能力培養(yǎng)下計(jì)算機(jī)課程改革探究

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摘要當(dāng)前軍隊(duì)院校的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中，存在教學(xué)內(nèi)容零亂、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、教學(xué)方法陳舊、課程考核評價(jià)單一的問題。為了解決這些問題，本文構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容體系以及多元化的課程考核評價(jià)方法。教學(xué)改革的實(shí)踐表明，學(xué)生的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力都有所提高，能力導(dǎo)向發(fā)揮了較明顯的作用。

關(guān)鍵詞信息素養(yǎng)；計(jì)算思維；信息化；計(jì)算機(jī)課程體系

1引言

隨著信息化的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，信息力將在戰(zhàn)斗力生成中發(fā)揮主導(dǎo)作用[1]。信息優(yōu)勢已經(jīng)成為爭奪制空權(quán)、制海權(quán)、制陸權(quán)的前提，激烈的信息領(lǐng)域斗爭對官兵的信息素養(yǎng)能力提出了更高要求。計(jì)算機(jī)類課程對信息素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。按照陸軍裝甲兵學(xué)院2020年新版人才培養(yǎng)方案設(shè)置，計(jì)算機(jī)類課程主要包括：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、Python語言程序設(shè)計(jì)、C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用等。如何提高軍校本科學(xué)員的信息素養(yǎng)是當(dāng)前軍校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)面臨的新任務(wù)新挑戰(zhàn)。本文深入分析當(dāng)前計(jì)算機(jī)課程教學(xué)存在的突出問題，重點(diǎn)從課程教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化調(diào)整、教學(xué)模式創(chuàng)新應(yīng)用、考核評價(jià)科學(xué)構(gòu)建等方面開展研究與實(shí)踐，并取得了很好的效果。

2存在問題

目前，計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)與新時(shí)代新型軍事人才培養(yǎng)目標(biāo)、一流課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，還存在差距，主要問題如下：（1）課程內(nèi)容耦合性不強(qiáng)。2017年軍改以來，計(jì)算機(jī)類課程內(nèi)容都是基于各專業(yè)獨(dú)立論證設(shè)置，未從信息素養(yǎng)與思維能力培養(yǎng)體系打通貫穿，盡管課程內(nèi)容設(shè)置幾經(jīng)優(yōu)化，但仍存在明顯弊端。課程教學(xué)內(nèi)容銜接不暢，導(dǎo)致各課程定位層次不明；課程之間過于獨(dú)立，缺乏頂層體系化設(shè)計(jì)論證，與后續(xù)專業(yè)課程對接不暢，支撐不夠，未形成有效的“培養(yǎng)合力”，導(dǎo)致學(xué)員無法系統(tǒng)、高效地獲取計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，缺乏計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、計(jì)算思維培養(yǎng)的連續(xù)性，無法有力支撐學(xué)員信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力深度培養(yǎng)。（2）對學(xué)員能力培養(yǎng)有待提升。培養(yǎng)學(xué)員的信息素養(yǎng)是當(dāng)前軍事院校計(jì)算機(jī)類人才培養(yǎng)的主要任務(wù)，耦合大學(xué)生信息素養(yǎng)基本要求，面向裝甲兵初級指揮軍官能力素質(zhì)培養(yǎng)需要，培養(yǎng)信息意識(shí)、信息知識(shí)、信息技能、信息安全和信息道德，使學(xué)員具備較為完備的信息素養(yǎng)，滿足各專業(yè)人才培養(yǎng)對信息素養(yǎng)的基本需要。相比而言，軍校學(xué)員對計(jì)算機(jī)課程期待高但基礎(chǔ)薄弱，自主支配學(xué)習(xí)時(shí)間不足。由于日常的軍事化管理，其規(guī)范和制式課堂要求容易使學(xué)員困倦，而計(jì)算機(jī)類課程難度大，導(dǎo)致部分學(xué)員課程學(xué)習(xí)熱情逐步降低，導(dǎo)致后期存在畏難情緒，創(chuàng)新度和挑戰(zhàn)度還不夠。（3）教學(xué)方法未成體系。近年來，結(jié)合新的教學(xué)理論和信息化工具的深入應(yīng)用，計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)嘗試創(chuàng)新教學(xué)模式，研究探索設(shè)計(jì)創(chuàng)新性教學(xué)方法，但大多形式比較單一，內(nèi)容不夠豐富，僅針對某一知識(shí)點(diǎn)或某一節(jié)課進(jìn)行教法改革創(chuàng)新，未深入系統(tǒng)地設(shè)計(jì)出適合計(jì)算機(jī)類課程共性和個(gè)性相結(jié)合的教學(xué)模式。（4）考核評價(jià)不夠科學(xué)。傳統(tǒng)課程考核評價(jià)方式往往只注重考核學(xué)員在課程結(jié)束時(shí)對知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，評價(jià)方法單一且不客觀，導(dǎo)致應(yīng)試記憶傾向偏重，對能力考核考查不夠，不利于實(shí)際問題解決能力的培養(yǎng)，也不利于信息素養(yǎng)的內(nèi)涵提升，需要研究一套以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)考核評價(jià)方法。

3課程改革措施

依據(jù)目前存在的突出問題，需要遵循人才成長規(guī)律，堅(jiān)持課內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)踐一體化設(shè)置、課程教學(xué)與綜合強(qiáng)化有效配合、理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，嚴(yán)大綱課、精自設(shè)課、拓選修課，確保新型作戰(zhàn)指揮能力目標(biāo)高效完成。

3.1構(gòu)建創(chuàng)新內(nèi)容體系

計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)內(nèi)容需充分考慮計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代軍事應(yīng)用中面臨的新形勢，緊密結(jié)合學(xué)員的專業(yè)和崗位需求，主要考慮兩方面：（1）擴(kuò)大學(xué)員應(yīng)獲得的知識(shí)、應(yīng)學(xué)會(huì)的技能、應(yīng)培養(yǎng)能力的深度和廣度。（2）為后續(xù)課程和專業(yè)應(yīng)用預(yù)備必要的知識(shí)和技能，培養(yǎng)計(jì)算思維，強(qiáng)化信息意識(shí)[2]。從這兩個(gè)目標(biāo)出發(fā)，優(yōu)化課程內(nèi)容體系改造，重點(diǎn)解決：“現(xiàn)實(shí)世界/實(shí)際問題(Reality）、抽象世界/模型構(gòu)建(Abstract）、計(jì)算機(jī)世界/編程/軟件實(shí)現(xiàn)(Software）”的R-A-S三界融合轉(zhuǎn)換的一系列思維方法，將實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)、軍事化教學(xué)、課程思政元素融入課程內(nèi)容體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中，努力提高學(xué)員信息化素養(yǎng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

3.2調(diào)整優(yōu)化課程銜接

目前軍校計(jì)算機(jī)類各門課程知識(shí)和技術(shù)各有不同。在課程設(shè)置過程中，應(yīng)充分考慮教學(xué)內(nèi)容的銜接，從信息化發(fā)展趨勢和軍隊(duì)人才培養(yǎng)的實(shí)際出發(fā)，以信息的獲取、處理和應(yīng)用為根本著眼點(diǎn)，使教學(xué)緊貼實(shí)戰(zhàn)，培養(yǎng)學(xué)員真正掌握利用計(jì)算機(jī)工具來解決實(shí)際問題能力。打通信息處理流程，全方位覆蓋和突出側(cè)重點(diǎn)相結(jié)合，使課程無縫銜接，實(shí)現(xiàn)體系化、立體化和特色化。

3.3探索多樣化教學(xué)模式

為了滿足不同專業(yè)、不同層次學(xué)員的需求，研究探索構(gòu)建一套針對計(jì)算機(jī)類課程特色的體系模式—“1+3+X”課程體系模式。共分為三個(gè)層次。第一層次是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，是全體學(xué)員必修的公共基礎(chǔ)課程，主要進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)以及初步應(yīng)用的基礎(chǔ)教育。第二層次是初級應(yīng)用層次，是本科學(xué)員必修的基礎(chǔ)課程，包括計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)（涵蓋程序設(shè)計(jì)課程）、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)（涵蓋嵌入式系統(tǒng)）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等課程，瞄準(zhǔn)提高學(xué)員在軍事領(lǐng)域和崗位任職過程中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。第三層次是高級應(yīng)用層次，包括若干選修課程，遵循適用性、靈活性、多樣性的原則論證設(shè)置課程，以適應(yīng)不同專業(yè)和崗位任職的個(gè)性化需求?！?+3+X”分層模式中各課程模塊側(cè)重點(diǎn)、知識(shí)層次、培養(yǎng)目標(biāo)都不相同，但是每個(gè)課程模塊中都會(huì)包含科普性知識(shí)、概念規(guī)則類知識(shí)、設(shè)計(jì)創(chuàng)造類、技能實(shí)操類、高級應(yīng)用類、擴(kuò)展延伸類等多種不同類型，綜合教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)特點(diǎn)，探索每種課型的教學(xué)模式和教學(xué)方法[3]。根據(jù)課程類型對課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，創(chuàng)新教學(xué)方法手段，構(gòu)建“知識(shí)、能力、素質(zhì)”有機(jī)融合的“BOPPPS+在線實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”的線上線下混合式教學(xué)模式。堅(jiān)持“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”，以學(xué)員為主、能力為本，不斷深化信息化條件下的教學(xué)模式創(chuàng)新，大力推行基于BOPPPS模型下的翻轉(zhuǎn)課堂、案例研討、角色扮演、虛擬仿真等多元化課堂教學(xué)模式。倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)，推廣專題討論、小組研究等。結(jié)合在線實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，幫助學(xué)員快速提升動(dòng)手能力、實(shí)戰(zhàn)能力、解決問題能力，探索適應(yīng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)、自主管理、自主服務(wù)需求的智慧課堂，著力提高育人質(zhì)效。

3.4構(gòu)建課程考核評價(jià)方法

課程考核評價(jià)指標(biāo)需全面、綜合評價(jià)學(xué)員在課程學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力[4]。針對軍校課程特點(diǎn)，創(chuàng)新地提出構(gòu)建面向“共性+特性”模塊化的多元課程教學(xué)評價(jià)方法。構(gòu)建面向計(jì)算機(jī)類課程共性評價(jià)方法：MOOC學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)+雨課堂（學(xué)習(xí)通）（課前、課中、課后）+大作業(yè)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）+課程期末考核（面向知識(shí)）。根據(jù)課程特點(diǎn)，考慮設(shè)計(jì)多種個(gè)性化、特質(zhì)化的評價(jià)方法，主要包括：頭歌（EduCoder）實(shí)訓(xùn)平臺(tái)+機(jī)試考核（平時(shí)模擬+期末）+作品展示（學(xué)科競賽）等。同時(shí)，利用雨課堂、學(xué)習(xí)通、EduCoder線上實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等信息化系統(tǒng)自動(dòng)采集學(xué)員全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。教員根據(jù)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)施個(gè)性化、精準(zhǔn)輔導(dǎo)，最終實(shí)現(xiàn)“基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的精準(zhǔn)教學(xué)設(shè)計(jì)”，提高教學(xué)效果，提升培養(yǎng)質(zhì)量[5]。

4教學(xué)改革實(shí)踐效果

在2021年秋季計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程開展教學(xué)改革實(shí)踐，充分發(fā)揮學(xué)員積極性、主動(dòng)性，積極引導(dǎo)學(xué)員利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，取得了較好的效果。（1）學(xué)員動(dòng)手實(shí)踐能力提高了。開課前，利用雨課堂開展問卷調(diào)查，共有121人投票并成功提交，感興趣且有信心的有85人，約占71%，比較感興趣但有畏難情緒的有35人，占29%，學(xué)習(xí)熱情高漲；具備一定編程經(jīng)驗(yàn)的有22人，占18.2%，參加過學(xué)科競賽的有14人，占11.5%，未獨(dú)立完成編程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)的有85人，占70.2%，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較薄弱。課程結(jié)束后，69.6%的學(xué)員表示教改效果好，25.2%的學(xué)員表示動(dòng)手實(shí)踐能力有明顯提高。學(xué)員自我評價(jià)能夠較為熟練操作計(jì)算機(jī)編程有111人，約占91.73%。懂得設(shè)計(jì)流程圖、能讀懂例程但編程有一定困難的只有10人，約占8.27%。（2）自主學(xué)習(xí)能力顯著提高。利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)定期發(fā)布實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)員利用課余時(shí)間自主完成，完成率達(dá)91%，優(yōu)秀率為86%。學(xué)員課后時(shí)間能獨(dú)立完成教員發(fā)布的編程任務(wù)，C語言人均完成達(dá)81項(xiàng)（其中最少50項(xiàng)，最多153項(xiàng)），Python語言人均60項(xiàng)（其中最少46項(xiàng)，最多101項(xiàng)）。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，93.1%表示實(shí)訓(xùn)平臺(tái)很好用，可以自主測評，實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。（3）能力導(dǎo)向發(fā)揮作用較明顯。試點(diǎn)班考核包括雨課堂、學(xué)習(xí)通、大作業(yè)、Educoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、筆試、機(jī)試等多個(gè)環(huán)節(jié)，注重強(qiáng)化過程、強(qiáng)化能力導(dǎo)向。平時(shí)成績以過程性考核體現(xiàn)，大作業(yè)考核程序設(shè)計(jì)流程的全過程。除平時(shí)課前預(yù)習(xí)作業(yè)、課后練習(xí)作業(yè)外，利用Educoder實(shí)訓(xùn)平臺(tái)組織上機(jī)實(shí)驗(yàn)突出提升實(shí)操編程能力。終結(jié)性考核突出體現(xiàn)能力考核，閉卷筆試重點(diǎn)考查對編程語言基本知識(shí)掌握程度。增加機(jī)試考核環(huán)節(jié)，依托Educoder在線編程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)考查現(xiàn)場限時(shí)編程能力，重點(diǎn)突出對分析、調(diào)試、設(shè)計(jì)、應(yīng)用的能力考核。考核題目來源于實(shí)際生活，除考核設(shè)計(jì)方法外，還增加結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、模塊化程序設(shè)計(jì)思想、代碼規(guī)范性、工程規(guī)范性等方面考查。問卷結(jié)課統(tǒng)計(jì)，自評超過70%表示編程解決問題有顯著提升。在最終機(jī)考中，試點(diǎn)班總體優(yōu)秀率高達(dá)45%，優(yōu)良率達(dá)64%。雖然教改取得了一定的效果，但仍有一些問題需要深入研究：如何提高學(xué)員的自主學(xué)習(xí)和自主管理能力；如何提高學(xué)員的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力；如何發(fā)揮能力考核的多元化評價(jià)的指揮棒作用。

參考文獻(xiàn)

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作者:金傳洋 張文閣 張國輝 王文博 單位:陸軍裝甲兵學(xué)院信息通信系