巫明燕

【摘要】文章闡述了目前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的開(kāi)設(shè)情況，隨著計(jì)算思維的引入和教材的不斷更新，該課程出現(xiàn)了如課堂氣氛沉悶、教學(xué)互動(dòng)較少及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問(wèn)題。文章提出了以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，將多種教育方法應(yīng)用在該課堂，如啟發(fā)式教育、探討式教育和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)輔助教育等。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ);啟發(fā)式教育;探討式教育

【基金項(xiàng)目】西南科技大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“大學(xué)計(jì)算機(jī)精品在線開(kāi)放課程”（NO. 18zxkc27）。

一、引言

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是大學(xué)生的基礎(chǔ)必修課，全國(guó)高校幾乎都開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程。這門(mén)課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的通識(shí)課程，課程主要目的是讓大學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)的基本概念、計(jì)算機(jī)的組成、數(shù)據(jù)的表示，熟悉一些典型算法、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)安全等知識(shí)，并了解計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)。現(xiàn)代教育理念提倡“以學(xué)生為中心”的理念，學(xué)生成為教學(xué)的中心和主體，教師、教室、教材不再是中心，教學(xué)的目的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為將來(lái)的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。教師的角色轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、學(xué)習(xí)中的輔導(dǎo)者以及學(xué)習(xí)場(chǎng)景的營(yíng)造者。

二、課程的現(xiàn)狀

非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示、計(jì)算機(jī)硬件組成、計(jì)算機(jī)如何表示信息、計(jì)算機(jī)軟件，初步理解計(jì)算機(jī)編程、算法思想，認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)，了解計(jì)算機(jī)專業(yè)最新發(fā)展方向（如云計(jì)算、“互聯(lián)網(wǎng)+”等）。實(shí)驗(yàn)課主要學(xué)習(xí)基本辦公軟件的應(yīng)用、簡(jiǎn)單網(wǎng)頁(yè)的制作。

這門(mén)課程是通識(shí)教育課程，是培養(yǎng)信息素養(yǎng)的必修課。培養(yǎng)現(xiàn)在和未來(lái)需求的人才，應(yīng)能夠把專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)能力相融合，學(xué)習(xí)好計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，就是為將來(lái)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

這門(mén)課程也是工科專業(yè)學(xué)習(xí)編程課程的基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)該課程，了解計(jì)算機(jī)的數(shù)制、結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)和算法思想等，才能學(xué)好后續(xù)課程。如C程序設(shè)計(jì)、VB程序設(shè)計(jì)、Python等課程，都需要大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的知識(shí)作為基礎(chǔ)。

目前該課程存在的問(wèn)題如下。

1.學(xué)生學(xué)習(xí)顯得吃力

目前有些課本引入了計(jì)算思維的內(nèi)容，這部分內(nèi)容對(duì)大一的新生來(lái)說(shuō)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)普遍較吃力。筆者所在普通大學(xué)的大一新生多數(shù)來(lái)自農(nóng)村或小城鎮(zhèn)，高中基本沒(méi)安排計(jì)算機(jī)課程，即便安排了，也只學(xué)習(xí)很少的時(shí)間。有些學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的基本組成、基本概念都還不清楚，如何才能讓他們了解、接受算法、計(jì)算思維的知識(shí)呢？

再者，由于高校培養(yǎng)方案的頻繁變化，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)時(shí)數(shù)有時(shí)較多，有時(shí)較少，這就給教師帶來(lái)了挑戰(zhàn)。該課程應(yīng)該以哪些知識(shí)為核心知識(shí)？是基礎(chǔ)知識(shí)還是高深復(fù)雜的知識(shí)？根據(jù)筆者近幾年的觀察和實(shí)踐，如果課程內(nèi)容以計(jì)算思維為指導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性很快就消失了;如果以計(jì)算機(jī)的基本定義和內(nèi)涵為內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。這是什么原因造成的？

2.新生的學(xué)習(xí)思維模式?jīng)]有轉(zhuǎn)換

大一新生剛從高中畢業(yè)，學(xué)習(xí)的思維模式還是高中時(shí)期的模式，以為每節(jié)課都有明確的知識(shí)重點(diǎn)。實(shí)際上，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程知識(shí)點(diǎn)較多，知識(shí)面也較廣，重點(diǎn)在于理解這些知識(shí)的作用以及所帶來(lái)的影響。因而，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的每次課前，必須有課前的廣泛閱讀預(yù)習(xí)工作。如果課前不閱讀和預(yù)習(xí)，僅僅聽(tīng)老師在課堂上講解，并采用死記硬背的方式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率就會(huì)很低，導(dǎo)致學(xué)習(xí)跟不上。

絕大多數(shù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)不足，沒(méi)有充分查閱資料，沒(méi)有思考過(guò)課本中的一些術(shù)語(yǔ)和觀點(diǎn)。計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展飛速，知識(shí)更新很快，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些新的名詞術(shù)語(yǔ)，學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜索這些名詞術(shù)語(yǔ)的意思，還可以進(jìn)一步搜索相關(guān)的資源。閱讀相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)，思考和分析也是預(yù)習(xí)的重要部分，對(duì)課本內(nèi)容的思考、對(duì)習(xí)題的思考都是必不可少的，通過(guò)思考分析才能理解問(wèn)題及掌握問(wèn)題。

認(rèn)真完成課后復(fù)習(xí)和課后作業(yè)也是必要的。課后復(fù)習(xí)是對(duì)知識(shí)的鞏固，課后作業(yè)是對(duì)知識(shí)掌握程度的檢測(cè)。復(fù)習(xí)時(shí)的思考，能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，達(dá)到“溫故而知新”的效果。

授課時(shí)，教師應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，充分注重引導(dǎo)學(xué)生思維，使他們適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)模式。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，列出課前預(yù)習(xí)需要閱讀的材料清單，營(yíng)造一個(gè)預(yù)習(xí)的環(huán)境。

3.教學(xué)方法單一，課堂氣氛沉悶

以學(xué)生為中心的關(guān)鍵是促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)而采取得當(dāng)?shù)姆椒ǎ伎梢詫?shí)踐和推廣。趙炬明認(rèn)為，“SC模式的三個(gè)基本特征是：以學(xué)生發(fā)展為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)習(xí)效果為中心?！盵1]教育的目的是學(xué)，而不是教。教的目的是培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在這樣的場(chǎng)景下，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，而教師是學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、學(xué)習(xí)中的輔導(dǎo)者和學(xué)習(xí)場(chǎng)景的營(yíng)造者。

傳統(tǒng)的授課方式一般以教師講授為主，容易變成“滿堂灌”，即教師從頭到尾講解。要避免這種“滿堂灌”的方式，教師應(yīng)安排互動(dòng)環(huán)節(jié)，采用多種教學(xué)方式授課。中國(guó)大學(xué)課堂的最大特點(diǎn)是課堂太安靜，教師和學(xué)生的交流非常少，這種情況不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判能力。2016年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的副校長(zhǎng)提出教學(xué)的5種境界：安靜（Silence）、回答（Answer）、對(duì)話（Dialogue）、批判（Critical）、辯論（debate）[2]。目前大多數(shù)高校教學(xué)處于“安靜”和“回答”的境界，這是“滿堂灌”帶來(lái)的結(jié)果。沉悶的課堂，不僅使得學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)接收效果較差，而且思辨能力沒(méi)有得到發(fā)展。

以學(xué)生為中心，課堂上不僅要教學(xué)生學(xué)習(xí)好科學(xué)知識(shí)，而且應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。這可以通過(guò)課堂教學(xué)的“對(duì)話”“批判”“辯論”境界實(shí)現(xiàn)。課堂上師生之間的對(duì)話、批判和辯論，能培養(yǎng)學(xué)的自主思考能力。批判性思維在辯論中顯示出獨(dú)立性、創(chuàng)新性。辯論與批判性思維能開(kāi)發(fā)人的潛能，激發(fā)學(xué)生對(duì)信息學(xué)科的重新思考、重新認(rèn)識(shí)，或者能做出新發(fā)現(xiàn)，做出新見(jiàn)解，或獲得新方法，解決新問(wèn)題[3]。

要讓學(xué)生學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí)，離不開(kāi)教師的引導(dǎo)。大學(xué)教師應(yīng)該教會(huì)學(xué)生如何學(xué)會(huì)自學(xué)，教給他們自學(xué)的方法。信息時(shí)代，教師應(yīng)教會(huì)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和碎片化的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，讓學(xué)生查資料學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)，并做分析和討論，最后制作PPT講解，讓學(xué)生學(xué)習(xí)了新的知識(shí)，又鍛煉了對(duì)辦公軟件的操作能力。

三、改革的方案

1.教學(xué)方法需改革

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，“深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新教育方法，探索多種培養(yǎng)模式”，倡導(dǎo)“啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享”。只要是能幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率的、可行的方法，都可以考慮采用。

教師的課堂設(shè)計(jì)是達(dá)到課堂五種境界的關(guān)鍵。下面是一些教學(xué)方法設(shè)計(jì)。

（1）避免“滿堂灌”，提倡啟發(fā)式教育。適當(dāng)?shù)卦黾臃纸M討論，增加課外閱讀和網(wǎng)上學(xué)習(xí)的時(shí)間安排;改變以課本為中心的地位，變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的模式。在教學(xué)大綱和培養(yǎng)方案中，增加自我學(xué)習(xí)課時(shí)，將單一的教師講授轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M討論、課外閱讀、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、教師講授等幾種方式 。這是“對(duì)話”“辯論”境界的教學(xué)。

教師在授課時(shí)，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，如MOOC、對(duì)分易等平臺(tái)。可安排適當(dāng)?shù)膶W(xué)時(shí)讓學(xué)生觀看MOOC等精品課程，然后讓學(xué)生寫(xiě)總結(jié)和綜述;再對(duì)學(xué)生的總結(jié)和綜述進(jìn)行檢查和點(diǎn)評(píng)。這些過(guò)程都可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)完成。這是“批判”和“辯論”境界的教學(xué)。

（2）利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)輔助教學(xué)。教師可以上傳課程資源，發(fā)布作業(yè)，進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，批改作業(yè)，學(xué)生可以上傳作業(yè)，向老師提問(wèn)等。國(guó)內(nèi)這方面平臺(tái)較多，有些課程建立了專門(mén)的網(wǎng)站提供這些功能，也有一些企業(yè)提供免費(fèi)的平臺(tái)供教師使用，如對(duì)分易等。充分使用這些平臺(tái)，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代教學(xué)方法的升級(jí)，為教師節(jié)省了很多勞力，教師和學(xué)生之間的交流也更加快捷了。例如，當(dāng)教師需要講授計(jì)算機(jī)歷史相關(guān)內(nèi)容時(shí)，先通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生在中學(xué)時(shí)期學(xué)習(xí)的內(nèi)容，然后決定花費(fèi)多少時(shí)間來(lái)講解計(jì)算機(jī)歷史方面的知識(shí)，讓學(xué)生思考，自動(dòng)計(jì)算的探索為什么會(huì)經(jīng)歷這么長(zhǎng)的時(shí)間？計(jì)算機(jī)的發(fā)展為什么會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)時(shí)代？這是“對(duì)話”“批判”和“辯論”的教學(xué)境界。

（3）大量增加課堂討論環(huán)節(jié)。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中，將啟發(fā)式教育融入其中。例如：在引入二進(jìn)制時(shí)，讓學(xué)生思考：為什么計(jì)算機(jī)要用二進(jìn)制而不用十進(jìn)制？先讓學(xué)生的思考討論，接著由教師分析二進(jìn)制的計(jì)算特征，即引入補(bǔ)碼后，二進(jìn)制的加法可以由減法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步提問(wèn)：其他運(yùn)算可以由加法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)嗎？再由學(xué)生討論，然后老師分析二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算可以由邏輯運(yùn)算來(lái)完成。再由教師提問(wèn)，算術(shù)邏輯運(yùn)算可以由電路實(shí)現(xiàn)嗎？學(xué)生討論，教師分析邏輯運(yùn)算又可以用電路實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了邏輯運(yùn)算，其他運(yùn)算就可以實(shí)現(xiàn)了。最后，教師總結(jié)，用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)了加法，就可以完成一切算術(shù)運(yùn)算;而簡(jiǎn)單的門(mén)電路又可以組成復(fù)雜的門(mén)電路，CPU中就包含了大量的門(mén)電路，所以CPU能實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算。這樣，二進(jìn)制運(yùn)算如何被計(jì)算硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題就解決了。學(xué)生不僅思考和學(xué)習(xí)了為什么計(jì)算機(jī)要用二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算的問(wèn)題，還學(xué)習(xí)了CPU的組成和功能。這樣的啟發(fā)方式，讓學(xué)生不斷地思考、解答、再思考，使得復(fù)雜的問(wèn)題講解變得不再?gòu)?fù)雜，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（4）適當(dāng)調(diào)整授課內(nèi)容。授課內(nèi)容增加最新的前沿科技動(dòng)態(tài)知識(shí)，如“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、大數(shù)據(jù)、面部識(shí)別、區(qū)塊鏈技術(shù)、5G技術(shù)等;介紹新技術(shù)，提高學(xué)生的上課熱情;合理地分配前沿知識(shí)介紹的學(xué)時(shí)數(shù)，建議新技術(shù)以講座的形式來(lái)完成，分不同主題進(jìn)行講解。如果總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，前沿技術(shù)介紹的學(xué)時(shí)控制在4～6學(xué)時(shí)較合適，大多數(shù)的學(xué)時(shí)還是以基礎(chǔ)理論知識(shí)的講解為主。若非計(jì)算機(jī)專業(yè)的導(dǎo)論課程，總學(xué)時(shí)若只有32學(xué)時(shí)，前沿技術(shù)介紹控制在3學(xué)時(shí)以內(nèi)較合適。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)方法的改革

（1）加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)。在美國(guó)大學(xué)課堂上，師生的交流互動(dòng)之所以可以如此熱烈，是因?yàn)閷W(xué)生在走進(jìn)課堂時(shí)都是有備而來(lái)[4]。我們可以借鑒這種方式，教師可以提前布置需要自學(xué)的題目，讓學(xué)生查閱資料自學(xué);當(dāng)學(xué)生完成自學(xué)后，以提交小組報(bào)告、PPT、總結(jié)的形式上交;還可以讓學(xué)生代表上臺(tái)介紹自己所學(xué)的新知識(shí)，其他同學(xué)再做補(bǔ)充和點(diǎn)評(píng)。學(xué)生課前查閱文獻(xiàn)資料，分析和總結(jié)文獻(xiàn)，課堂上回答問(wèn)題、討論問(wèn)題，課后撰寫(xiě)報(bào)告，既充分了解了學(xué)科知識(shí)，又鍛煉了動(dòng)手能力和思考能力，讓學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，參與到教授知識(shí)中，學(xué)習(xí)的積極性會(huì)增強(qiáng)，學(xué)習(xí)的效果也會(huì)提高。

（2）積極參與課堂討論。為增進(jìn)師生交流，達(dá)到“對(duì)話”的境界，可增加課堂討論環(huán)節(jié)。課前，教師提前布置討論的話題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生在課前查閱相關(guān)的資料，對(duì)資料進(jìn)行分析總結(jié)，上課時(shí)討論、回答問(wèn)題，活躍課堂氣氛。這是我國(guó)課堂應(yīng)該向美國(guó)大學(xué)課堂學(xué)習(xí)的地方。

四、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這門(mén)課的學(xué)習(xí)充滿了挑戰(zhàn)性，只有堅(jiān)持以學(xué)生為中心，不斷地改進(jìn)教學(xué)方法，轉(zhuǎn)換思路，才能教授好這門(mén)課。教師充當(dāng)課程的組織者、引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生查閱資料、討論、分析和總結(jié)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，組織課堂討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，才能讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課。

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