雙一流高校“計算機基礎”課程教學改革研究與實踐＊

陳 艷，陳應霞

（長江大學計算機科學學院，湖北 荊州434023）

1 研究背景

高?！坝嬎銠C基礎”課程改革已經歷了3 個階段的變遷，從興技能到強化課程內容，再到突出計算思維。每個階段的改革都給該課程注入了新思想和新知識。目前，在新工科和雙一流高校建設的雙重背景下，“計算機基礎”課程也悄然掀起了一股改革熱潮。例如，吳寧等[1]以“大學計算機”課程為切入點，從教學內容、教學模式、管理手段等方面提出了打造具有高階性、創新性、挑戰度的金課途徑；王移芝等[2]和孫淑霞[3]提出了基于“計算思維”的大學“計算機基礎”課程教學改革新思路，給課程的發展提供了新的方向；郭福亮等[4]從課程教學目標、課程內容、授課方法、考核評估和教學實施5 個方面自頂向下全面推進改革，實現了可持續的考核評估和較為靈活的教學方案；郝興偉等[5]提出了面向學科交叉融合的計算機通識教育“1+N”課程體系設計方案和開放實驗室建設與產教融合的改革思路。

綜合當前的研究成果來看，這些課程改革主要體現以下4 個方面：①教學內容上，大多數高校加入了程序設計知識，這極大地豐富了課程內容，更有甚者直接用編程語言類知識或實際項目案列來替換掉原有課程中的部分內容；②教學方法上，不少高校提出了在院系大班內再實施分組進行教學，這種方式有利于因材施教；③理論課時上，整體都有所削減，有不少學校將理論課時壓縮為20 學時，另外，也有部分學校減少了理論學時教學，但提高了實驗學時教學；④教學手段上，有不少學校采用了線上線下相結合的方式，比如采用慕課、Educode 等線上平臺作為線下教學的補充。

雖然這些課程改革方法極大地促進了“計算機基礎”課程的發展，但在新工科背景下以及雙一流建設的大環境下，這些改革方法和手段已顯得滯后了?；诖耍疚囊蚤L江大學“計算機基礎”課程改革為案例，進行一系列的探討和分析。

2 長江大學“計算機基礎”課程教學改革方法淺析

長江大學作為湖北省屬重點高校、國內雙一流建設高校，其“計算機基礎”課程的改革也一直在不斷的演變中。尤其在近年來，為推進雙一流建設，學校在基礎類課程改革上投入了大量的人力和物力。通過這些年不斷摸索與研究，學校已獲得了較為豐富的教學成果并形成了一套較為先進的教學改革方法。此法可以為其他通識課程提供借鑒作用。

2.1 已實施的教學改革方法

2.1.1 教材創新

新教材的內容主要來源于多年的一線教學經驗積累及通過發布問卷調查的形式知曉學生當前感興趣的知識。如今，學生已習慣通過使用互聯網等便捷方式獲取信息。為此，在長江大學新版《計算機基礎》教材中，在每一章節后面均附有二維碼，學生只需通過手機掃描二維碼，便可獲得相關課程資源。并結合新教材重新調整了教學大綱和教學時序，形成了新的符合學生學習特點的知識掌握順序圖，具體內容可參見文獻[6]。

2.1.2 教學內容改革

以前，長江大學“計算機基礎”課程主要講解Windows 操作、Office 使用和一些簡單的網絡知識，而這些知識在中學階段的信息課上就會有所涉及，因此，這些知識點完全可以自學或者不學。在長江大學啟動雙一流建設后，便減少了該內容的講解和實驗，取而代之的是以任務為導向的知識實踐。如在Office使用環節，會給學生分發一篇較長的論文，讓他們按照畢業論文格式要求進行排版，這極大地提高了學生的學習興趣，也提高了學生的動手能力。長江大學“計算機基礎”課程改革后的教學內容如表1 所示，從表中可以看出，總學時為40 學時，其中理論學時為28個，實驗學時為12 個。另外，從表中可以看出，Office的理論學時為2～4 個，相比之前，進行了大幅壓縮。從表中不難發現，在改革后的教學內容中，大幅增加了算法與程序設計知識講解。

表1 長江大學“計算機基礎”課程改革后教學內容分布表

此外，在計算機組成原理這一章，增加了市場調查和裝機任務。具體展開為先讓學生展開市場調查，提交1 份裝機清單和選購心得體會文獻，再來上課聽講，這樣的教學效果非常好，學生也很受益，很多復雜的原理理解難問題也迎刃而解。最后，部分院系開始嘗試增設“人工智能”的課程，作為“計算機基礎”的后續學習課程或取代原有基礎的教學。

2.1.3 線上線下混合式教學

在2019 年以前，長江大學便對“計算機基礎”課程進行了改革，其主要方式是通過錄制教學視頻，以慕課的形式為學生提供課外輔導。在新冠疫情期間，學校又進行了一系列教學改革，鼓勵教師采用QQ、騰訊會議、雨課堂等線上工具進行教學。通過多工具多平臺的實施，廣大教師積累了較為豐富的線上教學經驗。比如，部分教師會在上課前將每一章節的PPT 課件分發給學生，并附上預習任務和需要掌握的知識點，課后再將布置的作業或提出的問題錄制成小視頻發送到班級學習群。也有部分教師將班上學生按照5～6 人分為一組，成立學習興趣小組，組長由學生自薦或推舉產生，各組長協助教師答疑，并將問題匯總到任課教師處，從而進行有針對性的講解。為激勵興趣小組的學習激情，可以采用適當的獎勵機制。學習小組的作用還體現在上機過程中。以往上機課教師基本上都一直趴著那里解答學生的問題，且很多問題均屬重復。引入線上和小組教學后，很多同樣的問題，在小組內就能交流解決掉?；蛘呤窃隍v訊會議等平臺內解答，有相同困惑的同學進平臺排隊答疑，效率較高。教師可以在課堂內針對性地重點講述，學生在課堂的有效時間內能掌握更多知識。

除了以上介紹的混合式教學方法，針對不同的章節也形成了不同的教學方法。有些以學生理解為主，有些則是以教師講授為主。例如，網絡一章，需要學生提前按照學習小組的內容去準備PPT 匯報，學生自學和動手的機會較多。在程序設計一章，鼓勵學生將自己的思路分享出來，目的是一個問題多個解法，而非以往只求完成任務，且各個任務之間往往前后具有連續性。每一次教學結束都會發布下次問題的改進點和學習內容，知識也不再是孤立的。此點符合學習的社會化特點。

2.1.4 考核方式和考試內容改革

由于“計算機基礎”課程是在全校開展教學，面對的首要問題便是不同專業的學生基礎相差較大，如中文、英語、電子信息工程專業的學生對計算機相關知識的理解存在較大差異。為了兼顧不同專業的學生，以往的做法是降低考核難度，從課后習題里挑選類似題目，甚至直接采用課后習題作為考試內容。于是，就出現背題目的現象，對于這種機械式的學習，是研究者所不愿意看到的。有些同學對于很多知識點都不太懂，但能考出非常高的分數，這無疑是一種不好的現象。

基于這種現象，研究者通過對比國內其他高校和學校內部其他通識課的考核內容，并在此基礎上對考核內容和考核方式作出了相應的調整。首先，分專業考核，例如，藝術生單獨出題；其次，題目更靈活，側重對相關知識的理解和運用計算思維來分析問題、解決問題，例如，請簡述你在使用計算機中遇到的常見問題和解決方法，這類題目每個學生都有話可說，且容易增加區分度；最后，題型上，增設論述題，讓學生根據自己對知識點的理解進行闡述，從其描述中，便可以看出其對相關知識的掌握程度。從考試情況和學生反映來看，這種考核方式打破了原有的死記硬背模式，凸顯理解及靈活運用的能力。學生和教師的滿意度都比較高。

2.2 研究中的教學改革方法

2.2.1 加入大數據和人工智能知識

大數據和人工智能對傳統的教學內容帶來新的挑戰。長江大學目前的“計算機基礎”課程改革中引入了Python 程序設計內容，強化了算法設計能力的培養。但是，對于大數據和人工智能等新技術的概念理解和應用案例還沒有形成具有鮮明特色的教學方法。嘗試在新工科和雙一流背景下，借助石油企業的應用案例，為學生展示新技術的應用場景，并在實驗環節加入大數據開發環境的知識，從而激發學生的學習興趣。此外，還將嘗試利用大學生創新創業平臺，讓更多學生參與到創新創業中，從而加深對計算機技術的理解和應用。

2.2.2 引入課程思政元素

為培養新時代人才，還得注重學生綜合素質的培養?！坝嬎銠C基礎”作為一門全校一年級的通識課程，受眾面廣、影響深遠。受課對象均剛從高中進入大學，學習方式、考核方式均發生了較大變化，部分學生可能會不太適應大學這種相對寬松的學習模式，從而會導致出現厭學、逃學、沉迷電腦游戲等現象。因此，在“計算機基礎”課程中引入思政元素，有利于豐富學生的精神生活，激勵學生的學習熱情，為學生的在校學習和人生規劃指明方向，更有利于培養學生的良好價值觀和愛國精神。少年（青年）強，則國強。高校除了教給學生課本知識外，也需要注重學生的人文、素質、價值觀的培養。

2.2.3 加強與其他課程聯系

長江大學計算機學院在申報國家一流專業，同時軟件工程系、計算機科學與技術系、網絡工程系在申請工程質量認證?！坝嬎銠C基礎”作為這些專業的基礎課程，在專業認證中，起著舉足輕重的作用。在人才培養方案和課程目標達成度中，也均占據了很重要的份量。如“計算機基礎”課程與“C 語言”課程、“數據結構”等課程之間存在強關聯性，前者作為后者的基礎，為其形成完整的人才培養體系作支撐。由此可見，“計算機基礎”這門課程除了介紹計算機相關的軟硬件基礎知識外，還需講授一些與其他課程的關聯，對相關知識點的深度和廣度需進行全方位的拓展，讓學生明白為什么要學習這個知識點，以及明白這個知識點對將來的學習起到什么作用。

3 結論

本文以長江大學“計算機基礎”課程改革為出發點，從教材創新、線上線下混合式教學、教學內容和教學時長、考核方式和考核內容等多個維度進行了探討和分析，并提出了一些行之有效的改革舉措，如加入大數據和人工智能知識、引入思政元素、按照專業認證要求深化與其他課程之間的聯系，這可為同類院?！坝嬎銠C基礎”課程改革提供借鑒依據，也可為其他非計算機類基礎課程提供改革思路。“計算機基礎”課程改革一直未停止，每次改革均極大地促進了學科建設和專業發展，也提高了學生的計算機基本技能，但每次改革的推動也比較困難，這主要體現在改革的思路是否符合實際需要，能否切實提高學生的綜合能力和素質等。作為教育工作者要不怕困難，勇于創新，勇于接受新思想，只要是對學生和教學有益的事情，都可納入到教育改革中來。唯有不斷改革，才能讓課程持續精彩，讓知識日新月異。