基于提高學生創新能力的高校計算機基礎教學研究

劉艷云

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基于提高學生創新能力的高校計算機基礎教學研究

劉艷云

（朔州師范高等專科學校，山西 朔州 036002）

摘近年來隨著移動互聯網、云計算、物聯網、大數據以及智能制造技術的不斷發展和突破，計算機技術得到了迅猛的發展，各行各業都開始逐漸出現能夠替代或者輔助人類完成復雜任務的一些技術或機器，給人們帶來了極大地便利。現階段，計算機基礎教學已成為我國絕大部分高校的必修課程之一，旨在培養高校學生對于現代信息發展的認知以及基礎信息能力的掌握和創新精神，其教學內容以及教學質量直接關系到我國高校學生的綜合素質。因此，如何通過計算機基礎課程的教育提高我國高校學生的創新精神，不僅僅對于學生以及高校自身的發展起到了推動作用，對于我國未來高科技創新人才的培養也有重要的意義。

計算機基礎;計算機教學;創新能力

0 引言

隨著計算機的迅猛發展以及計算機在人類生活中的作用的日益增加，現階段我國超過90%的高校已經把計算機基礎教育作為大學的必修課程之一，把計算機基礎教學放在了數學、英語以及思想政治同等重要的位置。同樣，國家也出臺了一系列有關計算機基礎的證書，例如計算機一級證書、二級證書等等，以此來對各大學生的計算機能力進行評價，這些充分說明了計算機基礎教育在當今社會的重要性。高校計算機基礎教學通常情況下都是針對非計算機專業的學生來講的，主要是為非計算機專業的學生提供一門公共課程，讓其對計算機基礎知識有所了解，對編程語言有一定的掌握。總體來說，計算機基礎教育是通識教育的一個組成部分，其教學內容相對來說覆蓋面更為寬廣，影響面也更為廣大，因此，計算機基礎教育對于現階段社會上各專業人才培養的質量影響都很大。但是由于我國本身在計算機研究上起步較晚，而高校關于計算機基礎教育工作的開展也是近幾年才開始重視起來，在計算機基礎教育的課程體系、培養目標以及管理上同國外發達國家高校相比都還存在一定的差距。尤其是在計算機基礎教學生關于學生創新以及創業能力的培養更是形同虛設。而在計算機基礎教學中適當加入創新能力的培養，對于培養高校學生的創新精神以及提高學生自主創新能力，尤其是對于高科技人才的培養都會起到重要的作用[1]。

1 相關理論基礎

1.1 計算機發展史

計算機本身就是一個統稱的概念，任何可以用來輔助或者幫助人類進行計算的機器都可以稱之為計算機。而現階段我們通常所說的計算機一般指的是電子計算機也就是電腦，它是利用數字電子技術根據指令來執行運算的一種設備，目前已經應用到人類生活以及工作的方方面面[2]。

最早的一些計算設備包括算盤、安提基特拉機械等。到了17世紀前期，德國科學家研究出了一部能夠計算六位數加減法的機器，隨后到了17世紀中旬，法國科學家研究出了一部能夠計算八位數加減法的機器，開創了計算的先河。1801年，法國科學家研究出了一種使用打孔紙片來進行圖片編織的織布機，被現代科學家認為是計算機可編程發展史上重要的一步。隨后，人類關于計算機的研究開始進入黃金發展時期，例如1820年，法國科學家構思的程序化計算機，1880年打孔卡片以及真空管的出現為現代意義上的計算機出現奠定了基礎。隨后到了20世紀30年代，許多專門用途的、復雜度不斷增長的模擬計算機被研制出來，而且現代計算機的關鍵特色被不斷地加入進來。1941年，世界上第一臺使用真空管計算器，二進制數值的電子計算機出現，迅速推動了第三次工業革命的發展。在接下來的幾十年中計算機技術得到了發展，而微計算機的出現，使得計算機開始進入到大量家庭和學校中。現階段的計算機已不僅僅應用于科學計算中，開始大量的被用到過程檢索、信息處理、輔助系統以及人工智能上，尤其是人工智能是計算機一個重要的應用領域。通過利用計算機來模擬人類某部分思維過程的行為。人工智能從誕生以來其應用領域以及應用方式都在不斷的擴大，因此不難想象，未來在科技發展到一定程度上人工智能產品實際上就是儲存人類智慧且能表現的一個機器，將會帶領我們走進一個全新的時代，改變生活方方面面[3]。

1.2 高校計算機基礎教學創新能力的必要性

我國最早從20世紀80年代部分高校就開始開設計算機基礎教育的課程，在這三十余年的發展過程中計算機軟硬件都得到了迅猛的發展，而且計算機同其他學科之間的聯系也越來越強，已經逐步滲透到各領域，同時計算機基礎課程教學由于其課程理念新穎、緊跟時代潮流強等特點也得到了廣大高校學生的喜愛。計算機基礎教育是通識教育的一個組成部分，其教學內容相對來說覆蓋面更為寬廣，影響面也更為廣大，因此，計算機基礎教育對于現階段社會上各專業人才培養的質量影響都很大。現階段我國大部分高校的計算機基礎教學重點放在了計算機基礎知識掌握以及基本技能操作上，部分一流高校可能會適當增加Visual Basic以及C語言基礎編程語言的學習，但是大部分高校仍然僅限于計算機基礎知識的教學。而隨著時代的發展，現在電腦基本上已經走進了各大家庭，此外，現階段我國部分中學也開設了計算機基礎知識的教學，且很多內容與高校計算機基礎教學內容相差無幾，也就是說大部分高校學生在進入大學前已經對于計算機基礎知識已經有了一定程度的掌握。因此，有不少學者開始質疑現階段高校關于計算機基礎知識教學的必要性。如何對當前高校的計算機基礎教學進行改革成為了亟需解決的問題。在這種困境下，高校計算機創新教育成為了一個重要的改革方向。現階段，我國有不少高校已經開始對計算機基礎教育進行改革，改革的重點就在于在課程中加入創新創業教育的元素。將大學生創新創業教育全方位的融入到計算機基礎教育中，著重培養高校學生的創新精神以及提高學生自主創新能力，使得計算機基礎教育能夠發揮出真正的作用，成為高校學生個體發展的重要組成部分[4]。

2 我國高校計算機基礎教學創新教育存在的問題

2.1 計算機創新教育了解不足

在通過與非計算機專業的高校學生調研中發展，有超過90%的學生對于創新教育并不了解，例如什么是創新教育，計算機創新教育本質以及目的是什么，創新教育對自身發展優點等等。這些問題不僅僅對學生造成了一定的困惑，對于大部分學生家長來講也是一知半解。造成這些問題的原因一方面是因為現有的計算機基礎教育課程中沒有重視創新教育，另一方面是因為高校自身也沒有增強對學生創新教育的宣傳或者培養。現階段，我國大部分高校已經開始重視學生的創新創業教育，但是在這個創新以及創業的認知上還存在一定的不足，例如，只是簡單的將創新創業教育交代給學工部門來完成，大部分以講座或者比賽的形式來進行，而并沒有實質性的創新教育的教學工作。例如，對于計算機基礎課程來講，大部分高校都組織了“計算機大賽”、“設計大賽”、“創新工作室”等等，來鼓勵學生進行一些創新工作。但是這些活動參與者大部分都是些精英學生，剩下的那些學生通常只是比賽的看客。因此，這種簡單的創新教育方式并不能使大部分學生收益，不能得到普及[5]。

2.2 計算機基礎教育課程體系及內容有待改善

我國計算機教學委員會對我國非計算機專業高校學生的計算機課程學習給出了一定的建議，整體來講，共分為4各部分，分別為“計算機基礎核心課程”、“融入各專業的計算機課程”、“計算機專業類課程”以及“實用性的選修課程”。現階段我國大部分高校在非計算機專業的課程設置以及選擇上基本上都是參考以上建議，形成了一種1+X的教學模式，就是1門必修課加上X門選修課的模式。以國內某大學非計算機專業課程為例：其中必修課為計算機基礎，選修課有數據庫應用、多媒體技術應用、高級語言設計、VB語言程序設計以及C程序設計等。整體來看，課程體系較為全面，而且設置計算機基礎作為必修課也照顧到了不同層次學生的計算機能力。但是也存在不少問題，首先就是課程設置單一、課程劃分不夠細致，沒有照顧到不同專業對于計算機能力的需求，而且課程設置較為老套，不能滿足不同專業學生創新的需求。其次，現階段我國高校計算機基礎課程教育中沒有將信息素養的教育納入其中，在當前時代，高校學生必須具備的一個能力就是信息素養的能力，計算機基礎教學正是信息素養能力的基礎部分，因此，在接下來的課程設置中要加入信息素養教育的課程。第三，我國大部分高校關于計算機基礎教育的課程都安排在大一，在后續課程的設置上稍顯不足，對于那些有能力有興趣的學生沒有進行很好的培養。

2.3 課程內容及課程教學有待優化

現階段計算機的發展日新月異，幾乎每一年都會有一些大事件發生。因此，對于計算機基礎教學的課程的內容和結構來講也應該隨著時代的發展做出相應的改變。但是我國目前高校的計算機基礎教學內容以及結構的更新水平遠遠滯后于外界計算機的發展速度。同時，高校在計算機教學中硬件的水平也遠跟不上外界更新速度，極大降低了學生的學習熱情。此外，目前我國大部分高校在計算機基礎教學上還是以講課為主，教學方式較為單一。老師把授課當做自己的任務，在授課的過程中仍然是以灌輸型為主，基本不存在課堂互動以及課下交流等。這樣的被動學習很難激發學生對于學習計算機的熱情，尤其是在程序語言的學習上，大部分老師只是照本宣科，根本不去了解學生有沒有掌握或者了解所學的內容，使得課堂變得煩悶枯燥，形成了一種惡性循環。最后，我國大部分高校在計算機基礎教學中都有上機實驗的內容，實驗內容通常都是書上的案例，只是簡單的機械性重復，沒有挑戰性也就無法激發學生的積極性[6]。

3 提高高校計算機基礎教學創新能力的措施

3.1 傳統計算機教育理念的轉變

我國高校傳統的計算機基礎教育理念已跟不上時代發展的速度，只有通過對傳統教育教育理念的改進，將創新等元素加入到計算機基礎教育中，樹立以增加學生創新精神為導向的計算機教育理念，做到創新與教育的融合，才能使計算機基礎課程發揮出最大的作用。此外，教育理念的明確不僅有助于明確課程與教育目的的銜接關系，還可以幫助高校根據時代的發展進行課程的更新以及實施和評價，將創新性人才培養的目標始終融入到高校計算機基礎課程教育的各個環節。通過新時代的計算機基礎教育，使得學生除了具備計算機基礎知識之外還具備一定的信息素養、合作交流以及自主創新能力。在教育理念的改進上，可以從以下幾個方面進行考慮。首先就是需要培養學生的信息素養，現代社會是信息爆炸的社會，網絡中充滿著大量可查閱的信息，高校需要通過計算機基礎教育的課程培養學生對從海量信息中搜尋有用信息的能力以及甄別信息是否有用的能力，進一步培養學生的信息素養；其次，培養學生的創新能力，通過課堂教育課下實踐以及課外活動等培養學生能夠主動利用計算機解決自己所學專業中的問題，提高學生主動創新能力；第三，培養學生合作交流能力，計算機不同于其他專業，一個軟件的開發或者問題的解決通常需要幾十人甚至上百人的團隊共同完成，因此，高校在培養學生計算機能力的同時也需要注意對學生合作交流、人際交往能力的培養，為培養創新型計算機人才做好基礎[7-8]。

3.2 課程結構及內容的優化

現階段我國大部分高校在非計算機專業的課程設置上都采取了1門必修課加上X門選修課的模式，在計算機創新教育的理念下，需要通過更加合理的課程設置來滿足不同專業學生的需求，因此需要對現有的課程結構以及內容進行優化。例如可以在原有的計算機基礎必修課基礎上增設信息檢索類必修課，培養學生對于網絡海量信息搜索以及查找能力；此外，在選修課的設置上，根據大專業的不同，例如、土木專業、環境專業等等分別開設不同計算機選修課。開設的科目需考慮到與專業課程的銜接，通過將計算機與自己所學專業的連接，進一步激發學生的自主創新能力和利用計算機解決專業問題的能力。最后，我國大部分高校的計算機基礎課程，包括必修課以及選修課基本上都是在大一或者大二結束，沒有設置后續的拓展課程，極大地降低了學生的學習熱情。在這方面，應該做好課程的拓展工作，適當的增加一些前沿性的擴展課程，例如手游開發、物聯網技術、電影模擬等課程，也可以邀請知名教授或者企業家等不定期開展講座，以此來進一步培養學生的創新能力和學習熱情[9]。

3.3 適當增加課外實踐活動

現代社會的發展，使得各行各業都離不開計算機技術，其基礎地位愈發鞏固。將計算機及專業課相結合是為了能夠更好的培養學生創新精神以及利用計算機知識來解決專業問題的能力。發現問題和解決問題才是創新的本質，通過設置適當的課外實踐、項目開發活動、開放實驗、競爭比賽以及課外研討等，鼓勵非計算機專業的學生主動參與其中，使得不同專業的學生感受到計算機技術的魅力，在個性化的學習中不斷提高自身的創新能力。除了增加課外實踐活動之外，高校還需要設置全面的活動指導老師，做好每一項活動都有專業的老師或者專家團隊去進行指導，以老師指引為導向，培養學生獨立思考的習慣以及大膽懷疑和小必求證的創新精神[10]。

4 結論

綜上所述，目前計算機技術已經應用了各行各業，已顯然成為更行業的基石和未來發展的保障技術。隨著計算機技術的高速發展，如何對現階段我國高校計算機基礎教學進行改進，成為了每個高校必須考慮的問題。高校計算機教育應該抓住計算機飛速發展帶來的機遇和挑戰，通過在計算機基礎教學中適當加入創新能力的培養，對于培養高校學生的創新精神以及提高學生自主創新能力，尤其是對于高科技人才的培養都會起到重要的作用。

[1] 溫杰. 應用型本科高校學生創新素養能力培育研究——以計算機專業為例[J]. 福建電腦, 2014, 30(8): 60-61+67.

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[3] 高宇. 計算機專業本科生創新思維培養及其哲學思考[D]. 太原科技大學, 2011.

[4] 石春卉, 呂玉光, 劉翠娟, 等. 高校計算機專業學生創新能力培養的若干舉措[J]. 醫學教育探索, 2010, 9(5): 613-615.

[5] 黃志球, 徐丙鳳, 闞雙龍, 等. 嵌入式機載軟件安全性分析標準、方法及工具研究綜述[J]. 軟件學報, 2014, 25(2): 200-218.

[6] 李俊峰. 多特征融合的新聞聚類相似度計算方法[J]. 軟件, 2017, 38(12): 170-174+189

[7] 張曉明, 尹鴻峰. 基于卷積神經網絡和語義信息的場景分類[J]. 軟件, 2018, 39(1): 29-34.

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[9] 孔超. 高校計算機基礎課程的信息化教學設計與實踐研究[D]. 安徽師范大學, 2012.

[10] 宋云娟. 文科院校計算機基礎教育改革初探[D]. 華東師范大學, 2007.

Research on Computer Basic Teaching in Colleges and Universities Based on Improving Students ' Innovative Ability

LIU Yan-yun

(Shuozhou Teachers College, Shuozhou, Shanxi 036002)

In recent years, with the continuous development and breakthrough of mobile internet, cloud computing, IT, large data and intelligent manufacturing technology, computer technology has been developed rapidly. All walks of life are beginning to appear to be able to replace or assist the human to complete complex tasks of some technology or machinery, to bring great convenience to people. At present, the basic teaching of computer has become one of the compulsory courses in most universities in China, which aims to cultivate students ' cognition of modern information development and the mastery and innovation of basic information ability. Its teaching content and teaching quality are directly related to the comprehensive quality of our college students. Therefore, how to improve the innovative spirit of college students through the education of computer Basic course, not only for the students and the development of the university itself has played a role in promoting the future of China's High-tech innovative talent training also has important significance.

Computer basics; Computer teaching; Innovation ability

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.09.036

劉艷云(1978-)，講師，研究生，研究方向：人工智能，計算機應用技術。

本文著錄格式：劉艷云. 基于提高學生創新能力的高校計算機基礎教學研究[J]. 軟件，2018，39（9）：179-182