面向計算思維能力培養的藝術類院校多元混合教學模式探索與啟示*

摘? 要? 大學計算機基礎課程是藝術類院校培養大學生信息素養和創新能力的重要課程，計算思維能力培養是該類課程的重要目標之一。在教學實踐中，通過對藝術類大學生學習風格及特點的測量和把握，逐步探索有助于強化藝術類大學生計算思維能力的多元混合教學模式，從教學活動、教學內容、教學評價三個方面探索提升大學生計算思維能力的有效途徑。

關鍵詞? 藝術類院校；大學計算機基礎；計算思維能力；多元混合教學模式

中圖分類號：G642.1? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）15-0120-05

1? 研究背景

1.1? 研究背景及研究現狀

隨著信息技術的高速發展，世界跨入互聯網+大數據時代，各個行業和領域都發生深刻變化，人們的思維模式也發生巨大改變。大學計算機基礎課程是一門面向高等院校非計算機專業的通識教育課程，承載著培養計算思維和提升信息素養的使命，是培養大學生創新能力課程體系的重要組成部分，其教育的主要目標是培養集知識、技術、技能為一體的面向未來的復合創新型人才。

近年來，大學計算機基礎課程在教學實踐中出現許多問題，例如：課程培養目標落實不到位；教學內容更新不及時；適合個性化學習的優質資源匱乏；課堂教學交互不足，學生參與度不高；教學評價方式單一；等等[1]。在藝術類院校中，該課程的教學現狀更是不容樂觀，主要表現為：計算機學科與相關專業的融合度較低，計算思維的教學理念不明確，學生學習動力不足，等等。

許多一線教師及研究者在教學過程中就如何提高大學計算機課程教學質量和進一步加強大學生計算思維能力的培養提出許多有益的建議。例如：戰德臣等[2]從課程教學內容體系、教學手段、教學方法等方面進行詳細論述；鄭麗坤等[3]通過“一三四三”模式，將計算思維引入高校計算機基礎教學；楊文正等[1]通過構建多元混合教學模式，從知識、操作和策略三個層面重新設計教學過程。但是，現有的教學研究改革多以綜合大學為研究對象，對于文科及藝術類院校的計算機教學工作借鑒意義有限。本文從藝術類院校計算機基礎課程體系的構建出發，結合專業特色和學生特點，從教學內容、教學方式、評價方法等方面探討提升大學生計算思維能力的有效途徑。

1.2? 計算思維的提出及其能力培養的必要性

周以真教授認為：計算思維是指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，其本質是抽象和自動化[4]，是一種在解決問題的過程中有意識使用計算手段的思維方式。2010年，“九校聯盟計算機基礎課程研討會”就如何在新形勢下提高計算機基礎教學質量、增強大學生計算思維能力進行了充分的交流研討并達成共識，發表了《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》。聲明中明確指出：計算機基礎教學是培養大學生綜合素質和創新能力不可或缺的重要環節，是培養復合型創新人才的重要組成部分，要旗幟鮮明地把“計算思維能力的培養”作為計算機基礎教學的核心任務，加強以計算思維能力培養為核心的計算機基礎教學課程體系和教學內容的研究[5]。

藝術類院校的大學生，其專業特點、思維方式和學習經歷都呈現獨有的特征，他們思想活躍、富有激情、善于表達、情感豐富，但也存在文化基礎薄弱、邏輯思維能力不強、易受環境影響等不足。針對藝術類院校學生進行的計算思維能力培養和訓練，有助于提升學生的思維能力、應變能力以及利用計算機科學的方法和思想去解決實際問題的能力，可以有效提升學生的綜合素質和社會適應力。

在教學實踐中對大學計算機基礎課程的教學模式進行一系列改革與探索，通過對學生學習風格及學生特點的測量和把握，針對教學目標對教學內容進行深入研討、合理布局、制訂方案，探索出有助于強化藝術類院校大學生計算思維能力的多元混合教學模式，從教學活動混合、教學內容混合、教學評價混合三個方面，探索提升藝術類院校大學生計算思維能力的有效途徑。

2? 多元混合教學模式的理論基礎

2.1? 建構主義學習理論

建構主義學習理論源自有關兒童認知發展的理論，描述了人類學習過程的認知規律。建構主義學習理論認為，學習是在一定情境即社會文化背景下，借助他人的幫助，通過人際協作活動而實現的新知建構的過程。“情境”“協作”“會話”“意義建構”是建構主義學習理論的四大屬性，它提倡學習應在教師指導下，以學生為中心完成。其中，學生是信息加工的主體，是意義的主動建構者，教師要作為幫助者，主動承擔學生意義建構的促進。在這個過程中，既要強調學生的認知主體作用，也不能忽視教師的指導作用[6]。這就要求在進行教學流程設計時突出體現學生的認知主體地位，通過設置合理的應用情境，引導、激發和調動學生的積極性。

2.2? 以任務為中心的首要教學原理

2002年，美國教學設計專家M. David Merrill教授發表《首要教學原理》一文，提出五項教學原理，其中“以任務（問題）為中心”是首要教學原理的核心，包括四個基本階段，即“激發原有經驗”“展示論證新知”“運用練習新知”和“整合融會貫通”，整個教學流程都圍繞這個核心展開教學設計[7]。Merrill教授認為：基于任務（問題）的教學探究活動相比于傳統課程教授方法，將使學生置身于一個完整的任務或實際情境中，這將有助于他們形成一個合適的心理機制和神經模式，這些更加完整的內在信息變現形式將有利于學生對所獲得的新知識和技能進行提取和運用[8]。因此，教師在進行教學內容與教學流程設計時，應以提高學生解決各類實際問題的能力為出發點，達到能夠將所學知識內化后遷移運用到新的情境中的教學目的。

基于以上教學理論，在教學活動中，為了培養學生以科學的視角、清晰的邏輯思維解決實際問題，增強學生使用計算機和大數據的能力，教師要通過合理利用教學資源和教學手段，建構真實的任務情境來協助學生內化新知并發展探索認知能力，同時以更為全面客觀的全過程評價模型來檢驗他們的學習效果。

3? 基于計算思維能力培養的多元混合教學模式設計

藝術類院校大學計算機課程教學是提升學生計算思維能力、增強實際問題解決能力的重要環節。為了有效增強課程教學效果，基于相關教學理論，設計并提出多元混合教學模式，主要由教學活動混合、教學內容混合、教學評價混合三個方面構成，結構如圖1所示。

3.1? 教學活動混合

教學活動混合是指在線學習活動與課堂教學活動的混合。按照奧蘇貝爾的有意義學習理論和建構主義學習理論，在這個過程中，一方面要充分發揮教師引導、啟發和監控整個教學過程的主導作用；另一方面要充分調動學生作為學習主體的主動性、積極性與創造性。圖2所示為教學活動混合模型。學生的學習由課堂學習和在線學習兩部分組成，分為課前、課中和課后三個教學環節。

在課前學習環節，教師通過學習通網絡平臺向學生下發課前閱讀材料及學習任務單，目的是讓學生了解本節課程的學習目標、學習內容及重點與難點。考慮到在線教育要求學生具有較高的元認知能力和自主學習能力，避免在線學習過程中的孤寂和焦慮[9]，課前自學材料以現有的MOOC資源、教師錄播課程為主要的學習方式，輔助以傳統的紙質閱讀材料和教師提供的網絡資源鏈接等。自學也以簡單的概念與原理、獨立的操作為學習內容，這部分內容設置應是學生容易掌握，適合于獨立自學，并具有一定開放性，可適當碎片化、知識點化。同時，學生需要通過自行搜集相關素材進行必要的實踐活動，并與同伴進行協作討論，完成課前學習任務單。教師也會通過在線工具如QQ、微信等進行示范及輔導，與學生進行交流，幫助他們提高課前學習效率。

有了課前學習的基礎和反饋，學生已基本了解單元教學內容，但仍存在許多疑惑，對問題學習并不深入，并呈碎片化。課堂上，教師通過教學內容情境化，將所要講授的知識點置于實際的非良構問題環境中，通過“進入情境—確定問題—擬訂方案—執行方案—完善修訂—總結評價”的教學流程，讓學生采用小組協作、自我探究等方式進行學習。在小組成員探究過程中，學生要充分發揮自我思考、與他人合作、交流互助的團隊精神，集體完成實際問題的解決。學生通過課堂內的問題探究和集體協作，不僅可以培養解決實際問題的能力，而且可以促進計算思維方式的養成。通過實際的教學實踐，藝術類學生由于具有較強的表現力，團隊合作效果十分顯著，課堂氣氛較為活躍。但在此過程中，教師要積極引導規范，防止課堂教學方向出現偏差。

課堂教學結束后，學生需進行課后反思及學習總結。教師可通過超星學習通平臺提供課外優質共享資源及拓展任務，幫助學生對知識內容進行梳理和鞏固，同時，學生也可以通過該平臺對學習內容進行反思、討論和交流。這一過程是課堂教學效果的檢驗和反饋環節，教師通過答疑、反饋、總結、啟發，加深學生對于認知內容更深層次的理解。

3.2? 教學內容混合

藝術類大學生文化底蘊深厚，思維活躍，擅長形象思維，他們對于計算機的學習需求更多在于實際應用及與本專業的緊密融合。這使得藝術類院校計算機教育應注重突出“四個一”，即：訓練一種思維；存在一種環境；掌握一類工具；培養一代新人[10]。而目前的教學中，很多是適合于綜合類大學的教材、教法及考評方式，這與藝術類專業的學生特點及學習需求是不相符合的。

為了培養藝術類大學生的計算思維能力，提升計算機學科在專業應用中的普及，重新對教學內容進行選擇、排列和構建，凝練出將計算機基礎和專業類別需求交叉融合的教學內容體系，以解決教學內容與專業應用脫節的突出矛盾。如圖3所示，該教學內容體系由兩部分組成，分別是計算機基礎理論和計算機應用技術，兩部分的教學內容均由課堂教學和在線學習兩種途徑混合進行。

計算機基礎理論主要涉及計算機系統組成、操作系統應用、計算機網絡應用及網絡安全、信息檢索和多媒體的相關知識，通過線上線下混合的教學方式讓學生理解基本概念并熟練掌握計算機的基本操作。該部分的教學內容反映了計算機學科最本質的特征和最核心的解決問題的方法，通過提高學生的信息素養，培養學生處理計算機問題時應有的思維方式和行為習慣。

計算機應用技術將在上述基礎上著重學習計算機技術在社會實踐和音樂藝術領域方面的具體應用，包括辦公自動化、音頻編輯、圖像處理、視頻剪輯、計算機繪譜等，這將是對基礎理論的緊密銜接和外延拓展，是學生使用計算機在專業領域的實踐訓練，也是培養學生計算思維能力的重要環節。

3.3? 評價方式混合

教學評價是以教學目標為依據，通過制定科學的標準，對教學活動過程及其結果進行測定和衡量，并給予價值判斷。它可以幫助教師了解教學過程的各個環節，全面評價教學效果，同時激發學生向更高目標努力的積極性，具有診斷、激勵、調控、導向等功能。從評價方式來看，教學評價可分為診斷性評價、形成性評價和總結性評價。為了更好地對學生的學習過程進行全面監控與評判，便于教師實時掌控教學效果和教學進度，采用多種方式混合的評價模式。如圖4所示，混合教學評價主要從評價內容和評價方式兩個方面進行設計。

評價內容和評價方式以比格斯的SOLO分類法和布魯姆的認知目標分類法為理論基礎，構建認知水平、技能操作、遷移能力和情感態度四位一體的評價體系。其中，認知水平主要考查學生對本學科基本概念、基礎知識的掌握情況，這對于知識進行理解、深化和進一步遷移具有重要的意義，是進行深度學習的前提和基礎；技能操作主要考查學生對于計算機基本操作掌握的熟練情況，主要涉及對于計算機操作系統、辦公自動化、圖像處理、音頻編輯、網絡應用、多媒體合成等方面是否能按照教師要求完成預定任務；遷移能力通過設置具體應用情境，考查學生利用計算機解決實際問題的能力以及計算思維和邏輯拓展能力；情感態度則主要依據學生在平時學習過程中的積極性與協作程度進行評價，因為只有學生積極參與教學活動和社會實踐，教學過程才能真正成為學生深化認知、主動建構知識意義并獲得成就感的過程。

評價方法主要通過在線評價、教師評價、同伴互評、能力評價四種方式進行。其中，在線評價主要結合學生在線學習的參與度、表現度和貢獻度進行評價[1]，該環節是以學生在線學習的時長、登錄平臺的次數、課堂作業完成的質量、階段測試的成績、上傳學習資料及分享學習經驗的數量為依據的；教師評價和同伴互評分別是以教師和學生為評價主體，結合課堂表現、完成的作品、團隊合作精神等方面進行評價，以此來促進學生的協作能力；能力評價主要通過設置較為復雜的非良構實際問題，考查學生的計算思維、邏輯判斷以及綜合使用計算機解決實際問題的能力，考查內容多以主題方式呈現，要求學生在既定的環境下，通過小組合作等方式完成問題解決。

4? 結論與反思

大學計算機基礎課程是培養學生計算思維能力的基礎課程，對于藝術類院校學生來說，更是提升他們邏輯思維并促進問題解決能力的重要課程。因此，有效加強該課程的課堂教學實效及學生的學習效果尤為重要。結合藝術類院校學生的思維及學習特點，從教學活動、教學內容、評價方式等方面進行改革與探索，構建多元混合教學模式并在課堂中實踐應用，逐步形成以強化學生計算思維為導向、以增強學生計算機應用能力為基礎、以提升學生綜合創新能力為目標的教學體系。為了更好地實現教學目標，還應從以下幾個方面加以改進。

4.1? 任課教師的理念與信息素養是教學改革的關鍵

在以往的課程教學過程中，教師在進行教學時已經不自覺地進行計算思維的滲透與培養，但是并沒有有意識地進行引導或者形成體系，這就使得計算思維能力的培養與效果不深入、不系統。因此，在教學改革過程中，要不斷提高任課教師的素質與能力，精心設計教學內容，進一步優化教學流程，有意識地對學生進行引導和滲透，這樣才能引起學生的求知欲望與心理共鳴。

4.2? 多學科融合、跨學科培養

對于非計算機專業的學生來說，計算機是作為一種工具進行使用的，計算思維是作為一種能力來解決問題的。這就要求教師在面對這樣的學生時，要盡量淡化計算機學科晦澀難懂的專業術語與設計細節，突出將計算機應用到不同的學科中，充分發揮計算機作為工具的實用性與便捷性。已經結合不同專業的應用實際，設置計算機繪譜、音頻剪輯、圖像處理、多媒體課件制作等教學模塊，后期還將繼續拓展計算機的應用領域，分模塊、分層次進行教學，在計算機應用過程中培養藝術類大學生的計算思維能力，讓他們感受利用計算思維解決實際問題的魅力。

參考文獻

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[10] 耿國華.以計算思維為指導，提升大學文科計算機教學質量[J].中國大學教學，2013（10）：12-15.

*項目來源：陜西省創新能力支撐計劃項目“移動互聯網背景下混合教學模式探索與學習評價模型研究”（項目編號：2020KRM164）。

作者：張倩，西安音樂學院計算機教研室，研究方向為混合教學模式建構與實踐、多媒體課件開發與制作（710061）。