以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學研究

高賢強，牛榮

（塔里木大學信息工程學院，阿拉爾 843300）

0 引言

隨著計算機技術的快速發展，信息技術已經融入社會生活的方方面面，深刻改變著人類的思維、生產、生活、學習方式，深刻展示了人類社會發展的前景。在此過程中，《大學計算機基礎》課程教學工作面臨著新的發展機遇與挑戰。通過對高?！洞髮W計算機基礎》課程的教學情況的調查，發現或多或少存在如下問題：①傳統的計算機基礎課程教學模式側重于對計算機軟件應用的培養，而忽略對學生思維進行發散的能力的培養，尤其在計算機基礎知識教學方面，直接削弱了學生的自我創新能力。②國內學校從高中甚至初中便已經開始對學生進行基礎計算機的應用教學，且已經取得了較高的反饋成果。從高中升至大學的學生已經具備一定計算機操作能力。但受到一些經濟發展相對落后地區的影響，新生的起點不同。在此背景下，大學計算機課程采取統一起點的教學方式，致使對計算機的學習存在滯后的現象出現。③大學生對于計算機的理解情況不同，均存在無目標的“考證”等狀況，在進行期末考試時，對知識點采取死記硬背的方式，完全違背了教學最初的目標?；谏鲜龃嬖诘膯栴}，本文進行了以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學研究。

1 《大學計算機基礎》教學研究現狀

隨著計算機應用逐步廣泛，國家對相關計算機技術人員的要求逐步提高，針對計算機基礎課程的教學方式優化及大學生素質的綜合提高是社會需求型人才培養的關鍵。如何快速適應現代化環境下教學的模塊化改革是廣大學者當下熱議的話題。教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會（2013-2017）確立了推進課程教學改革的總體目標：明確以計算思維為導向的改革方向、探索多元化的教學方案、推動以在線開放課程為代表的教學模式改革、完善課程教學成效評測方式，從而建設適應時代要求的新的大學計算機基礎教學體系[1]。

2 以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學模式的研究

計算思維不僅作為當下一種新興思考問題的模式，同時也是解決問題和困難的途徑，提高學生的思維創新發散能力可通過對學生進行計算思維的多方面培養來實現。計算思維理論是針對問題進行解決的理論基礎，對計算思維能力的核心培養可提高學生自主解決問題的能力。

通過實踐調查表明，課堂前期備課時間，由教師進行情景的設立，并根據給定情景提出相應問題，驅動問題的思考，學生通過劃分不同模塊進行小組分類探討，每個人提出對應模塊解決問題的辦法，并將其結論總結，得出最優問題解決方式的整體過程叫做模塊化驅動式教學。因此在進行《大學計算機基礎》的課程講授中，應積極地推進模塊式驅動教學模式。其主要優勢在于可以維持基礎知識的完整性，將系統化的知識點劃分為幾個重點模塊，依次攻破后進行總結。此類學習方式推動學生自主進行學習，主動尋找問題答案，提高動腦分析能力[2]。

2.1 將創新式教學思維引入模塊化教學

為了適應社會的發展，要從最根本的教育模式上對大學生進行思維轉變，用來實現對學生發散性思維的養成。進而在課堂上不僅要重視對軟件的應用培養，教師要同時引領學生進行分組討論，將每個人不同的想法互相分享，這樣每個人便會有1+1＞2的思路。所以基于計算思維為導向的前提背景下，對學生從應用型培養轉變成思維的創新為模塊化教學的首要步驟[3]。

計算思維采用“對號入座”的教學方法對問題進行規劃，模塊化教學將每個不同的問題進行不同分類，找尋其最簡單的解決方式?？紤]入學新生的起始點，模塊化教學按照不同基礎的學生進行“因材施教”的教學理念，對不學習者采取不同內容和模式的教學，避免了教學進度停滯不前的狀況出現。在以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學研究中，“劃分學習層次”是對于“多方面考慮學生自身差異，促進全面發展”問題的最佳解決辦法。具體操作如下。

（1）采用科學合理的層次劃分方式，為督促學生各方面的共同發展，引入模塊化教學模式。此種教學概念是由著名的加納德教授首次提出，根據多元化教學理念區分不同的學生實體間存在的知識點吸納和智力方面的差異性，依據心理上或生理上的不同，綜合分析出各自的優缺點，在教師的指導下，將自身優點放大化，使其在科學有效的教育方式下全方面成長。進而尋找學生群體之間的差異性，對其實現合理科學分層是提高教學質量的重要因素。可隨機抽取一堂課進行教師試講，根據學生對課堂知識的理解接受程度，或對新知識的吸收量對其進行劃分，由于不同區域的學生水平、層次不同，可對到校新生進行入學檢測，即進行分級考試。根據試卷檢測和上機應用測試的不同特點對所有學生進行層次劃分，進行模塊化教學[4]。

（2）模塊化教學是以層次劃分的教學機制為基礎，按照步驟穩步實施不同性質的課程，由簡至難逐步遞增，讓學生在接受知識點時循序漸近，進而在實現教學內容的規劃上，在原有相對完善的“1+X”教學模式中，建立一套更加完整的模塊化教學結構體系，與層次劃分法相輔相成，從不同難易度層面實現教學模式的改革。

2.2 《大學計算機基礎》課程模塊化教學的實施

根據信息技術持續發展的需要，以當下大學生的基礎能力為基石，注重學生個性化潛能的激發，對計算機基礎課程實施教學模式改革。

計算思維作為一種綜合思維，包含學生的心理及智力思維和綜合素養，是計算機學科的學習中最基礎的能力，大學的課程不僅僅是培養學生的學習操作能力，更是一種科學文化素質的培養。進而在實施教學模式改革過程中，綜合素養能力的培養、計算思維能力的發散及計算機基礎課程的學習三者存在相互聯系的關系[5]，且之間具有一定的包含關系如圖1所示。

圖1 包含關系圖

在實施以計算思維為導向的《大學計算機基礎》課程教學過程中，借鑒前期改革的經驗手段，完善大學基礎授課過程中學生的學習方式及學習理念。

（1）對學生的綜合素養提出一定的要求，對整體的教學目標進行調整，將模塊化教學研究定位至培養學生的計算思維能力、創新能力。

（2）對教學環境、設施不斷優化，通過學習環境的改變，一方面可以避免學生在學習過程中對學習內容產生枯燥心理。另一方面，學生希望通過環境的轉換找尋適合自己的學習氛圍或學習空間。針對模塊化教學研究來說，將互聯網技術與教學形式相結合，實現多媒體化教學恰好可以改變學習的環境和教學的模式。例如，課堂不再采用板書的形式進行知識點的講授，可以利用大屏幕投影播放課件，通過QQ在線多人討論組，微信群聊等方式進行課下實時討論，用數字化技術輔助教師教學。此外，QQ群的群文件可以上傳教師備課課件，教師通過上傳授課視頻滿足學生的課前預習工作，不同模塊的知識點進行不同視頻的錄制，并歸類成文件夾進行上傳，方便課下對不同知識點的鞏固，大學生網絡在線公開課等多種形式的精品課程可列入教學指標中。例如在進行網絡系統的操作講解時，教師可在微信或QQ中提前與學生溝通，感興趣的學生可進行課前搜索，在課堂中預留時間給學生分組討論時間，對出現異議的問題進行討論，加深知識點的鞏固，降低傳統式教學針對知識硬性記憶的難度，提高了學習效率的同時節約了時間[6]。

（3）構建完善的評價機制：傳統的教學存在過度依賴課本中知識點、無自主獨立創新的想法。針對傳統式教學的缺點，設立合理的評價機制是十分有必要的，最終的考試結果應該與日常的努力程度呈正比例關系。實施模塊化考試，每個模塊相對獨立，均有自己的試題庫和評分系統。實施模塊化考試后，學校將每周固定時間和固定實驗室開放模塊化考試。學生可以自主選擇考試模塊，通過每一模塊考試后，學生可以不去課堂學習該模塊課程。所有四個模塊的考試均通過后，該門課程考核通過。

3 對比實驗

為了檢驗文章提出的以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學成果，進行了如下對比實驗，設立普通班和實驗班分別進行傳統式教學和模塊化教學，經過一個學期的實驗后，對實驗班的學生與普通班的學生進行了測試，并從學生成績進行了對比，如表1。

表1 學生對比考試成績

根據表1數據，運用新式教學模式的實驗班比普通班明顯成績有所提高。

4 結語

本文針對以計算思維為導向的《大學計算機基礎》模塊化教學進行研究，對該種教學模式的可行性意義進行探討，從多個方面分析了模塊化教學的可行性。模塊化教學在《大學計算機基礎》課程中的實施，可以較好地提高學生自主學習的熱情，提高該門課程通過率，進而提高學生培養質量。同時，通過模塊化練習系統與考試系統，也可以較好地提高學生的理論水平和實踐操作能力，對提高學生培養質量起到積極的促進作用。