以辦公軟件作為主要內容，應該有更高的要求，簡單的操作性的內容宜以自學和實踐為主，不必再作為大學的正式課程在課堂上講授；第二，要注重與計算機專業的培養目標的差異，注重當前和以后的應用能力培養；第三，要從通用素質與能力、專業應用能力、研究創新能力3個層次來設置課程和進行教學；第四，應當大力開設選修課（尤其是某些應用軟件的使用），使學生能根據將來的工作方向和個人興趣選學。第五，高校應補充年輕的學計算機專業的教師充實高校計算機基礎教育的師資隊伍，要采取有效措施創造有利條件幫助在崗老師繼續學習擴展知識，以適應信息技術迅速發展的形勢；第六，廣大教師應從實際出發，發揮創造精神，根據實際情況決定工作方針，參照全國和各地區的指導意見創造出符合本校本專業的方案，切忌不動腦筋、生搬硬套上級文件和其他學校的做法。

教育部教育信息化技術標準委員會副秘書長鄭莉副教授在《計算機基礎教育課程的前沿性與實用性探討》中從課程目標、教學理念和課程體系3個方面論述了計算機基礎類課程的改革方向，并介紹了一些具體措施。課程目標包括，第一，課程中不僅要介紹技術，還要將整個計算機專業的主要研究方向、原理、方法、技術都做概要性的介紹，為學生以后的深入學習及交叉學科研究奠定基礎、打開通路；第二，不能再以技能和操作入門，而應該以計算機學科的全面介紹為引導，使學生對學科概況、研究方法、與其他學科的交叉融合關系有科學、全面的認識，作為今后學習的引導與基礎；第三，從基本編程技能到應用能力和研究能力，應該培養學生具有系統的觀點，具有應用平臺和工具進行構件組裝的能力。教學理念包括，第一，軟件工程的系統觀點、需求工程方法、建模方法和工具、大型開發平臺的使用、各種庫（類庫、構件庫、服務庫）的使用才是現在必須的應用能力的基礎，而不是程序語法知識等基本知識點；第二，要培養學生具有跨學科的研究能力，不僅僅是將計算機技術作為工具，更需要學生對計算機科學有深入的理解，能夠將計算機科學與其他學科進行融合；第三，除了講授必備的基礎知識外，應將重點放在開設具有實用性、前沿性的課程。課程體系改革的措施與規劃包括，第一，課程體系應符合重組基礎、分類分層，設置了多元化選修課的原則；第二，課程體系建設要能使學生初步了解計算機科學的概況和發展動態，為進一步學習計算機相關課程作準備；第三，課程體系建設要考慮與本專業發展方向緊密結合和考慮學生的基礎差異。

南開大學濱海學院計算機科學系的李曉娜和朱耀庭老師在《各種競賽促進計算機專業學生應用能力的培養》中提出“以賽促教”的方法，來解決被動的課堂教學實踐和各部分知識點相對獨立的問題，通過在學校內或兄弟院校間開展競賽活動，能夠很好地激發學生的學習熱情，推動形成良好學風，培養學生理論聯系實踐的能力，加深對專業知識的理解，還能培養學生的團隊協作和自學能力。但其缺點是對指導教師在專業上的能力水平、心理素質以及在參賽團隊內的協調組織能力上有很高的要求，這就要求老師要能跟上新形勢的發展，快速地理解掌握新技術，大量開展實踐創新活動，全面提高自己的綜合業務能力，因此對于師資力量比較薄弱的院校很難開展。

成都信息工程學院的羊裔高老師在《大學計算機基礎教育模塊化教學模式新探》中提出模塊化教學方式，模塊化教學是根據學生的培養目標和要求，結合本門計算機基礎課程的教學大綱，把一門課程劃分成幾個相對獨立的模塊，對各個模塊實施針對性教學，最后按照各模塊的要求分模塊組織考核。具體包括依據培養目標進行模塊化教學內容設計、按模塊要求實施教學活動、按照模塊組織考核3層含義。模塊化教學能夠提高人才培養的水平和質量，讓學生享受更多的優質教學資源，提升教學團隊的協作能力。羊裔高老師將模塊化教學模式運用在實際教學中，取得了良好的教學效果。但其缺點是實施模塊化教學比傳統教學難度大，教學工作量大，對教學團隊的要求高。

黑龍江交通職業技術學院的馬會敏老師在《多媒體技術在高校計算機基礎教育中的應用研究》中對多媒體課件的制作要求進行了詳細的表述，以便更好地發揮多媒體在高校計算機基礎教學中的作用。其中主要包括課件內容要精益求精、要有一定的美學效果、操作要簡單3個層面。雖然合理制作多媒體課件可以提高學生的學習興趣，但是使用課件會造成一定程度的知識單向傳輸，無法根據課堂實際教學情況進行變動，阻礙了師生間的交流與互動，并且教師制作出合適的多媒體課件有一定的難度，有部分教師只是將書本上的內容照搬到課件上，無法取得理想的教學效果。

北京師范大學教育技術系的李芒老師和海南師范學院教5e0d41bf5a3b982a54e8d0a558c441324ab2d3f344b882e289f4f8da2220c276育科學部的李翠白老師在《基于計算機的教學設計“任務驅動”學習方法》中提出在計算機基礎教育中采用任務驅動教學方法。“任務驅動教學法”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法，是將所要學習的知識隱含在一個或幾個任務中，引導學生對提出的任務進行分析、討論，提出問題并設法解決問題，通過任務的完成而得到清晰的思路、方法和系統的知識，在完成任務的過程中，培養學生積極的學習態度和思考問題、解決問題的能力。任務驅動教學法的優點是能夠以任務促使學生形成學習動機，完成任務依靠自己探索、學習新知識和技能，找到解決任務的方法，從而掌握新的知識和技能，培養學生的學習興趣、自主學習能力、分析問題、解決問題的能力，有利于不同程度的學生學習，有利于培養學生的團隊協作精神。但由于任務往往是分小組進行，任務評價根據整個小組的成果進行，因此每個小組成員的勞動與回報很難完全平等，部分學生存在搭便車心理，最終造成知識能力差距越來越大，因此針對此種教學方法，必須設定合理的任務評價方式。

哈爾濱師范大學傳媒學院的姜世華老師在《高校計算機教材編寫研究》中提出了計算機教材出版中存在的若干問題。具體包括出版程序繁瑣導致更新滯后、內容陳舊，重復建設、內容雷同嚴重，片面追求知識量、忽略實踐與創新3個問題。通過姜世華老師在編寫計算機教材中的切實感受和經驗提出教材內容要跟上時代發展；教材內容要與初等教學的計算機教學銜接；教材建設要理論聯系實際，增設實訓內容；教材內容要分層次、模塊化3個計算機教材建設的思路。

北京航空航天大學計算機學的張莉老師和浙江財經學院信息學院張林老師在《中外非計算機專業計算機基礎教育調研與思考》中比較了我國和美國的計算機基礎教育發展歷程和課程設置，通過比較得出了值得我國借鑒的經驗。第一，國外對于非計算機專業的基礎教育定位較為準確。計算機基礎教育是以培養信息素養為核心的一種普及教育，要求學生能夠廣泛地理解信息技術，能夠在工作和日常生活中富有成效地運用信息技術；第二，計算機基礎教育和學生的專業結合緊密，根據不同專業特色，進行課程設置以及課程內容、作業的安排，這樣計算機就不再是抽象的概念，而是熟悉領域內可以解決問題的工具；第三，計算機基礎教育體系結構設置更具有科學性。內容上豐富、靈活、具有層次性，既強調基礎理論，又重視實踐，學生可以根據自己的興趣和需求，安排學習。

芬蘭阿爾托大學科學學院的Lasse Hakulinen在《Alternate Reality Game for University-Level Computer Science Education》中提出將侵入式虛擬現實互動游戲引入大學計算機科學教育中。侵入式虛擬現實互動游戲（ARG）使用不同類型的媒體向玩家傳送交互式的體驗。它由許多挑戰和難題組成，這些挑戰和難題屬于玩家們要設法解決的任務的一部分。由于難題非常具有挑戰性，因此需要玩家之間的協作才能解決。通常，ARG的玩家積極參與到游戲中，通過合作或獨立解決困難的任務，來取得游戲的進展。ARG倡導不同專業的學生共同為最終任務的解決群策群力，相互學習交流。文中指出了在為大學計算機科學教育設計ARG時應該遵循的原則，并列舉了大學計算機科學教育中的ARG實例。

3 結語

通過對國內外計算機基礎教育研究領域的各種研究成果進行綜合對比分析，筆者認為要從課程目標、教學理念、課程體系、教學方法、和評價方法5個方面對現在的高校計算機基礎教育進行改革。在課程目標方面應重新定位培養目標，以更適應時代發展需要。在教學理念方面，應緊密聯系課程目標重新審視何為應用能力的基礎，同時注重培訓學生跨學科研究能力，緊跟時代前沿。在課程體系方面應根據學生的個體基礎和興趣差異分層次、多元化設置選修課，同時課程體系建設要考慮與本專業發展方向緊密結合，以使學生對計算機科學與本專業的聯系的概況和發展動態有整體認識，能為進一步學習計算機相關課程作準備。在教學方法方面應突破傳統教師單向傳輸知識的格局，可將引入ARG，促進各專業學生之間相互協作，群策群力，互補學習；結合具體案例教學，如使用Linux操作系統作為案例進行c語言、數據庫、網絡原理的教學，而非僅僅只根據課本上的基礎內容進行教學；學校也可多開展計算機競賽和與企業密切開展合作以共同培育實戰型人才。在評價方法方面應結合實證化評價方式和人文化評價方式兩種理論，綜合學生在該學科中的各種成績（競賽名次、曾發表的論文、平時學習任務的完成質量、期末試卷的成績等）進行精確化評價（如采用SPSS），以體現合理與公平原則。