習亞男
武警工程大學 陜西 西安 710000
隨著計算機技術的迅猛發展,計算機已滲入人們生活的方方面面,社會對學生計算機能力的要求越來越高,計算機基礎課程的教育改革勢在必行。目前的教育改革方向是將傳統的以“知識輸出”為主的教學模式轉為“能力導向”的課程理念,其改革的核心是提高學生能力[1]。對于學生能力的解讀多種多樣,在2020年的《工程教育認證通用標準解讀及使用指南》中,對于工科、本科提出了12條畢業要求,包括工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習方面。而目前的大學計算機基礎課程并不足以支撐上述能力,那么應該如何進行課程建設,以滿足社會對學生能力的要求?基于此,對計算機基礎課程有如下幾點思考:
對大學計算機基礎課程的認識應從兩個角度入手,一是教師應正確認識大學計算機基礎課在整個大學教學體系中的位置及其教學目標。“大學計算機基礎”作為高等教育的第一門信息類課程,肩負著培養信息素養、建立計算思維、訓練計算機應用能力等重任。目前,市場上有眾多的計算機類課程培訓班,那么,校園中的大學計算機基礎課程,尤其在軍校中,該課程和市場上的琳瑯滿目的培訓班的區別是什么?吸引力是什么?優勢在哪里?優勢又從何而來?部分教材中涉及的Ofiice辦公軟件的使用是否還需要在課堂上進行講解?有哪些知識是課堂上必須要講清楚的,哪些知識是可以讓學生進行自學的?教師自身應仔細思考上述問題,才能在后續的課程建設中,把握課程核心的亮點。二是,學生也要正確看待這門課程。大學計算機基礎課程涉及的知識面很廣,包括操作系統、計算機網絡、數據庫等,由于其中每一模塊知識內容都可以擴展成單獨的一門課程,導致計算機基礎課很容易被誤解成計算機類各個課程的知識壓縮,成為一門科普性質的課程。再加上概念的多、雜、難,導致學生在面對該課程時表現出恐懼大于興趣,對于考試也是背誦大于思考。
那么,作為該門課程的知識傳授者,應如何培養學生對課程的興趣,展現課程優勢?其切入點應體現在如何提高學生對課堂的參與感以及通過課程使學生獲得成就感。大學教育中的計算機能力培養,不應僅局限于實踐操作能力的提高,更要注重計算思維的培養,通俗來講,就是如何讓計算機又快又好的幫助人們解決實際問題。
“計算思維”[2]這個概念早在20世紀60年代就已經被提出,但其定義很難得到統一,在 2006年3月,美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真教授在美國計算機權威期刊Communications of the ACM上給出并定義了計算思維:計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。2010年,周以真[3]教授又指出計算思維是與形式化問題及其解決方案相關的思維過程,其解決問題的表示形式應該能有效地被信息處理代理執行。
目前,在大學計算機教學界把“計算思維”作為計算機應用能力的一種描述,開展了持續至今的研究和實踐,對應于計算機基礎課程,計算思維的核心能力是運用計算解決一定難度的問題,并將該技能遷移到專業問題上進行求解。對應到實際問題,就是分解問題、抽象建模、運用計算機進行求解的過程。
計算思維不是一個具體的知識點,它是一種思維模式,如何進行教學設計,將計算思維滲透到平時的教學活動中是值得思考的問題。編程實踐作為體現計算思維的載體,應貫穿課程始終。在教學過程中,將教材內容和思維訓練相結合,配套相應的實踐編程題目,來培養學生解決實際問題的能力。
2020年注定是不平凡的一年,受新冠肺炎疫情的影響,為不影響正常的教學進度,各高校都采取了線上教學模式。以往,老師們總忽略線上教學的重要性,甚至將線上教學曲解為簡單的課前預習。而通過疫情期間的線上教學,可以發現,線上教學打破了時間和空間的限制,不僅可以進行線上資源平臺建設,使學生更方便地進行知識的獲取及資料的查找,還可以直播授課,進行在線的實時互動。課后,學生們可以通過回放上課視頻進行復習鞏固,通過使用線上留言的功能,提出問題,對課上內容進行反饋。
線下的授課可以對線上的知識學習進行重點補充,通過特定的活動環節,以教學活動為載體,檢驗、鞏固學生們的學習成果,例如分組項目實踐、項目答辯等,充分增加線下課堂學生的參與感。在線平臺種類多樣,在實際教學中,可根據線上平臺的特點進行選用。例如,可通過微信進行線上的討論答疑,將國防科大建設的educoder作為作業和資料的平臺,通過雨課堂進行線上的授課環節等。
混合式教學[4]的改革沒有統一的模式,但是有統一的追求,就是要充分發揮“線上”和“線下”兩種教學模式的優勢,改變老師在課堂教學過程中過分使用講授的滿堂灌式教學方法而導致的學生學習主動性不高、認知參與度不足、不同學生的學習結果差異過大等問題。通過線上引導,線下啟發,一方面增加了課程活動的趣味性和多樣性,另一方面也增強了學生的自我學習能力,激發學生學習的主動性。
教學質量評價是教學過程的一個重要環節。布魯姆(B.S.Bloom)教授根據評價目的將評價分為配置性評價,形成性評價和終結性評價。形成性評價是“對學生的學習過程進行的評價,旨在確認學生的潛力,改進和發展學生的學習”。
在混合式教學的模式下,無論是線上還是線下都需要及時給予學生反饋。沒有成績的教學活動不是有效的教學活動。分數不僅是檢驗學生學習成果的標準,更是老師教學的核心。為了更加客觀的檢驗學生的學習成果,老師的教學成果,應貫徹形成性評價機制,即,學生的成績是在整個學習過程中形成,而不是期末考試的“一錘子買賣”。
在形成性評價[5]中,把握“投入即認可”原則,并將過程性成績貫穿到每一次課。對學生的每一次提問、討論、交流、作業、測驗等都給予不同程度的分數,讓學生在整個課程當中,逐步積累,通過各類課堂活動掙取自己的分數,充分調動學生上課的積極性,提高其參與感,并使每個分數都有據可查。
課堂是老師引導學生的舞臺,而不是老師的獨角戲。教育不是灌輸,而是啟發、是點燃。只有在課堂上充分調動學生的積極性,才能稱之為一節成功的課程。那如何增強學生在課堂中的參與感[6],讓學生感覺自己才是課堂的主人?就需要精心的教學活動設計,讓學生得到獨特的體驗,達成學習目標。
傳統的教學方法是,老師在課堂上不斷地進行單方面的知識灌輸,學生得不到參與感,就會導致注意力不集中,甚至出現上課睡覺的情況,反觀體育課、實驗課等,由于學生參與了整個課堂,極少出現打瞌睡的情況。采用掙取分數的方式可以促使學生更積極參與課堂活動,但要注意把握課堂活動的難度及其趣味性。從以往傳統的“滿堂灌”課堂到“滿堂練”課堂,是否還有更好的增強學生參與感的教學模式,需要進一步探索。
計算機技術的發展給人們的生活帶來了極大的便利,計算技術的進步也給人們帶來了解決問題的新思路。能否利用計算機解決實際問題的能力已經成為衡量學習者在當代社會是否更具競爭力的重要標準。計算思維也不是算法和編程知識的簡單
傳授,而是一個復雜的、綜合的、連續迭代的問題解決過程。它與各個學科都有交叉、關聯,培養學生的計算思維,不僅符合社會對人才的要求,更有助于學生適應未來瞬息萬變的社會。在計算機基礎課程的教學改革中,應進一步加強高質量的教學活動的設計和應用使學生獲得利用計算機解決實際問題的能力以滿足當今社會的需要。