信息化進程中的計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革.doc

信息化進程中的計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革 王新，趙建輝 （中國石油大學(xué)（北京）信息學(xué)院，北京102249） 摘要：針對當(dāng)前計算機基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀，分析石油院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展與改革的歷程及面臨的困境，提出在當(dāng)前以計算機思維為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革目標(biāo)指導(dǎo)下，如何面向?qū)I(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)計算機思維，闡釋其課程體系及其運行機制。 關(guān)鍵詞：大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育；計算思維；程序設(shè)計 ：1672-5913(xx)17-0076-03 ：G642 基金項目：中國石油大學(xué)（北京）本科教學(xué)改革項目(xxyb098)；中國石油大學(xué)（北京）研究生質(zhì)量與創(chuàng)新工程項目(xxyb039)。 第一作者簡介：王新，女，副教授，研究方向為數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘，xinwangcup。 0引言 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計算機科學(xué)與多種學(xué)科相互滲透，產(chǎn)生了多種邊緣學(xué)科。計算機基礎(chǔ)課程內(nèi)容不斷地改革和調(diào)整，教學(xué)理論和教學(xué)目標(biāo)也在發(fā)展和深化，其中有幾次重大改革：1997年提出的計算機文化基礎(chǔ)課程體系，以計算機技能培養(yǎng)為主；xx年提出的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程體系，以計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)為主；xx年，以九校聯(lián)盟(C9)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明為標(biāo)志，以計算思維培養(yǎng)為主的新一輪課程改革開始了。 1計算機基礎(chǔ)教育現(xiàn)狀與面臨的困境 隨著互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展，計算機基礎(chǔ)教學(xué)產(chǎn)生了越來越多的困境。其主要原因：中小學(xué)信息技術(shù)教育的普及，入校的新生對計算機操作的技能大幅提升，使得計算機科學(xué)與技術(shù)具有平民化的趨勢，部分專業(yè)人士認為計算機基礎(chǔ)教育可弱化或取消；按教育部要求，高校各專業(yè)總學(xué)分大幅縮減，計算機基礎(chǔ)課的教學(xué)學(xué)時被壓縮，教學(xué)資源配置不充分；很多人將計算機科學(xué)等同于計算機編程，淡化了計算機的科學(xué)意義，削弱了計算機學(xué)科的內(nèi)涵。計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容過分偏重計算機工具及其使用方法；教材基本上是有關(guān)領(lǐng)域的濃縮版，學(xué)生進入大學(xué)后，對第一門計算機課程興趣不大；課程教學(xué)在分層次、分類別上也存在明顯不足，使得計算機基礎(chǔ)教育教學(xué)自身的地位也有所降低；更為關(guān)鍵的是信息化素養(yǎng)與專業(yè)技能融合缺少具體的實施方案和有效的實現(xiàn)途徑?；谏鲜鲈?，xx年，教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教指委明確提出：計算機基礎(chǔ)課程應(yīng)成為大學(xué)通識類課程；與大學(xué)通識類課程地位相適應(yīng)，大力推動以計算思維為導(dǎo)向的計算機基礎(chǔ)課程的教改；持續(xù)開展在計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)中體現(xiàn)計算思維能力培養(yǎng)的一系列研討、立項和交流培訓(xùn)工作。 2石油高校計算機基礎(chǔ)教育重在計算思維的培養(yǎng) 眾所周知，石油、石化行業(yè)是計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，石油高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)承擔(dān)著培養(yǎng)石油、石化專業(yè)人才計算機應(yīng)用能力的重任，而信息技術(shù)與專業(yè)技術(shù)相融合是提升學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的迫切需求。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，首先要培養(yǎng)人才的科學(xué)思維方式，即訓(xùn)練人才的實證思維、邏輯思維和計算思維。由此可見，訓(xùn)練計算思維是培養(yǎng)復(fù)合型人才的需要。 3面向?qū)I(yè)應(yīng)用能力，培養(yǎng)計算機思維 大學(xué)計算機課程的改革進程可分為4個層面：理論層面上研究計算思維的內(nèi)涵與表現(xiàn)形式；系統(tǒng)層面上規(guī)劃大學(xué)計算機課程的知識結(jié)構(gòu)和課程體系；操作層面上將大學(xué)計算機課程作為培養(yǎng)計算思維能力的有效手段；實踐層面上探索不同層次培養(yǎng)目標(biāo)、不同專業(yè)應(yīng)用需求的途徑。 鑒于以上指導(dǎo)意見，明確計算機基礎(chǔ)教育的總體目標(biāo)和課程的知識結(jié)構(gòu)、構(gòu)建課程體系、建設(shè)教學(xué)資源是我們深化大學(xué)計算機課程改革的總體思想。 計算機基礎(chǔ)教學(xué)的總體教學(xué)目標(biāo)分為3個層次，即“普及計算機文化，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用能力，訓(xùn)練計算機思維能力”，為此需明確石油高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)的基本要求和課程體系。 (1)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的要求。面對石油各專業(yè)，計算機基礎(chǔ)教育總體上應(yīng)使學(xué)生了解計算機科學(xué)，會構(gòu)建計算環(huán)境，熟練掌握數(shù)據(jù)處理方法與表達方式，提高計算機應(yīng)用能力，善于靈活運用計算機解決問題。這就要求學(xué)生具體達到以下要求：比較系統(tǒng)地了解和掌握計算機系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫以及多媒體技術(shù)等方面的基礎(chǔ)概念與基本原理，了解信息技術(shù)的發(fā)展趨勢；熟悉正確的程序設(shè)計方法與思想，具有初步的應(yīng)用軟件開發(fā)基礎(chǔ)；具有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的初步設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用能力；能利用常用工具處理多媒體數(shù)據(jù)，初步掌握多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的集成與開發(fā)能力；培養(yǎng)良好的信息素養(yǎng)，訓(xùn)練計算思維，能夠利用計算機手段進行問題表達與交流，學(xué)會像計算機科學(xué)家一樣思考與解決問題；利用Inter進行主動學(xué)習(xí)，增強專業(yè)應(yīng)用能力，為專業(yè)學(xué)習(xí)奠定必要的計算機基礎(chǔ)。 (2)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)。按照教育部的指導(dǎo)意見，我校計算機基礎(chǔ)教育的知識結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足3個層次、4個知識領(lǐng)域。 3個層次：概念性基礎(chǔ)，要求學(xué)生掌握計算機學(xué)科的基本概念和主要的基本理論知識，是各專業(yè)學(xué)生必學(xué)的內(nèi)容；技術(shù)與方法基礎(chǔ)，要求學(xué)生掌握本專業(yè)常用的計算機應(yīng)用軟硬件技術(shù)和相關(guān)理論方法，不同類別的專業(yè)有不同的側(cè)重點；應(yīng)用拓展技能，結(jié)合各專業(yè)、各知識領(lǐng)域中有較大共性的、最主要的一些應(yīng)用性技能，使信息技術(shù)與專業(yè)技能相結(jié)合，不同類別的專業(yè)各有側(cè)重。 3個層次的教學(xué)過程始終貫穿一條主線：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫多媒體，以計算思維訓(xùn)練為導(dǎo)向。 4個知識領(lǐng)域：計算機系統(tǒng)與平臺、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分析與信息處理、信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，使學(xué)生充分了解計算機軟硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，問題分析與表示方法，系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的主要算法，數(shù)據(jù)的組織、管理以及處理過程，應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)與平臺構(gòu)建的流程。 (3)構(gòu)建計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系。課程設(shè)置指導(dǎo)思想：根據(jù)我校不同專業(yè)對計算機應(yīng)用的不同要求，從知識、能力、素質(zhì)要求出發(fā)，計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程設(shè)置的原則是：以訓(xùn)練計算機思維為導(dǎo)向，重基礎(chǔ)、強實踐，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力；計算機基礎(chǔ)教學(xué)的典型核心課程主要包括大學(xué)計算機基礎(chǔ)（大學(xué)計算機基礎(chǔ)理論+大學(xué)計算機基礎(chǔ)實踐）、算法與程序設(shè)計基礎(chǔ)、計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)（微機原理與應(yīng)用、單片機原理與應(yīng)用）、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用、多媒體技術(shù)與應(yīng)用，不同類別的專業(yè)可根據(jù)學(xué)分要求選取不同的知識模塊（見表1）；課程設(shè)置方案：各專業(yè)采用“1+X”的方案，即大學(xué)計算機基礎(chǔ)+若干必修選修課程，而將大學(xué)計算機基礎(chǔ)實踐作為獨立設(shè)置的實踐環(huán)節(jié)，以滿足各專業(yè)認證的實踐需求。對本校各類專業(yè)選修計算機課程的建議見表1。 4主要的改革措施和成果 (1)加強師資隊伍建設(shè)。在各高校中從事計算機基礎(chǔ)教學(xué)的教師通常被認為是“沒有前途的”，導(dǎo)致基礎(chǔ)教學(xué)的師資不穩(wěn)定。我校xx年之后經(jīng)過院系調(diào)整，明確了由軟件工程系組織管理計算機基礎(chǔ)教學(xué)，基礎(chǔ)課教學(xué)由計算機學(xué)科教師共同承擔(dān)，形成了穩(wěn)定的基礎(chǔ)課教師隊伍，教師均為計算機學(xué)科的碩士、博士，年齡在3550歲之間，精力充沛、教學(xué)經(jīng)驗豐富。 (2)激勵教學(xué)研究，鼓勵發(fā)表教改論文。計算機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容更新快、變化大，授課對象層次參差不齊，必須不斷地研究教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段、考核與評價方式、教材選用與教材建設(shè)以及教學(xué)過程的內(nèi)在規(guī)律。近年來學(xué)校對大班授課、小班討論，卓越班和創(chuàng)新班的培養(yǎng)方案，研究型、研討型、MOOCs、翻轉(zhuǎn)課堂、知識碎片化等授課方式，以及任務(wù)驅(qū)動、項目管理、案例化教學(xué)等教學(xué)改革項目予以大力支持，鼓勵教師發(fā)表高水平的教學(xué)改革論文。 (3)教學(xué)團隊建設(shè)。計算機基礎(chǔ)課程授課面大，上同一門課程的教師較多，教學(xué)團隊的管理極為重要。團隊發(fā)展規(guī)劃是否科學(xué)、日常教學(xué)活動組織安排是否合理，關(guān)系到每個教師的成長。重點建設(shè)公共基礎(chǔ)課教學(xué)團隊是學(xué)校團隊建設(shè)的原則。目前計算機軟件基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊為北京市優(yōu)秀教學(xué)團隊，C語言教學(xué)團隊為校級優(yōu)秀教學(xué)團隊，大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)團隊為校級培育教學(xué)團隊。 (4)積極輔導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽。學(xué)科競賽是展現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用能力的平臺，也是促進學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效途徑。計算機基礎(chǔ)課教師承擔(dān)著全校學(xué)生參加全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽（原ITAT大賽）、藍橋杯大賽（全國軟件專業(yè)人才設(shè)計與創(chuàng)業(yè)大賽）以及各種計算機相關(guān)應(yīng)用學(xué)科競賽的課外輔導(dǎo)工作，承擔(dān)校內(nèi)C語言程序設(shè)計大賽的考試與評審工作。 5結(jié)語 鑒于計算機基礎(chǔ)教學(xué)的學(xué)時被逐漸壓縮的事實，提高各專業(yè)相關(guān)人員對計算機應(yīng)用能力和計算思維的認識極為重要，這是信息社會中培養(yǎng)具有科學(xué)思維的創(chuàng)新人才的要求，而構(gòu)建與學(xué)校特色、學(xué)生層次相適宜的課程體系和運行機制是培養(yǎng)計算思維的有力保障，研究并實施新的教學(xué)方法與手段是訓(xùn)練計算思維的有效途徑，探討并執(zhí)行信息素質(zhì)與專業(yè)素質(zhì)相互滲透的實施方案是培養(yǎng)具有綜合應(yīng)用能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才之有效途徑。 參考文獻： 1陳國梁，董榮勝，計算思維與大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育J中國大學(xué)教學(xué)，xx(1):7-11. 2劉桂松，李茂國大學(xué)計算機系列課程改革思考J中國大學(xué)教學(xué)，xx(11):39-41. 3教育部大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會，關(guān)于申報大學(xué)計算機課程改革項目的通知Z，xx 4教育部高等學(xué)校計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)