技術優勢下的信息類課程課堂教學改革研究

李忠+劉海軍

摘要：在高等教育領域，以信息技術為依托，進行教學模式的改革，可提高教學質量和效果，達到更理想的教學目標，這是我國高等教育信息化改革的方向。依托信息技術實現教學改革是大數據時代高等教育發展的必然趨勢。本文從信息技術應用能力入手，分析了信息技術類課程教師在計算機軟硬件、程序開發語言、應用軟件、計算機思維等方面的優勢，探討了信息類課程教學在MOOC、微課、課堂管理和考核方式等方面的改革思路，指出信息技術類教師應當成為大學教學改革的排頭兵，為大學課程教學改革累積經驗，積極推動我國高等教育事業的信息化建設。

關鍵詞：教育信息化；“互聯網+”；大數據；課堂管理

目前，中國處在信息化高速發展的時代。“互聯網+”、大數據、云計算、智慧城市等，每天都充斥在我們的生活中，可以說我們已經生活在信息化時代。在高等教育領域，以信息技術為依托，各高校發揮各自的技術優勢，針對不同課程特點進行著教學模式的改革，期望提高教學質量和效果，達到更理想的教學目標，這是我國高等教育信息化改革的方向。

一、高校教師信息技術應用能力分析

我國高校信息類課程主要由計算機科學技術一級學科下的各專業背景的教師擔任主講教師。這部分教師具有深厚的信息技術理論和應用背景，熟悉硬件和各類系統平臺，掌握多種程序開發語言和數據庫技術，是教育信息化建設的主力軍。其對信息技術的應用能力體現在以下幾個方面。

1.信息系統平臺

作為信息化建設的平臺，操作系統是除硬件建設之外第一需要的軟件。操作系統有很多種，需要根據應用需求、軟件平臺等各方面進行選擇。目前，具有計算機學科背景的教師不僅熟悉操作系統的原理，對于目前流行的Windows系統、Linux、Unix甚至移動平臺的Android、IOS等都能夠熟練操作。

2.開發語言

具有計算機學科背景的教師，在學生時期就完成過若干軟件的設計開發工作，完成的代碼量一般都超過20000行。任職教師之后，因為業務和教學的需要，也會從事程序設計工作，基本能夠熟練使用兩門以上的開發語言編程。目前常見的軟件開發語言主要有：Basic、Java、Net、C/C++、JSP、ASP、PHP、Physon、R語言等，其中PHP、Java和C++已經成了程序員必須具備的技能。一個項目的研發可能需要結合多種語言，以達到軟件的高效性和多樣性。以開發網站為例，服務器端可以選擇PHP、Java、C甚至Python，客戶端采用HTML與JavaScript、VBScript等。

3.計算機思維素養

按照張曉如教授的觀點，計算機思維是“人們有意識地將計算機用于生產、生活等各個領域的認知活動以及人們解決計算機問題的認識過程”。目前已經進入信息化時代，計算機作為一個工具，已經完全深入人們生活的方方面面，如工作、學習、娛樂、交流等，因此，人們在解決、處理問題時應該采取計算機思維的方式，這是必然的。計算大師Dijkstra曾說過“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也將深刻地影響我們的思維能力”。計算機思維有許多人類思維所不具備的優勢，如軟硬件分離、存儲和刪除機制、多維數據處理與分析、菜單列表、快捷模式、多種結構存儲機理等，這些都屬于計算機思維的范疇。以Matlab語言為例，其存儲、計算、顯示等均采用多維矩陣運算，是典型的計算機思維模式，不但計算速度快，而且多維顯示也更直觀炫目。各類實用軟件界面均采用菜單式，而計算機專業教師對此有一種本能的理解，在遇到一款新軟件時可以快速地“摸索”出使用方法，了解其功能，熟悉其應用。

二、信息類課程的教學改革探討

信息處理技術類課程教師的計算機應用水平普遍較高，對于各類軟件、課件、圖形圖像處理、流程圖制作、視頻和動畫制作等非常熟練，因此可以快速地制作出微課、MOOC、翻轉課堂等需要的課件和資料。

1.課堂教學形式改革

（1）MOOC式教學

大型開放式網絡課程，即MOOC（massive open online courses），是自2012年后興起的一種網絡學習平臺，借助互聯網技術，通過建立巨大的網絡課程資源庫，對有志于學習知識的人提供一個開放的、自由的學習環境，可以隨時隨地上網獲取知識。MOOC課程資源豐富，制作質量優秀；教學形式新穎，有趣味性，非常適合使用智能手機、iPad等設備的年輕人使用；強大的互動性學習方式，學生隨時提問，教師在線隨時回答，雙方在一個自由、和諧的網絡環境下教學相長，共同提高。

計算機專業教師能夠快速利用相關軟件完成有關MOOC資源的建設、教學網站的建設等工作，為學生提供MOOC教學服務。如數據挖掘技術課程，可以利用Flash軟件制作挖掘算法的演示，利用Matlab編寫算法并進行挖掘結果顯示等，使學生能夠快速了解并掌握相關知識點。

（2）微課堂

微課堂是近年來興起的一種教學形式，一般用3～10分鐘講解一個知識點，這完全契合了現代大學生的學習習慣和生活習慣，彌補課堂時間不足的缺陷。如果說MOOC教學強調一門課程的系統性的話，那么微課將把一門課程分解為若干知識點進行教學。如在數據庫原理課程中，SELECT語句使用是一個重要知識點，可以采用微課的方式進行教學，讓學生理解和掌握該語句的應用，寓教于樂，提高學習興趣，增強學習效果。

（3）翻轉課堂和翻轉學習

智能技術的發展和互聯網的普及使得大學生可以通過網絡自行查找資料、了解相關知識、共享優質教育資源，不再單純地依賴教師去學習知識。MOOC、微課教學模式的推廣，使大學生普遍受惠，也使得課堂上教師和學生的角色發生了很大變化，教師更多的作用是引導學生如何獲取知識、運用知識和互動管理，使大學生在課堂上具有更大的主動性，這就使得翻轉課堂教學模式變得可行。

但是，翻轉課堂也存在一些不足，如學生客觀條件不同、教師年齡差異、學生適應快慢等，教師仍然是課堂的主導者。而翻轉學習教學模式（Flipped Learning） 是對翻轉課堂模式的進一步延伸與拓展。傳統的學習是集中式學習，知識傳遞的過程發生在課堂上，而知識內化或鞏固的過程則由學生在課后各自進行。翻轉學習則與之相反，學生分開的時候各自利用網絡進行個別化、碎片式的學習，而集中在一起時則互相分享交流所學知識。學生不再被動接收，而是主動掌握知識，將教師作為一種“資源”加以利用；教師可以根據學生的差異性進行個性化教學和指導，以達到共同進步和提高的目的。

2.信息類課程課堂管理改革

相信所有大學教師都遇到這樣一個問題：教師在講臺口若懸河講課，學生在下面鎮靜自若玩樂，這種現象在現代大學校園里是普遍存在的。原因是多方面的，但一個重要的因素是教師沒有充分利用現代信息技術進行課堂管理和教學。現代的大學課堂已經不再是學生獲取知識的唯一渠道，學生獲取知識的途徑越來越廣泛，如智能手機、iPAD、便攜電腦等。其中，智能手機以其功能強大、安全可靠、攜帶方便等優點已經成為大學生最主要的信息獲取工具。因此課堂管理可以通過手機信號管理來達到目的，而這需要進行硬件和軟件的開發才能實現。

例如，設計一種控制機獲取進入課堂的手機信號，建立手機與學號的關聯，完成考勤管理；利用Wifi技術，將課程內容推送到課堂內的手機內，強制學生學習，將注意力拉回到課堂；建設課堂題庫，隨時進行小測試，刺激學生的興奮點，牢記課堂知識，達到教學目的。通過技術手段實現課堂的有序管理是未來大學教學管理的一個發展趨勢。

3.考核方式的改革

目前高校的考核形式主要由平時成績加期末成績組成，平時成績包括考勤、作業、期中等部分，這在一定程度上解決了“一考定終身”的問題。但是，隨著大學生年級的變化，再加上智能手機的普及，這種考核方式也有些落伍，因此需要借助信息技術的力量進行考核方式的改革實現，其具體體現在：第一，利用Wifi技術解決考勤問題，自動完成學生考勤，教師的作用只是分配一個合理的權重系數即可；第二，作業數字化，全部通過教學軟件完成并提交，自動批閱，自動給分，還能夠進行查重比對，檢出雷同作業，節省了批改作業的時間，降低了勞動強度；第三，實驗課可以利用虛擬現實或者仿真來指導學生完成實驗；第四，最后的課程考核可以通過具體項目的設計開發來完成。以信息技術手段為依托，通過Wifi技術和設計開發相關的軟硬件系統，讓學生回歸課堂和實驗室，既提高了教學質量，增強教學效果，又解放了教師時間，降低了勞動強度。

三、結論

在“互聯網+”、大數據技術已經上升到國家戰略的今天，信息化建設已經跨上一個新臺階，教育信息化應該充當我國信息化建設的排頭兵。在大學課堂信息化教學改革中，擁有技術優勢的計算機科學類專業背景的教師應當成為信息化課堂教學改革和考核改革的先鋒。而信息類課程教學的教師，擁有深厚的技術背景和工程經驗，可以通過技術手段完成從課堂管理、作業批改、小測試、實驗室教學、考核方式等一系列教學過程的改革，探索大數據環境下、智能設備普及的現代大學課堂教學改革思路和考核方式，積累經驗，推廣普及，為其他課程的教學改革提供成熟經驗和技術支持，這對我國大學教學改革是一件有意義的事情。

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