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摘要：以“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維為視角，分析了新時代教育現(xiàn)狀下對大學計算機基礎教育提出的新要求。為順應新需求、新變化，以計算賦能為導向，圍繞如何賦予學員計算思維能力、計算機操作能力、編程能力等，進行了一定的教學探索與嘗試，以期培養(yǎng)符合新時代要求的合格人才。

關鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)＋；計算賦能；計算機基礎課程；教學探索

隨著互聯(lián)網(wǎng)教育與人工智能的不斷發(fā)展，計算思維在網(wǎng)絡互聯(lián)時代也有了創(chuàng)新發(fā)展，即“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維，也稱為“計算思維2．0”?；谛鹿た扑枷牒屠砟睿谛颅h(huán)境下如何培養(yǎng)大學生的“互聯(lián)網(wǎng)＋計算思維”能力、如何指導學生樹立計算思維、如何強化大學生的計算機編程、開發(fā)和應用能力培養(yǎng)，實現(xiàn)計算機賦能教育等都成為計算機基礎教育工作者探討研究的問題。

一、當前形勢及其對計算機基礎教育提出的新要求

（一）“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代的教育現(xiàn)狀

2019年1月，教育部的《關于加強網(wǎng)絡學習空間建設與應用的指導意見》提出，到2022年面向各級各類教育、全體教師和適齡學生，全面普及綠色安全、可管可控、功能完備、特色鮮明的實名制空間，加快推進人人皆學、處處能學、時時可學的學習型社會建設［1］。在“互聯(lián)網(wǎng)＋”的沖擊下，一方面雖然獲取知識的途徑增多、效率大幅提高，但是學生普遍缺乏自主學習習慣，在缺失監(jiān)管力度的情況下，學習效果不能保證；另一方面，互聯(lián)網(wǎng)極大地放大了教育資源和老師的作用，從傳統(tǒng)一個教師針對幾十個學生擴大到一百多或更多，如何在人數(shù)眾多的情況下調(diào)控學習過程，并從學生反映出的網(wǎng)絡學習結(jié)果信息中甄別出有價值的評估，是新時代對教師的新考驗。

（二）對計算機基礎教育提出的新要求

一是對計算機技術的普及要求。傳統(tǒng)授課時的教學重點，多半放在保證讓學生會用計算機上，包括掌握Office等常見計算機應用軟件的使用方法和技能。但新形勢下，大學新生的信息化實際操作水平在不斷提升［2］，需要增加了解信息技術的基本概念和計算機技術在不同學科領域中的應用、計算及計算思維的基本內(nèi)涵和計算機問題求解過程、簡單的程序設計和算法方法，以及計算機新技術的基本概念和內(nèi)容、應用領域和方法等。二是以計算機為工具，具備解決一般問題的能力。在大學計算機基礎課程的教學中，還存在“狹義工具論”的偏見，認為計算機基礎教學僅僅是教給學生如何使用計算機進行操作和處理基礎文檔［3］。事實上，新大綱已經(jīng)要求學生掌握信息處理基本方法和多媒體基礎技術，并初步具備運用計算機工具解決實際問題的能力。這里的工具不僅包括計算機操作和基本文檔的處理，更多的是指各類與專業(yè)相關的如圖形圖像處理軟件、計算機安全防護工具、計算機編程處理工具、數(shù)據(jù)庫管理與操作工具等。因此，學生不僅要了解各類軟件工具的相關概念，還要能使用一些常用的軟件工具，配合從計算機科學中提煉的通用型思維方法，解決一些實踐問題。三是融合式計算機教育模式。這里的融合具備兩層含義，一方面是教學方式的融合，在傳統(tǒng)課堂中引入“SPOC＋翻轉(zhuǎn)課堂”混合教學模式［4－5］；另一方面，是思維融合，即將計算機科學領域同本專業(yè)領域?qū)崿F(xiàn)跨學科融合，發(fā)揮計算機科學在其他科學工程領域的融合運用，實現(xiàn)CSE（Compu－tinginScienceEngineering）的落地，并將計算思維方法運用于其他科學領域或應用領域，提升新型人才的信息素養(yǎng)。

二、以計算賦能為導向的教學改革

傳統(tǒng)的計算機基礎課程已無法滿足新形勢下人才信息素養(yǎng)培養(yǎng)的需求，伴隨信息化建設的快速發(fā)展，計算機基礎課程也應順應需求而變化，尤其是新形勢下圍繞如何賦予學生計算思維能力、計算機操作能力、編程能力等計算機應用能力，重新定位計算機基礎教學應達到的知識、技能、能力要求，明確相應的知識與實踐體系，對課程授課內(nèi)容、教學模式、考核方式做出相應的調(diào)整，解決目前計算機基礎課程教學的主要瓶頸問題。

（一）自主學訓增強計算機操作能力

計算機操作能力培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)是實踐，為此應根據(jù)教學內(nèi)容安排，設計出合適的教學方法，構建新型實驗體系，建設自主學訓環(huán)境。以本校實驗教學為例，課程設計了涵蓋演示實驗、虛擬實驗、自主實驗和綜合實驗的課程實驗體系，構建包括導學網(wǎng)站、解答微視頻、立體化教材、自測平臺為一體的自主學訓實驗環(huán)境實現(xiàn)了課外實驗的自主學訓，提高了學員利用信息化技術和手段進行自主學習、自主訓練的能力。通過自主學訓，使學員掌握以Office等常見計算機應用軟件的使用方法和技能，并達到國家計算機等級考試一級水平。其中，教研室集中力量編寫的立體化教材分為兩個部分。第一部分為計算機基礎應用操作，主要包括Windows實驗、辦公自動化實驗、數(shù)據(jù)庫實驗（數(shù)據(jù)庫設計和查詢設計等基本使用）、計算機網(wǎng)絡實驗、計算機繪圖技術實驗以及一個綜合實驗項目。每個實驗以實驗目的為牽引，配合翔實的步驟，并加以實戰(zhàn)練習，以滿足初學者的需求，同時在軍事訓練網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)均有各實驗的講解視頻，學員可以參照學習。第二部分為Python程序設計實驗，主要對計算機基礎理論知識進行驗證和設計，涵蓋二進制運算、信息表示、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、多媒體技術等計算機基礎理論體系的實驗案例，以期加深學員對基礎理論知識的理解和掌握。

（二）融合教學鞏固計算機編程能力

這里的計算機編程能力主要是指把編程中的基本功做好，包括能閱讀簡單代碼、學習他人優(yōu)秀代碼的結(jié)構、使用“程序流程圖”進行簡單程序設計和簡單代碼糾錯。新大綱中增加了Python語言的程序設計和算法，由于受課時限制，課堂上只能做到Python程序的常用語法與基本結(jié)構等內(nèi)容的介紹，而要達到掌握Python的數(shù)據(jù)結(jié)構、調(diào)試方法，理解Python實現(xiàn)典型算法和數(shù)據(jù)結(jié)構的方法，鞏固計算機編程能力，為后續(xù)專業(yè)的程序設計課程夯實基礎，就必須配合其他教學方式進行完善。為此，本文充分利用“互聯(lián)網(wǎng)”下獲取知識的高效性和獲取途徑的便捷性，在傳統(tǒng)理論教學中構建了線上線下的混合教學模式，利用互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)秀教育平臺，通過線上的SPOC自學和線下的翻轉(zhuǎn)課堂，實現(xiàn)混合式教學，并以此來督促學員掌握Python編程的基礎知識，鞏固計算編程能力。計算機編程能力訓練流程具體，如圖1所示。

（三）案例引導掌握計算機求解問題能力

對計算機求解問題能力的鍛煉是計算思維中不可或缺的一項，包括問題分析、問題表示、問題抽象、建立模型和模型求解等內(nèi)容。目前，對這一部分的講授多是通過案例教學，或使用循環(huán)結(jié)構可以實現(xiàn)。但在授課過程中，如果加入有一定難度且貼合專業(yè)背景的實戰(zhàn)化案例，就能更好的達成思維融合。因此，本文設計了一些有特色的實驗案例，如針對Python第三方庫使用設計的運用Python的圖像處理模塊pillow，進行簡單的圖像裁剪、翻轉(zhuǎn)等基礎處理；針對Python程序結(jié)構設計的程序結(jié)構綜合應用案例等。以程序結(jié)構綜合應用案例為例，案例以運用Python中的Turtle繪制實現(xiàn)“導彈攔截問題”為背景，參考BOPPPS模型，具體課程展開六個步驟。一是導入。以簡單的“發(fā)現(xiàn)敵方一枚導彈來襲，我方為保護陣地發(fā)射一枚導彈攔截”為大背景，引人入勝，激發(fā)興趣。二是目標。讓學生清楚掌握明確的學習目的，即程序控制結(jié)構的綜合應用。三是前測。使用Python123平臺進行小測試，獲悉學生復習先導知識的情況。四是預評估。分析前導內(nèi)容學習情況和后續(xù)課程的重難點。五是參與式學習。在教員示范講解的基礎上，從淺到深，從易到難，層層設問，逐步深入；隨后采用小組討論的形式，針對教學案例進行個案研究，提出改進方案或優(yōu)化，實操編程并展示講解。六是總結(jié)?？偨Y(jié)課堂內(nèi)容，分析導彈的關鍵技戰(zhàn)術指標，引出我軍裝備建設現(xiàn)狀，堅定熱愛軍隊、獻身國防的信念，最后完成作業(yè)布置。整個過程始終貫穿“做中學”的思路，體現(xiàn)了計算思維在具體應用領域的融會貫通。

（四）學賽一體提升計算機技術應用能力

積極引入課程競賽，通過學期末課程的圖文設計、數(shù)據(jù)分析和Python編程三項競賽，加深學員對學習的Office、PS和Python編程內(nèi)容的理解。競賽還設置答辯環(huán)節(jié)，優(yōu)秀學員臺上交流學習和制作過程的心得體會，臺下評委從作品內(nèi)容、創(chuàng)新性、學生語言表達、儀表風范等方面對其進行綜合測評，并納入課程考核體系，實現(xiàn)學賽一體，全面提升學員計算機應用水平。同時，教員會進一步選拔優(yōu)秀學員參加大學創(chuàng)新俱樂部，參與數(shù)據(jù)恢復、視頻剪輯與合成、電腦維修120等活動，編程能力突出的學員會被重點培養(yǎng)參加全國軟件設計大賽。

三、教學改革試點情況

目前，大學計算機基礎課程改革在本校已經(jīng)實施，課程遵循“以計算思維為牽引、突出部隊應用特色、面向不同專業(yè)要求分類指導”的理念，明確相應的知識與實踐體系，融入計算賦能，提升課堂吸引力，實現(xiàn)了教學質(zhì)量的提升。

（一）實現(xiàn)了學習態(tài)度的轉(zhuǎn)變

學員在自主學訓環(huán)節(jié)中，明確要對自己的學習而負責，因此他們在訓練中參與性增強，注意力集中，在掌握了以Office等常見計算機應用軟件的基礎上，根據(jù)自身愛好和特長，進一步加深了對計算機基礎理論知識的理解。以本校2018級某班次教學情況為例，通過對比授課之前與授課之后學員的計算機操作水平測試成績（見圖2），可知學員在自主學習狀態(tài)下，其成績有了明顯的提高。圖2計算機應用水平測試成績前后對比積極引入課程競賽，實現(xiàn)學賽一體。通過課程的圖文設計、數(shù)據(jù)分析和Python編程等競賽選題，將競賽考核納入課程考核體系以及后備競賽“種子選手”的選拔中，形式涵蓋授課內(nèi)容與課程教學相輔相成的特色學科。通過學習，學員學期末的選題趨勢發(fā)生很大變化（見圖3）。隨著學員學習熱情的增加，他們更愿意以參賽的方式來提升自身的編程水平，從而鍛煉解決實際問題的能力。圖3參與課程競賽不同選題人數(shù)對比。

（二）實現(xiàn)了教學能力的提高

教員為了更好地開展教學活動，必須積極參加各類創(chuàng)新教研活動，還要針對改革過程中的需要積極配合編寫有關案例和教材，根據(jù)課標要求，嚴格按計劃實施，相互學習、相互促進。課程組教員普遍反映出責任心和教學熱情的提高，教學設計和教學反思能力也得到了提升。

參考文獻：

［1］教育部關于加強網(wǎng)絡學習空間建設與應用的指導意見［EB／OL］．（2019－01－16）．

［2］郭福亮，周鋼，李永杰．大學計算機基礎課程的實驗體系研究［J］．計算機教育，2018（2）：78－81．

［3］崔建峰，陳克忠，黃智云．新工科視角下地方高校計算機基礎課程改革［J］．黑龍江教育（高教研究與評估），2019，1275（3）：34－37．

［4］周鋼，郭福亮．基于計算思維的大學計算機基礎課程混合教學改革實踐［J］．計算機教育，2017（1）：23－26．

［5］崔良中，郭福亮，何智勇，等．基于計算思維能力培養(yǎng)的計算機類課程教學改革［J］．當代教育理論與實踐，2018，10（3）：41－44．

作者：謝茜 張樹龍 周鋼 單位：海軍工程大學電子工程學院 海軍工程大學