計算機基礎(chǔ)類課程一體化建設(shè)研究
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摘要：針對目前計算機基礎(chǔ)教學無法完全滿足培養(yǎng)高素質(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才需求的問題，提出以基礎(chǔ)課程一體化設(shè)計為牽引的改革創(chuàng)新思路，闡述以精準教學為支撐點，以智慧課堂和混合式教學模式為手段，以課程思政為依托，以多維度評價系統(tǒng)為檢驗標準的課程建設(shè)過程，建立理論與實踐相結(jié)合、內(nèi)容、模式與評價均有挑戰(zhàn)度的一體化課程建設(shè)新途徑。
關(guān)鍵詞：課程建設(shè)；課程一體化；課程思政；理實一體
0引言
隨著計算機課程的一系列改革，大部分高校實現(xiàn)了線上與線下、課前與課上、傳授與自主等多種教學模式融合，但與習主席關(guān)于院校教育系列指示的標準還有很大差距。為了達成目標，高校需要重點圍繞深入開展實戰(zhàn)化教學改革這一主題，以計算機課程的一體化建設(shè)為抓手，將大學計算機基礎(chǔ)與計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)兩門主干課進行一體設(shè)計，將“理論教學”與“實踐學習”進行理實一體設(shè)計，同時以實戰(zhàn)化案例為背景，以項目牽引為驅(qū)動力，建設(shè)計算機教學課程資源庫，共同促進計算機文化與基礎(chǔ)認知、計算思維能力提升與程序設(shè)計能力培養(yǎng)相結(jié)合的三位一體的培養(yǎng)目標。
1課程一體化設(shè)計
大學計算機基礎(chǔ)課程和計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程是科學文化基礎(chǔ)模塊中的公共工具類必修課，是高等院校學歷教育計算機基礎(chǔ)教學的核心課程。大學計算機基礎(chǔ)是計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)的前導(dǎo)及基礎(chǔ)，主要完成計算機文化基礎(chǔ)知識的認知部分以及計算思維模式的初步培養(yǎng)，計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)完成計算機思維模式的進一步搭建以及程序設(shè)計能力的培養(yǎng)。課程一體化設(shè)計將大學計算機基礎(chǔ)與計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)2門主干課程統(tǒng)籌規(guī)劃，瞄準未來信息化戰(zhàn)爭對學生信息化素養(yǎng)的需求，以培養(yǎng)學生具備計算機文化與知識、計算思維能力、程序設(shè)計能力的信息化素養(yǎng)為目標，以課程教學內(nèi)容一體化統(tǒng)籌設(shè)計為指引，以理論教學與實踐學習一體化設(shè)計為理念、案例任務(wù)為大背景、項目驅(qū)動為實施手段，本著遵循教學規(guī)律、把握特色、突出更新、注重質(zhì)量的原則，在教學內(nèi)容更新上緊跟實戰(zhàn)化、思政要素進課堂的新要求，加速推進課程教學向?qū)崙?zhàn)聚焦、向育人靠攏。在教學實施中加大教學方法和手段的集體研究和改革力度，適應(yīng)素質(zhì)教育、思維培塑與創(chuàng)新教育的要求；在教學條件上以計算機實驗室的軟硬件配置為基礎(chǔ)，加強智能化實驗實訓平臺的開發(fā)與運用；在以學術(shù)研究促進教學的原則下，依托教學和研究成果，開展學術(shù)討論和科研課題研究，提高科研學術(shù)水平；建立過程性考核模型和實驗實作考核模型，加強過程性考核、實作考核、無紙化考核等考核方式的改革與創(chuàng)新；探索大數(shù)據(jù)應(yīng)用，收集學生數(shù)據(jù)集，通過數(shù)據(jù)分析，形成對提升教學質(zhì)量有效的數(shù)據(jù)模型。最終探索出一條“教學內(nèi)容體系一體化、實踐實訓一體化、課程思政一體化、評價體系一體化”的課程建設(shè)新途徑[1]。
2教學內(nèi)容一體化設(shè)計
2.1內(nèi)容選擇一體化設(shè)計
大學計算機基礎(chǔ)教育的重點在于計算思維能力的培養(yǎng)，全面提升學生的計算機應(yīng)用水平和計算機問題求解能力，這是一個循序漸進的教育過程。計算思維的核心是基于計算環(huán)境和約束的問題求解。兩門課程在總體內(nèi)容設(shè)計上，圍繞計算思維的培養(yǎng)，前者突出計算環(huán)境的學習，后者突出語言級的問題求解方法培養(yǎng)。大學計算機基礎(chǔ)課程以分析基本的計算環(huán)境（如計算機系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫）構(gòu)成和基本原理為主，同時介紹抽象級問題求解的基本方法，如圖靈機、基于Python的簡單程序設(shè)計、算法概念等，使學生在對計算系統(tǒng)及環(huán)境有所了解的同時，初步體會計算機問題求解的基本方式。教學內(nèi)容設(shè)置為9個部分，即計算機概述及新技術(shù)、Python簡介、計算思維與計算機問題求解、信息編碼及數(shù)據(jù)表示、計算機系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用、多媒體技術(shù)，基本涵蓋了計算機學科的基礎(chǔ)知識。計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程以計算機分析和解決問題的基本過程及思路培養(yǎng)為主，突出體現(xiàn)程序的設(shè)計方法，也就是如何用編程解決特定問題，這也是計算思維能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容。教學內(nèi)容設(shè)置為16個部分，即程序設(shè)計基本概念、程序設(shè)計初步知識、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、字符型數(shù)據(jù)、函數(shù)、地址和指針、數(shù)組、字符串、對函數(shù)的進一步討論、用戶標識符的作用域和存儲類別、編譯預(yù)處理和動態(tài)存儲分配、結(jié)構(gòu)體共用體和用戶自定義類型、位運算、文件。
2.2內(nèi)容組織一體化設(shè)計
計算機課程是理論性、實踐性、工程性以及應(yīng)用性課程，計算環(huán)境和問題求解都有其對應(yīng)的基礎(chǔ)知識與實踐要求，如計算機系統(tǒng)涉及軟件和硬件，數(shù)據(jù)庫涉及關(guān)系理論，計算機網(wǎng)絡(luò)涉及體系結(jié)構(gòu)，程序設(shè)計涉及編程思想和編程環(huán)境等[2]。針對內(nèi)容多、實踐性強、學時有限這些難題，基于知識主線和思維主線，我們將這兩門課程進行整合處理，詳見表1。
2.3教學案例一體化設(shè)計
以“實戰(zhàn)化”為主線，可以將課程的知識體系重新整合歸納為三大部分，計算機文化基礎(chǔ)知識認知部分、計算思維模式培養(yǎng)部分和程序設(shè)計能力培養(yǎng)部分，每部分又為五大模塊內(nèi)容，將實戰(zhàn)化教學貫穿始終。計算機文化基礎(chǔ)知識認知部分，以信息的表示、信息的處理、信息的傳輸以及信息的共享為線索，在講解章節(jié)知識的同時融入軍事要素案例，突出軍事應(yīng)用特色。計算思維模式培養(yǎng)部分以Python作為實踐語言，將文化基礎(chǔ)知識作為計算機思維求解問題的研究對象，并加以實踐，教學內(nèi)容更偏重于如何將計算思維應(yīng)用于各個領(lǐng)域求解問題。希望學生在理解計算機基礎(chǔ)知識的同時，能主動在各自專業(yè)學習中利用計算思維的方法和技能，進行問題求解，動手解決具有一定難度的實際問題。程序設(shè)計能力培養(yǎng)部分，將教學內(nèi)容與軟件的編制緊密結(jié)合，以任務(wù)為牽引，每模塊既獨立又有關(guān)聯(lián)，并且呈遞進關(guān)系，采取問題引導(dǎo)、知識植入、增量設(shè)計的思路，將求解一個實際問題的過程拆解為多個進階的步驟，引導(dǎo)學生在實際案例中，掌握程序設(shè)計方法，具備程序設(shè)計能力，培養(yǎng)信息化素養(yǎng)與計算思維能力[2]。
2.4教材體系一體化設(shè)計
結(jié)合課程改革現(xiàn)狀，要突出項目面向教學和任務(wù)驅(qū)動模式教學，以“項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動”“教、學、做”和“理、實”等一體化的教學思想為指導(dǎo)，依據(jù)統(tǒng)編教材，建好配套的實驗教程與習題冊等輔助教材，從計算思維角度和程序設(shè)計角度建成實作案例庫，從學生培養(yǎng)角度建成思政案例庫，從能力培養(yǎng)角度建成云平臺素材庫；突出“教、學、做”融合的教學思路，以學做人、會求知、促探索為目標，將理論教學和實踐教學的載體體系化，真正實現(xiàn)教材的“理、實”一體化。
3教學平臺一體化設(shè)計
3.1智慧教學一體化設(shè)計
可以借用“雨課堂”“Educoder云實作平臺”等教學工具來構(gòu)建一種基于移動終端的信息化教學空間，同時建設(shè)基于微信、釘釘、騰訊課堂等公眾平臺的課程教學資源，以此構(gòu)成學生的信息化智慧學習空間。在基本智慧學習空間建設(shè)的同時，我們對智慧課堂教學結(jié)構(gòu)進行了研究設(shè)計，并在課程教學實踐中探索智慧課堂實施策略，探索有益于一線教師實際應(yīng)用的智慧課堂教學模式。
3.2方法手段一體化設(shè)計
深入研究課程教學內(nèi)容和各種教學方法，要以培養(yǎng)計算思維為導(dǎo)向，融合運用思維可視化教學法、案例教學法、任務(wù)驅(qū)動教學法、項目驅(qū)動教學法、自主探究式教學法等多種教學方法，構(gòu)建符合內(nèi)容特性及學生特性的全新的、高效的計算機課程教學方法體系；精心設(shè)計教學環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)設(shè)計都盡量考慮“學生的參與性”，根據(jù)學生的實時反饋，做不同的預(yù)設(shè)、教學策略的調(diào)整等。教師及時記錄，將學生課堂參與性作為過程性評價重要的一部分，提高學生的參與積極性。利用BOPPPS模型在計算機基礎(chǔ)類課程上將“計算思維”落地。以B引言、O可度量目標、P前測、P參與式學習、P后測、S小結(jié)6個環(huán)節(jié)設(shè)計教學流程，以學生“計算思維”能力的培養(yǎng)為目標導(dǎo)向，做到知識隨著思維的講解而展開，思維隨著知識的貫通而形成，能力隨著思維的理解和訓練而提高，形成閉環(huán)、反饋式的教學模式。在教學實施過程中按照教學目標—參與式學習—教學評估—教學目標這個閉環(huán)來展開，注重教學互動反思，能夠引導(dǎo)學生主動思考，積極開展研究性學習。
3.3實踐實訓一體化設(shè)計
實踐實訓一體化設(shè)計的目標將構(gòu)建“計算機實踐教學平臺”，全面升級和完善現(xiàn)有實踐教學條件，全面建設(shè)多課程融合的實踐教學環(huán)境和實驗實訓課程資源，以應(yīng)對當前我院教學、實訓、人才培養(yǎng)和課程建設(shè)的當務(wù)之急。1）實訓開發(fā)管理平臺。兩門課程的教學會涉及Python、C、C++等編程語言，教師一方面基于平臺圍繞課程教學需求進行自主化的實訓課程研發(fā)和訂制，構(gòu)建兩門課程的實訓案例庫；另一方面，為實訓實踐運行和評測提供支撐，從而實現(xiàn)對實驗過程的自動化評測和智能化評估。2）實踐教學應(yīng)用服務(wù)平臺。教學過程利用智能化教學管理環(huán)境，圍繞兩門課程開展實驗實訓，對多名教師、多個學期、大規(guī)模學生，實現(xiàn)線下課堂與線上教學的銜接，實現(xiàn)跨班級、跨學期的高效組織、管理和資源共享。智能化教學管理環(huán)境將線下課堂搬到線上，并通過一系列的智能化服務(wù)，實現(xiàn)線下教學與線上實訓的銜接，實現(xiàn)課內(nèi)與課外的銜接；支持教師和學生圍繞課堂學習開展實踐，提供了實踐任務(wù)發(fā)布、實踐作業(yè)管理、實踐過程管理、實踐活動分析等群體協(xié)同工具以及活躍度排序、作業(yè)質(zhì)量分析等實踐過程數(shù)據(jù)分析評估工具，實現(xiàn)對學習過程的管理、學生編程作業(yè)的自動評測和能力評估。3）在線考試支撐平臺。利用平臺突破傳統(tǒng)考試模式時間、空間的限制，大大提高了教學內(nèi)容和考核方式的靈活性；減輕教師在命題、組卷、閱卷等方面繁重的工作量，提高了工作效率；采用試題庫方式提供試卷來源，隨機抽卷，避免互相參看導(dǎo)致的不公平成績。自動閱卷增加了考核的透明度，也降低錯誤出現(xiàn)的概率和教師主觀因素的干擾，更能體現(xiàn)考核的客觀公正。4）實踐課程資源庫。圍繞在線實驗平臺構(gòu)建兩門課程配套的實驗實訓課程，形成以“實訓項目”為核心的課程體系。
4課程思政一體化設(shè)計
課程思政一體化設(shè)計的目標是將兩門課程的思政要素進行統(tǒng)籌設(shè)計，突出顯著計算機專業(yè)特色，采用以點促塊、以塊促面的方式，將微觀的思政要素點逐步形成科學系統(tǒng)的宏觀鋼架。把思想政治置于整個課程體系的教學設(shè)計過程中，主要從以下幾大方面開展思政要素灌輸，逐步開展教學。1）大學計算基礎(chǔ)課程。大學計算機基礎(chǔ)課程主要從新時代國家觀、社會主義核心價值觀以及核心精神文化（民族愛國精神、改革創(chuàng)新精神、文化傳承）等角度開展。2）計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)。計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程主要從科學歷史與唯物觀、科學精神與使命以及職業(yè)精神與規(guī)范等角度開展，通過思維方式的啟發(fā)與建立融入思政元素，思維方式包括計算思維、辯證思維、創(chuàng)新思維等，滲透如何辯證看待問題，樹立正確的職業(yè)觀和道德觀。3）計算機思維和程序開發(fā)。計算機思維和程序開發(fā)可以從歷史性、可解釋性、結(jié)構(gòu)性、實踐性4個角度開展。
5形成性教學評價與預(yù)測一體化設(shè)計
在基于大數(shù)據(jù)的精準教學模式中，教學評價主要依賴于技術(shù)手段（包括大數(shù)據(jù)采集、教育數(shù)據(jù)挖掘、學習分析和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)），通過Educoder等各類智能教學系統(tǒng)自動監(jiān)控、自動分析學生的學習情況，并實時反饋給教師進行關(guān)注；教師、學生等可以根據(jù)自身的需求，查詢并生成可視化的評價報告。預(yù)測則指綜合分析每個學生在各個階段的學習表現(xiàn)數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)（包括各個教育系統(tǒng)、評估系統(tǒng)、專家系統(tǒng)）后，形成數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)，并對學生在未來一段時間的學習表現(xiàn)進行預(yù)測，進而根據(jù)預(yù)測結(jié)果提出相關(guān)的改進建議或?qū)W習對策。課程組充分利用線上教學平臺提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，將學生課前、課中、課后全過程學習行為數(shù)據(jù)采集入庫，綜合評定課程形成性考核成績，包括課前自主學習數(shù)據(jù)、課中邊學邊練數(shù)據(jù)（課堂互動、隨堂測驗、單元測試、實訓任務(wù)、小組研討）、課后作業(yè)、拓展任務(wù)數(shù)據(jù)，達到多平臺聯(lián)動、實時評測，過程性與終結(jié)性考核相結(jié)合，線上線下考核相結(jié)合以及理論與實作考核相結(jié)合的效果。
6結(jié)語
計算機基礎(chǔ)類課程以提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才為目標，以計算機課程的一體化建設(shè)為抓手，將大學計算機基礎(chǔ)與計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)兩門主干課進行一體設(shè)計，將“理論教學”與“實踐學習”進行理實一體設(shè)計，同時以實戰(zhàn)化案例為背景，以項目牽引為驅(qū)動力，建設(shè)計算機教學課程資源庫，共同促進“計算機文化與基礎(chǔ)認知”“計算思維能力提升”與“程序設(shè)計能力培養(yǎng)”相結(jié)合的三位一體的培養(yǎng)目標，以期取得更好的教學效果。
參考文獻：
[1]王準.創(chuàng)新戰(zhàn)略驅(qū)動下應(yīng)用型本科“計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程一體化教學改革與實踐[J].黑龍江教育(高教研究與評估版),2018(11):35-37.
[2]祁薇,姜丹,王輝,等.以落實新時代軍事教育方針為導(dǎo)向的計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)課程改革與實踐[C]//教育理論研究征文優(yōu)秀論文集.大連:海軍大連艦艇學院,2020:143-146.
作者:祁薇 楊健 王婧文 單位:海軍大連艦艇學院基礎(chǔ)部
