“兩結(jié)合四步走”的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計

程 敏，郭樂江，涂文婕，黃 俊

（空軍預(yù)警學(xué)院 預(yù)警情報系，湖北 武漢 430019）

0 引 言

大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程是全國高等教育通識階段的必修課程，是培養(yǎng)大學(xué)生信息素養(yǎng)和計算思維的重要課程。教學(xué)目標是讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)計算機各領(lǐng)域的基本知識、方法和技術(shù)，形成自覺運用計算機解決實際問題的思維方式，提升信息素養(yǎng)，以適應(yīng)信息化社會要求[1]。

1 大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前很多高校的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)都普遍存在以下3 個問題：第一，課程內(nèi)容涉及計算機專業(yè)多門課程的知識，但囿于課時，教師講解時難以做到面面俱到、包羅萬象。第二，學(xué)生練習(xí)和實踐的時間相對較少，這在一定程度上影響了課程計算思維培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。第三，由于部分教學(xué)內(nèi)容中理論性較強，專業(yè)術(shù)語闡述冗長、晦澀難懂，加上有的教師授課形式單一，與學(xué)生互動少，勢必導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性減退，從而不能迎難而上主動挖掘深層次的知識。

2 “兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計

為了達成大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標，有效解決上述3 個問題，筆者提出了“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計。“兩結(jié)合”即：線上課程與線下課堂相結(jié)合[2]；過程評價與終結(jié)評價相結(jié)合。“四步走”即：第一步，通過教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生尋找解決實際問題的方法；第二步，由淺入深、循序漸進地植入計算機各領(lǐng)域相關(guān)知識；第三步，在進行問題求解過程中，加強增量學(xué)習(xí)；第四步，在一個個拓展訓(xùn)練中學(xué)會舉一反三[3]。

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

依據(jù)課程章節(jié)的關(guān)聯(lián)性，經(jīng)過有機的梳理整合，將教學(xué)內(nèi)容分為七大模塊，即：概述、Python 語言基礎(chǔ)、計算思維、信息表示與處理、計算機系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫[4]。

安排線上慕課學(xué)習(xí)12 學(xué)時，線下課堂授課48 學(xué)時，見表1。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的重難點知識，設(shè)計6 個案例任務(wù)（見表2）。一方面要求教師在課堂上精講每個模塊和案例任務(wù)相關(guān)的知識點。另一方面要求學(xué)生在線上通過慕課，學(xué)習(xí)每一模塊相關(guān)的理論知識，在線下課堂上完成對應(yīng)的案例任務(wù)，并提交實驗報告。

2.2 教學(xué)方法

在教學(xué)過程中主要采用“任務(wù)驅(qū)動”和”問題牽引”兩結(jié)合的教學(xué)方法。

“任務(wù)驅(qū)動”重點抓好四項工作：一是創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)學(xué)生思考，對問題進行抽象建模。二是組織學(xué)生分組討論，分析問題求解的流程，植入相關(guān)知識。三是讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、合作探究，完成布置的案例任務(wù)。四是進行歸納總結(jié)和提升拓展。

表1 課程教學(xué)實施計劃

表2 課程內(nèi)容設(shè)計

“問題牽引”遵循“設(shè)疑激趣，環(huán)環(huán)相扣”的基本原則，在一環(huán)套一環(huán)的問題鏈的牽引下，啟發(fā)學(xué)生尋找解決問題的方法，適時植入需要了解的技術(shù)背景、必備知識和軟件技能，使學(xué)生在理解計算機基礎(chǔ)知識的同時，學(xué)會求解問題的思路和方法。這種“任務(wù)驅(qū)動、問題牽引”兩結(jié)合的教學(xué)方法能夠有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的興趣。

2.3 教學(xué)資源

針對不同的教學(xué)內(nèi)容，有目的地運用信息化教學(xué)資源，對于實施“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計十分重要。

2.3.1 課前教學(xué)資源

選取國防科技大學(xué)劉越教授的《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》和北京理工大學(xué)嵩天教授的《python 語言程序設(shè)計》這兩門慕課視頻作為本課程線上的網(wǎng)絡(luò)課程，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)登錄中國大學(xué)慕課平臺進行觀看學(xué)習(xí)。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用視頻制作軟件制作課堂引入環(huán)節(jié)使用的小視頻，利用powerpoint 軟件制作課堂中需要的小動畫。

使用校園網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)郵箱上傳學(xué)習(xí)任務(wù)清單，使用萬維考試系統(tǒng)教師端布置課前測試題，要求學(xué)生按照規(guī)定時間在系統(tǒng)學(xué)生端完成測試。

2.3.2 課中教學(xué)資源

使用視頻進行引入，使用圖片、動畫等多媒體資源分析程序算法流程。

使用博思特課堂教學(xué)管理平臺進行教師演示、學(xué)生演示、電子舉手、遙控輔導(dǎo)、電子搶答等課堂互動活動。

使用Python3.4、EduCoder 等教學(xué)實訓(xùn)軟件進行上機實操訓(xùn)練。

為配合上機實操實訓(xùn)，針對教學(xué)內(nèi)容，在EduCoder 實訓(xùn)平臺上創(chuàng)建6 章12 個實訓(xùn)，見表3。

表3 EduCoder 實訓(xùn)

2.3.3 課后

使用萬維考試系統(tǒng)教師端布置課后作業(yè)及課后測試題，要求學(xué)生按照規(guī)定時間在系統(tǒng)學(xué)生端完成作業(yè)并測試。

使用校園網(wǎng)上的藍天論壇與學(xué)生進行交流互動，答疑解惑。

2.4 教學(xué)評價

為了實現(xiàn)“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)評價原則的全面性、真實性和合理性，采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方式顯得十分必要。形成性考核采取“教師點評—學(xué)生互評—系統(tǒng)考評”的多項綜合評價機制，將考評融入教學(xué)的課前、課中，課后3 個階段；終結(jié)性考核主要是期末考試。見表4。

3 教學(xué)實施

以下以python 語言基礎(chǔ)模塊為例，具體介紹運用“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計的實施過程。

根據(jù)python 語言基礎(chǔ)模塊的教學(xué)內(nèi)容安排線上慕課學(xué)習(xí)2 學(xué)時，線下課堂授課14 學(xué)時，見表5。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的重難點知識，設(shè)計了一個繪制七段數(shù)碼管的案例任務(wù)[5]，并拆分成了三個子任務(wù)，分別是繪制單個七段數(shù)碼管、獲取隨機數(shù)字繪制相應(yīng)的數(shù)碼管、獲取系統(tǒng)時間繪制相應(yīng)的數(shù)碼管，且與教學(xué)內(nèi)容中的知識點一一對應(yīng)。

在課前自學(xué)自測階段，教師根據(jù)教學(xué)目標、課程內(nèi)容，制定學(xué)習(xí)任務(wù)清單，設(shè)計課堂教學(xué)活動。學(xué)生根據(jù)任務(wù)清單，通過中國大學(xué)慕課平臺進行自學(xué)，通過網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進行自測。

表4 教學(xué)評價表

表5 “python 語言基礎(chǔ)”模塊教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

在課中精講精練階段，教師按照“四步走”的教學(xué)設(shè)計方法進行課堂實施，第一步，通過“繪制七段數(shù)碼管”的教學(xué)案例，演示效果、提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣；第二步，教師利用圖示化方法分析解決復(fù)雜問題的思維過程。學(xué)生通過流程圖梳理思路理解問題的求解方法。在對問題的流程分析中，教師適時植入標準庫、模塊、表達式、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識。第三步，學(xué)生自主探索，增量學(xué)習(xí)，上機實踐。教師答疑解惑，精講共性問題。第四步，教師歸納總結(jié)教學(xué)內(nèi)容，延伸擴展新問題。學(xué)生梳理本次課的知識脈絡(luò)，拓展思維。

在課后鞏固拓展階段，學(xué)生利用“EduCoder”實訓(xùn)平臺鞏固復(fù)習(xí)、拓展訓(xùn)練、提交作業(yè)。教師利用實訓(xùn)平臺中的問答模塊，與學(xué)生進行研討交流。

4 結(jié) 語

通過線上課程與線下課堂相結(jié)合的方式，將理論學(xué)習(xí)由“課內(nèi)灌輸”向“慕課學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變，有效緩解了課程內(nèi)容多課時少的壓力[6]。通過過程評價與終結(jié)評價相結(jié)合的方式，將評價尺度由“考試成績評”向“綜合能力評”轉(zhuǎn)變，有效促進了學(xué)生能力的培養(yǎng)。通過教學(xué)過程“四步走”，將教學(xué)方法由“講多練少”向“精講多練”轉(zhuǎn)變，有效提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

從我院2018、2019 年8 個期班1 100 余人的《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》課程的教學(xué)實踐表明，采用“兩結(jié)合四步走”的教學(xué)設(shè)計實施教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力和對知識點的掌握程度和運用計算工具解決實際問題的能力均有大幅提升。