計算機基礎課程體系建設實踐

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了計算機基礎課程體系建設實踐范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

［摘要］在計算機基礎教學中，培養(yǎng)學生的計算思維能力是計算機基礎課教師的共識。文章針對目前計算機基礎教學中存在的問題，提出了以培養(yǎng)計算思維為目標的新的課程體系，并探討了課程體系的實施方案和新的考核方式。此課程體系與學生所學專業(yè)相融合，通過一系列的課程設置，使學生養(yǎng)成運用計算思維分析問題和解決問題的能力。

［關鍵詞］計算思維；課程體系；實施方案；考核方式

隨著信息技術的迅速發(fā)展，計算機教育直接關系到國家未來的科技競爭力；計算機基礎教學是我國高等教育的組成部分，在學生的綜合素質、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面發(fā)揮著重要作用，為學生后續(xù)的專業(yè)課學習提供了必要的保障。隨著計算機技術的發(fā)展，熟練運用計算機技術和手段解決本專業(yè)的問題，是大學生必須具備的基本素質。大學計算機基礎教學的目的是使學生掌握計算機網絡和相關信息技術的基本知識，培養(yǎng)學生利用計算機技術分析解決問題的意識和能力，提高他們的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的高素質復合型人才[1]。目前，計算機基礎課程體系設置還存在很多問題，高校專業(yè)學科種類繁多，各專業(yè)對計算機知識的需求不同。因此，如何建立適應不同專業(yè)需求的課程體系，如何體現(xiàn)計算思維能力的培養(yǎng)，是當前急需解決的問題。計算思維的培養(yǎng)是當前國內外計算機教學研究的熱點，具有計算思維而且能夠運用計算機技術和手段進行學習、工作、解決專業(yè)問題是高級人才必備的素質。

一、存在的問題

計算機基礎課程是面向高等院校除計算機專業(yè)外的本科生開設的，旨在培養(yǎng)大學生的信息素養(yǎng)、計算機應用能力和計算思維能力，但是在計算機基礎課程體系的建設中存在著很多問題。首先，不分層次的教學。隨著信息技術教育在中小學的廣泛開展，學生的計算機基本操作能力有所提高。但是由于受各地經濟水平、教育條件等因素的影響，新生入學時的計算機水平差異較大。如果采用統(tǒng)一的課程設置，計算機基礎好的學生就會“吃不飽”，覺得太簡單，失去學習的興趣，而計算機基礎差的學生又會跟不上。其次，不分類別的教學。由于各專業(yè)對學生的計算機能力的要求各不相同，而且各專業(yè)學生的學習方法、思維模式也是有差別的，因此采用統(tǒng)一的課程設置，不能滿足各專業(yè)對計算機能力的個性化需求。另外，計算機基礎課程不能很好地與學生所學的專業(yè)相結合，也降低了學生的學習興趣。再次，與社會應用需求脫軌。隨著信息產業(yè)的飛速發(fā)展，新概念不斷涌現(xiàn)，比如互聯(lián)網+、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、云計算等，但在計算機基礎課程教學中，還沒有引入這些新技術和新概念，造成了計算機基礎課程的教學內容和社會應用需求脫節(jié)，這勢必會影響學生的學習動力[2]。

二、解決問題的方案

由于大學專業(yè)多，不同專業(yè)需要具備的計算機知識與能力有所不同，大學計算機基礎課程體系的設置應以服務于專業(yè)需要為導向，提供差異化的課程供不同專業(yè)的學生選擇。新的課程體系應重視加強計算思維培養(yǎng)。

（一）計算思維培養(yǎng)計算思維是指運用計算機科學的基礎概念進行問題求解和系統(tǒng)設計以及人類行為理解的涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[3]。計算思維能力是人類的基本思維方式。大學計算機基礎教學是大學通識教育的重要組成部分，擔負著培養(yǎng)大學生計算思維能力的重要使命，教師在教學中要有意識地把計算思維能力的培養(yǎng)滲透到教學內容、教學方法和教學評價的各個環(huán)節(jié)。計算思維的本質是抽象和自動化，教學時要結合具體案例講解如何按照計算機求解問題的基本方法，并構建出相應的算法和基本程序。

（二）課程體系的設置和實施1.分類課程體系的設置以湖南大學為例，深入各學院進行廣泛的調研，了解各專業(yè)對計算機基礎課程的需求；在通識教育階段，設置計算機基本能力測試、計算機導論與程序設計2門必修課程，共3學分，其中計算機基本能力測試0.5學分，計算機導論與程序設計2.5學分。由于不同專業(yè)對計算機知識與能力的需求不同，因此計算機課程應根據(jù)專業(yè)特點進行分類，不同專業(yè)大類設置不同的課程，各學院根據(jù)自身專業(yè)的要求自主選擇。大類分理科和文科兩大類，理工（非計算機類）又分理科A類（包括電氣、數(shù)學等）和理工B類（包括化工、機械等），文科分文史、外語與新聞、藝術三大系列。其計算機導論課程設置具體如表1所示。表1中，理工A類包括電氣、數(shù)學、機械等學院，理工B類包括材料、生物、化工等學院，文史類包括法學、經貿、金統(tǒng)等學院，藝術類包括設計院、文學院、岳麓書院等學院。2.分類課程體系的實施計算機基礎課程作為通識教育的重要內容，不應只是簡單地拓展學生在計算機方面的知識面，更需要展現(xiàn)計算機學科的思維方式，其目的是培養(yǎng)學生的計算信息素養(yǎng)、思維能力和解決問題的能力[4]。計算思維的訓練不是開設一門課程就能完成的，它需要一系列后續(xù)計算機課程的支撐。湖南大學實施的相關課程教學分為三個階段：第一階段開設必修的計算機信息技術基礎，主要要求學生掌握計算機基礎知識、信息如何編碼、計算機如何工作以及網絡基礎和Office辦公軟件的操作。第二階段開設的計算機導論課，特別是對理工類和經管類開設的程序設計語言課（計算機導論A~C），以計算思維培養(yǎng)為中心，對課程內容進行整合和更新，引導學生沿著分析問題、建立模型、確定數(shù)據(jù)結構和算法、編寫程序并上機運行這條主線，循序漸進地提高他們的邏輯思維和計算思維能力。第三階段開設專業(yè)選修課，向各專業(yè)滲透計算機技術，將計算思維與專業(yè)應用相融合，使計算機基礎課程朝著更多元化的方向發(fā)展。該課程體系采用2+X模式開展課程教學（2是指必修的計算機基本能力測試、計算機導論與程序設計這2門課程，X是指各專業(yè)結合自身專業(yè)特點在夏季小學期開設的一門訓練課程，比如程序設計綜合訓練、仿真平臺與工具應用實踐A、基于Python的計算思維訓練、網頁設計與制作等課程）。通過這些課程的開設，促進了學生計算思維的培養(yǎng)，并通過與專業(yè)緊密結合來提升學生的學習興趣，促進學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。第一階段的課程開設在第一個學期，第二階段的課程開設在第一或第二個學期，第三階段的課程開設在第一年的夏季小學期。

（三）考核方式1.上機考試三個階段的考試一律采用上機考試系統(tǒng)。第一階段的計算機信息技術基礎由于內容相對簡單，不少學生在中學就學過，因此采用“以測代考”的方式。以學生自學為主，教師把教學要求、課件、學習難點、習題、視頻掛在課程中心的網站，學生進入課程中心去學習、做題。同時在考試系統(tǒng)網站放模擬題，學生可反復練習，自動評分，熟悉考試環(huán)境?？荚囆枰A約，每月提供一次考試，每個學生提供四次考試機會，考試前安排老師輔導和答疑。如果第一次考試沒過可以再學，然后參加下次考試，通過即可。教師每學期期末把考試通過的學生的最高分報給教務處，考試通過的學生下期不能再參加考試。如果學生基礎太差，學習有困難，可到相關教師處登記，教師會開班講授，給這些學生提供幫助。第二階段的程序設計訓練，期中、期末考試分別占20%和40%，每月一次的小測試占20%，還有平時的上機訓練占20%，所有的測試、訓練都是機試，由計算機自動判卷。第三階段與專業(yè)結合的綜合程序訓練一般安排在夏季小學期，每周2次課（4節(jié)），共4周。采用邊講邊練的方式，第一次課主要由教師根據(jù)題目要求，從計算思維培養(yǎng)的角度按照問題描述、模型建立、算法設計、機器實現(xiàn)的主線進行講解，采用啟發(fā)式教學，引導學生思維，將問題逐步細化，使學生方便理解。訓練學生的思維，使學生熟悉計算機解決問題的基本方法；提高學生的思維能力，使學生習慣用計算思維解決本專業(yè)的問題。第二次課主要是學生自己上機實現(xiàn)，如果有問題及時跟老師提出，尋求老師的幫助，逐步提高自己分析問題和解決實際問題的能力。每兩周一次小測試，檢驗學生的學習效果，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以改進。2.以競賽促進教學鼓勵學生參加計算機競賽，如由文科計算機基礎課程教學指導委員會發(fā)起，目前由四個教指委共同主辦的中國大學生計算機設計大賽、全國大學生廣告設計大賽等。以競賽的方式激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、探索精神和問題求解能力。湖南大學每年組織參賽，獲得了多個全國一等獎、二等獎和三等獎。學生參賽很踴躍、積極性很高，他們對選定的題目進行思考、建模，設計算法，實現(xiàn)，這正是計算思維中系統(tǒng)設計和問題求解的方法。學生經常圍繞一個問題反復探討、爭論不休，查閱大量資料，這就極大地激發(fā)了他們學習計算機知識和技能的興趣和潛能，提高了他們的計算思維能力，培養(yǎng)了其創(chuàng)新能力、團隊合作意識以及運用信息技術解決實際問題的綜合實踐能力，有利于造就更多的德智體美全面發(fā)展、創(chuàng)新型、實用型、復合型人才。

三、實施效果

上述2+X課程體系在湖南大學全面鋪開，與課程體系相配套的新教材已投入使用，各院系可以根據(jù)自己的專業(yè)需求自主選擇所學內容。很多院系都選擇在大一開設計算機基礎類課程，有的院系在大一上學期開設，有的在大一下學期開設，比如電氣與信息工程學院、數(shù)學與計量經濟學院等學院有約2000名學生選修計算機導論A（C語言程序設計），材料學院、生物學院等學院有約1800名學生選修計算機導論C（MATLAB+Mathematics），經濟與貿易學院、法學院等學院有約1100名學生選修計算機導論D（SPSS+高級Office），中國語言文學學院、設計學院等學院有約150名學生選修計算機導論E（Multimedia+高級Office）?？己讼到y(tǒng)也在不斷地完善，由于全部采用機考，學生感到了壓力，學習更加努力，到課率達到96%以上,學習積極性更高，更加重視上機操作。計算機基礎課程是一門實踐性很強的課程，只有通過多上機、多操作才能掌握好。通過機考的方式鼓勵學生多上機、多思考，提高其分析解決問題的能力和計算思維的能力，為其后續(xù)課程的學習打下良好的基礎。當然，在改革的過程中還有很多方面需不斷完善，如新編教材還需不斷修訂和完善，機考題庫需不斷擴充和更新[5]。

四、結束語

大學計算機課程需要強調計算思維的培養(yǎng)，以思維帶知識，因而必須對現(xiàn)行的課程體系進行改革，結合學生所學專業(yè)和需求整體規(guī)劃合適的課程模塊，通過一系列相關課程教學的開展，使學生掌握運用計算機的知識和思維方法解決實際的問題。同時，計算思維教學是一個系統(tǒng)工程，需要重新編寫合適的教材，需要一大批熱愛教學的教師全身心投入，深入挖掘計算機與各專業(yè)結合的經典案例，不斷對教學內容和教學方法進行改進，這樣可以更好地提高學生的計算思維能力和創(chuàng)新能力。

［參考文獻］

［1］李桂芝，周長勝.以計算思維為導向的計算機基礎課程體系研究［J］.教育教學論壇，2016（18）：173-l75.

［2］王亞杰，尹航，李飛，等.面向計算思維的大學計算機基礎教育教學改革［J］.計算機教育，2017（8）：74-77+82.

［3］戰(zhàn)德臣，王浩.面向計算思維的大學計算機課程教學內容體系［J］.中國大學教學，2014（7）：59-66.

［4］林旺.基于計算思維的大學計算機教學研究［J］.中國大學教學，2015（9）：55-58.

［5］徐東風，陳孟嫻，杜治國，等.面向大學計算機基礎的計算思維案例設計［J］.計算機教育，2015（7）：8-11.

作者：謝曉艷 楊圣洪 陳娟 蔡宇輝 單位：湖南大學信息科學與工程學院