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关键词:计算机辅助教学;计算机思维能力;计算机操作能力
一、当代计算机教学中出现的主要问题
(一)教学内容没有体现出最关键的部分
大多数高校的计算机教师在教授计算机课程的时候,对于基础部分都是按照书本上给出的顺序为同学们讲解。但是由于教学内容太多太杂,每个单元的内容都没有太大的联系,也没有一个整体性,所以整个教学就变得很散,不能够让同学们清晰掌握。学生在学习的时候不是找到一个中心点,然后顺着分出来枝杈,进而将老师讲授的内容全部串联起来,形成一个完整清晰的思路,老师在教学的时候也没有根据专业的不同或者每个学生自身基础的不同而改变自己的教学方式,这样导致同学们享受不到针对性教学。另外,没有明确教学目标,大部分学生都是根据考试内容来学习,导致学生不能真正做到学以致用。这就导致同学们觉得自己的学习枯燥无味,不能让自己在现实生活中展现出来,让同学们丧失了学习的积极性。所以必须要重新科学地选择教学内容,要注意和专业计算机知识的联系,将知识、能力和素养等有效整合,形成系统的教学。
(二)个性化的学习无法得到相应的满足
学生来自不同的地区,在开始学习不同的计算机课程之前,有的曾参加过各种信息学计算机竞赛,有一定的计算机素质基础。而有的学生从来没有接触过计算机,所以对于计算机的基本功能、使用方法以及巨大的作用都没有相应的理解。但是对于更多的新生来说,他们只了解一些计算机的作用和使用方法,对专业计算机知识掌握的就不是很好。这种大学生新生计算机基础知识参差不齐的现象,对于大学计算机教学来说是一个大的挑战。我们需要通过培养计算机思维能力,建立完善的信息技术课程体系,并且注重专业需求的差异性。我们学习的课程内容以计算机思维为核心,同时也结合本专业教学大纲、设计案例和实践应用。课程形式的多样化包括课堂内外相结合的实践训练,课程内容和形式的设计、课程实践和内容相结合的竞赛、研讨会、新技术体验等教育周活动,全方位、多角度为学生提供基本的计算机教学。
(三)所学课程没有和专业背景有效联系
大学的计算机课程属于通识模块,在本科大学中开展计算机教育就是为了这个目的。但是计算机课程与专业的结合太少,不同的教学目标、教学内容和教学方式等都应该根据专业的实际情况来进行针对性的调整,不同专业对于计算机技术的需求存在很大差异,所以大学生的计算机课程教育应该具有针对性,尽量满足每一个学生的需求。
(四)课堂教学模式的互动性不够
互动的教学方式可以使学生对问题的思考更加深入,并且可以提高学生们接受这门课程的能力。然而,目前高校的计算机课程大多还是用以前的讲课方式。这种以教师为中心进行教学的方式,仅仅是对书本的内容进行了讲解,而没有和同学们进行互动,这样使老师和学生之间缺乏沟通,导致教学质量很差。
(五)缺乏优秀的教学资源
教学资源数字化具有极大的优点,它可以有针对性并且教学非常的灵活,让学习更加有意思。但是目前很多高校的计算机教学都没有足够的教学资源,主要可以从以下几个方面体现。首先是教学内容繁多且有大量重复,增加了学生的学习压力。其次是学校没有及时对教学资源进行更新,使教学过程缺少最新版的配套教材。最后就是不能合理地应用数字资源,没有将传统纸质教材和数字资源进行合理的整合,导致教学效果就不尽人意。
(六)没有将教学评价真正落实
目前的高校基础计算机教学评价中还存在着很多问题:第一,仍然缺少以计算思维为引导的课程评价标准体系。第二,课程教学中存在总结性评价和体验性评价。第三,学生作为评价的主体对象并没有真正参与到教学评价的过程中去,只是教师在进行评价。第四,评价形式过于单一片面,没有开展全面的评价,学生的课堂参与程度、对课堂的满意程度等内容都没有在评价体系内。
二、研究对策
(一)要重新对教学内容进行编排
目前阶段,高校的基础计算机教育仍处于较低的水平,根本不能满足现阶段的教学目标。在教学内容中反应计算机思维才是对教学目标进行实践的根本。所以要将计算机的教学内容进行重新的编排,应该结合本学校的实际发展情况开展以培养计算思维为主的计算机课程教学,合理设计教学内容,逐渐形成系统完整的大学计算机教学体系。(1)大学计算机基础和其他经典局部形式的思维可以用于计算组织,引用典型案例在社会生活和解决其思想解决方案过程的计算系统,并逐步围绕学习课题,将案例变得更加生动形象,从而映射其中的概念和思维,让学生能够对计算机思维有更深刻的理解,更好地理解计算机思维和社会现象的关系,锻炼学生的想象能力,帮助学生形成复杂的思维。(2)要想让学生更好地了解计算机基础,就要让学生学会用计算思维来看待问题,进行逐渐的系统解释。(3)在不断地阅读中可以积累更多的知识,这是提升思维能力的基础,复杂的思维可以形成更多解决问题的新方式,而要想拥有复杂思维就必须要不断地进行训练,所以在大学的计算机课程教育中必须要对学生的思维进行不断的训练。通过这样的主题教学和系统教学方法,能够对课程教学内容进行有效的整合,然后应用合理的教学方法,对不同的案例进行灵活的处理,不断引导学生阅读,培养学生的思维能力,以实现最终的教学目标。
(二)寻找与专业相符的案例开展教学活动
不同专业对于计算机的基本操作和技能要求不一样,我们也要根据他们的不同需求提供相应的教学。首先,对于教学的内容相似的专业,教师应该根据专业的特点和实际能力来确定教学内容。其次,每个专业的有关问题要进行分类,这样在教学的时候就根据收集的问题进行针对性的讲解和教授。例如,大数据专业,侧重于对总体情况的描述。对于文科的学生,教师应该重点讲述文字处理软件的应用;对于商务专业的学生,教师则应该将教学重点放在计算机网络应用上。教师必须要根据专业的特点来选择合适的教学案例,以便更好地培养学生的计算机思维。一般情况下,案例的选择一定要本着典型、可信、相关和可操作的原则,要选择最具代表性的案例来讲解,这样可以更好地提高教学效果。开展可行性教育就要选择和专业相关的案例,案例可以来源于学生的实际生活和学习过程,也可以是专业学习中所遇到的问题,这样的案例讲解能够让学生更好地学会学以致用。可操作性主要指计算机的自动化、机械化和形式化等,这些可以更好地展现计算机思维的特点。
三、总结
关键词:计算思维;大学计算机基础;教学
2010年10月,中国科学技术大学的陈国良院士在报告中首次提出,要将计算机思维引入到大学的计算机教学之中。从这时起,计算机思维这一概念开始被教育界所广泛接受,并且受到极大的重视。在计算机基础教学之中,加入思维能力的培养计划,可以锻炼当代大学生的思维能力,并且帮助他们利用这种思维的方式解决生活中的一系列问题,对人才的培养有着深远的意义。
一、计算思维的内容
美国卡内基•梅隆大学的周以真教授早在2006年就将计算思维进行了定义。他认为计算思维就是利用计算机学科中的基础概念去解决一定的问题,或者设计系统,并且对人类的一系列行为进行解读。计算机思维实际上包含了计算机科学之中的很多思维活动。而正是因为上述的原因,计算机思维这一概念也就具有高度的概括性,让大家很难深入了解。而计算机基础教学的对象大多数都不是计算机专业的学生。所以即使周教授之后又对这一概念进行进一步的归纳,但是其依旧显得十分晦涩,让学生很难真正理解,讲解的过程本身,对教师也是一大挑战。在经过讨论之后,教育工作者发现,可以对周教授提出的理论进行进一步提纯和精炼,并且将其概括成为三方面问题,这三方面问题分别是“意识、方法和本质”:(一)计算思维意识计算这一思维自古以来就存在于人类的大脑之中。而这种思维意识伴随着人类的发展而逐渐有所变化。因此其实际上并不是一个新发明,也并不是一种新的思维方法,而是每个人都具有的一种能力。现如今,计算思维以及理论、实验思维已经被认为是人类的三大科学思维。计算机学科是利用设计和构造来对计算思维进行培养的,而计算思维的案例在计算机教学之中也是处处存在的。但是问题的关键就是怎样将计算思维这种本能的行为转化成一种有意识的、主动的行为,并且利用计算思维去解决各种问题。(二)计算思维方法计算思维方法是计算思维的核心,周教授将其延伸成为七大类,而这七大类进行总结之后可以大致归结为两方面。一方面就是数学以及工程方法,而另一方面则是计算机科学的独有方法。计算思维以及方法之间是相互促进,呈现互补的趋势的。前者是利用后者作为工具进行研究而逐渐丰富起来的。在大学计算机基础课中,每一个定义基本上都有着其对应的思维方法。例如,Cache实际上就是缓存的方法。而在应用计算机的过程之中,每一个案例都是计算方式的多种集合。(三)计算思维的本质计算思维归根结底是一种抽象的、自动化的思维方式,它和数学、物理这两门基础学科的思维方式相比较,要复杂得多,甚至可以完全用符号来表示。数学抽象就是抛开显示事物的特征,仅仅保留其量的关系以及空间形式。计算机思维的抽象却具备有限性、程序性以及机械性。
二、计算思维教学现状
1.计算思维教学是无意识的。实际上,在当前这一阶段,对计算思维的研究还远远达不到成熟,而计算机这一学科本身的特性决定,其就是用来解决一系列问题的,而解决这些问题的方式其实就是计算思维的方法。所以目前计算机老师大多都会在课堂中无意识地进行计算思维的教学,但是这种教学是被动的、松散的。2.难以认识到培养计算思维的重要性。在之前,人们普遍认为,计算思维仅仅是应用计算机的一种能力,而没有意识到该思维实际上也同样是人类的三大科学思维之一,并且推动着人类科技的发展和进步。正是因为没有从根本上对计算思维给予重视,所以现阶段人们很难从战略思维的高度将计算思维的重要性凸显出来。3.教学只注重技术与应用,却忽视了思维方法。开发软件以及系统才是计算机应用最为重要的目的,所以在教学的过程中,人们大多只重视计算机的开发过程以及相应的细节,而忽略计算机思维方式的教学。因此计算机基础教学必须重视思维教学这一过程,并且找到思维教学发展的方法。
三、面向计算思维的教学改革策略
进行计算思维教学是把原有的计算机基础课程教学内容进行优化和提升,而不是另起炉灶,将当前的教学方式全部。实际上计算机思维教学就是将计算机思维以及基础课程结合在一起,让前者变被动为主动。大学计算机基础教学应该重视三方面内容,这三方面内容分别是“技能、知识和思维”。在当今社会,所有的大学生都应该掌握一些计算机的基本操作。但是实际上,在教学的过程中,老师还是按照之前的教学策略,仅仅是照本宣科地讲解一些计算机知识,而很难顾及计算思维方法的培养。在现阶段,老师应该将课程中所涉及的知识点进行整理,并且在进行理论知识的传授过程中,将计算思维方法直接传授给学生。此外老师还应该通过案例分析、课堂讨论等一系列方法,对学生计算思维进行强化。尽管提升学生计算思维的课程有很多,然而其中最好的课程依旧是大学计算机基础。这是因为该课程是我国各类高校所有学生的必修课。而学生进行该课程的学习之后,应该可以有效地提升计算机的使用能力,并且从一个较高的层次认识计算机的本质,可以在实际应用过程中处理一些简单的问题,进而有意识地将在该课程中学习到的一系列手段和方法应用到自己本身的专业之中。我校在进行基础的计算机教学过程中,结合本校实际情况,将计算思维这一全新的理念融合到教学之中,并且提升学生合作的能力,增强学生的创造性。这样一来,就可以真正地让学生作为课堂的核心,帮助学生提升创造能力,使得学生可以真正地利用计算思维,去解决一系列问题,让他们的综合素质得到充分提升,进而提升我校计算机教学水平。
参考文献:
关键词:大学计算机基础;计算机教育;教学改革
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)19-5389-02
Teaching Reformation and Practice Exploration of the Fundamental of College Compute
WANG Xiao-chao1, WANG Wei2
(1.Department of Modern Education Technology, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China;2.Safety Science and Engineering Department, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)
Abstract: The course that the fundamental of college computer occupies an important position in the professional undergraduate course teaching of the non-computer specialties. Combined the practice of this course academics construction, analyzed teaching condition development circumstances such as teaching material, literature and network environment. It carried through the innovation to the teaching method, teaching mode and examine mode of the course. It put forward some new ways of thinking which have professional special features.
Key words: the fundamental of college computer; the computer education; teaching innovation
计算机应用能力是现代社会对大学生知识结构和能力水平的基本要求,是学生参与社会竞争必须具备的基本条件。因此,基本上每个高校都在非计算机专业开设了计算机基础课程。本课程的开展,在对计算机基础知识普及和对大学生计算机应用水平的提高等方面起到了举足轻重的作用。但是,随着计算机基础知识普及率的稳步提高和计算机应用领域日渐拓宽,大学计算机基础的教学内容必须改革,要采用以网络知识、多媒体知识、信息安全知识为起点的教学内容[1],这对大学计算机基础教育提出了更高的要求。
在本课程教学和实践中,我们结合河南理工大学的实际情况,在深入了解学生能力的前提下,进行了教学内容、教学方法的改革,实施以来取得了一定成果。
1 教学条件的发展现状
结合我校多年的《大学计算机基础》教学建设,对教学条件的发展现状总结如下:
1)教材使用与建设
针对计算机技术的飞速发展和知识更新的需求,结合多年从事计算机方面教学和研究的经验,通过调研该领域的最新资料,我校教师经过多次研讨,编辑出版了《大学计算机基础》(高等学校“十一五”规划教材)作为本课程的教材。
2)为学生提供大量扩充性资料
为学生更好的学习提供了多种类型的学习资料,包括:课程相关的杂志和书籍,计算机基础相关的网络资源,网站、BBS等。我校创办了计算机基础教育网,该网站包含了教学规划,网上学习,作业与答疑,参考资源等大量信息。实践表明,学生乐于查阅这些资料,特别是一些优秀学生,能通过使用这些资源,自主探讨一些复杂的问题,例如制作精美的个人网站和使用 Visual C++ 编写复杂程序。
3)实践性网络教学环境
本课程有非常优良的实践性教学环境,能够充分满足教学需要:我校已经建成充足的多媒体教室和计算机实验室,为实现本课程教学提供了充足的物质保障。我校是中国教育和科研计算机网城市节点单位,校园网覆盖全校各个区域,拥有全光纤主干网络,办公楼,教学楼,学生公寓和教师公寓都用光纤连接到汇聚机房,网速达到100 M到桌面。这些硬件设备对本课程教学发挥了重要作用,使教学质量得到了显著提高。
2 实现教学方法多样化,努力提高教学效果
本课程采用多种方法进行教学,如下所示:
1)通过多种途径提高学生的学习兴趣。兴趣会使学生积极主动的去学习,《大学计算机基础》的学习效果直接受到学生学习兴趣和参与意识的影响[2]。学生们日常经常使用计算机,因此开始时对学习本课程很有兴趣,但是接触到大量概念和繁琐操作时,感到很难理解和接受,学习兴趣也丧失了。我们通过各种途径来培养和提高学生的兴趣,包括鼓励学生进行课堂辩论、以问题为导向的启发式教学、专题讨论等形式。
2)以发展能力为主的任务驱动教学模式。所谓“任务驱动”就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心[3],在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践的活动。
“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。其实施过程通常包括设计提出任务、分析任务、自主协作完成任务、交流评价四个环节。具体说来是将班级进行分组,学生可以独立或者几个人为一组,同时对学生的不同水平进行搭配,给学生布置有一定难度的任务,要求学生在一定的时间内完成,在过程中学生相互交流讨论,相互学习,从而培养大家积极合作的精神,形成相互激励、相互促进的局面,实现共同进步。作业任务可以是收集有关计算机发展和应用的资料,总结一些软件的使用方法,对一些与学生生活密切联系的数据进行表格制作及数据处理,制作有一定主题的网页等。另外老师在给学生所完成的任务作检查评分时,还可以适当地挑选出一些好的作品展示给大家,以增强学生的自信心,调动学生的积极性和创造性,鼓励其更好地学习。
3)课堂辩论与交互式教学。经常组织课堂辩论,讨论的议题包括下一代计算机的功能,校园网目前的故障隐患和对策,如何对P2P软件进行流量控制,面对ARP攻击应该如何主动防御,等热门话题。学生对这些问题展开了激烈的讨论,提高了学习的兴趣,明确了学习的目标。教学中注意采取多种交互式策略,如课堂教师点名提问,学生就某个问题发言后教师点评等。教师还通过互联网和学生进行网络交流,用E-mail、BBS、QQ、和飞信等多种方式传授知识。
4)个性化学习和因材施教。我们建成计算机基础教育网,包括教学规划、网上学习、作业和答疑、参考资源四大栏目。网上学习下设四个栏目:教学课件,电子教案,教学视频,教学参考。作业与答疑下设八个栏目:课程习题,课程实验,知识问答,实验问答,网上答疑,在线测试,作业提交,学习交流。在这些网络课程中采取了向导学习方法,通过对每个学生的学习进度、作业完成情况进行全面评估,然后对学生给出进一步的学习建议和指导,从而实现个性化教学的目标。教师在教学过程中,有意识鼓励优秀学生探讨有深度的内容。例如在实验设计中,注意要求有余力的学生选做部分探索性、创新性的实验,引导学生发挥个性优势,达到因材施教的目的,同时也注意分析学习较差的学生的具体困难,进行有针对性的指导。
5)双语教学。采用中文教材授课的同时,注重用英文讲解课程里的关键词,加深学生的理解。例如开放系统互联参考模型 OSI (Open System Interconnection),因特网协议 IP(Internet Protocol),地址解析协议ARP协议(Address Resolution Protocol) 等等。并且适当指定英文期刊和论文,使学生加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。
6)注重第二课堂。计算机基础知识的学习和应用能力的提高,单凭课堂教学是远远不够的,为此,我们每年都以现代教育技术中心为依托,在全校开展计算机应用技能公开赛,内容涵盖办公软件(Word、Excel、PowerPoint)和C语言、VFP语言程序设计,采用机试形式,综合考察学生的计算机操作应用能力,我们还指导和支持学生参加全国大学生课外科技竞赛,“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等比赛。于2009年的第十一届“挑战杯”中我校共获得一个二等奖,五个三等奖的佳绩。这些成绩的取得都需要优秀的计算机应用水平。学生通过比赛,极大地激发了学生学习计算机的兴趣,提高了他们自主学习和实际动手的能力。
3 采用新的教学模式,改革传统的课程教学
教学过程采用了多媒体教学课件和网络课程相结合的方法,充分利用多媒体的丰富表现形式,利用网络课程的交互性、情景化和虚拟实验等,以学生为主体,因此提高了教学效率。
利用多媒体教室进行直观教学[4]。由多媒体系统构建而成的教学环境具有很多优势,例如多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣,发挥其主观能动性;多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持。我校所有的计算机基础课都在多媒体教室授课,达到了以下效果:第一,在用电子教案进行讲解时,使用多媒体技术,做到图文并茂,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和操作过程。大大激发了学生的学习兴趣;第二,直接使用各种软件实时操作,学生可以同步感受软件的运行过程,使教学更具直观性和互动性,大大加快了授课的速度。
开展基于校园网的网上教学,构建自主学习平台。我校建成了计算机基础教育网,包括教学规划、网上学习、作业和答疑、参考资源四大栏目。在这些网络课程中采取了向导学习方法,通过对每个学生的学习进度、作业完成情况进行全面评估,然后对学生给出进一步的学习建议和指导。
4 改革考核模式,努力完善教学评价机制
为有利于学生掌握计算机基础知识,必须对考试方法进行改革[5]。改变传统的期末一次考试的方式,加大对学生实际应用能力的考查,将考试成绩分为三个部分:平时成绩、作业设计和期末考试,其比例分别为20%,20%,60%。不以一次考试的成绩来判断学生的计算机水平,而是注重对其实际操作能力以及实际解决问题能力的考查。
5 结束语
《大学计算机基础》是高校非常重要的一门课程,提高该课程的教学质量对提高学校的教学质量有着非常重要的意义,对学生知识学习、技能培养有着非常重要的价值。本文结合笔者在《大学计算机基础》课程的教学经验和实践,对本课程的教学内容、教学方法改革进行了有益的探索,有利于学生掌握计算机基础知识,提高了本课程的教学质量。
参考文献:
[1] 贾宗璞,许合利.大学计算机基础[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008:99-110.
[2] 冯翠丽,刘波涛.关于长江大学建设《计算机基础》精品课程的一点思考[J].电脑知识与技术,2009,5(33):9441-9443.
[3] 罗爱军.一年级计算机基础分级分类教学研究[J].电脑知识与技术,2009,5(32):9008-9010.
关键词:大学;计算机基础;教学方法
中图分类号:TP3-4 文献标识码:A文章编号:1007-9599(2011)24-0000-01
Computer-based Teaching Method
Sun Guofeng
(Qiannan Radio and TV University,Duyun558000,China)
Abstract:With the continuous development of network technology,computers become a production life of one of the essential items,the community and the market's growing demand for computer professionals,requiring higher and higher,then,to strengthen computer-based teaching methods of research is extremely important. Computer-based learning as a basic course of computer technology for the development of the overall quality of students in the computer plays an important role,therefore,basic computer course teachers should use various teaching methods to improve students' interest in learning basic computer knowledge and initiative.This article discusses the Computer-based teaching methods.
Keywords:College;Computer-based;Teaching methods
一、大学计算机基础课程教学中存在的问题
大学计算机基础课程教学中存在着一些问题,它们影响着大学计算机基础课程的教学效果,这些问题是需要学校、教师与学生三方面共同解决的。第一,大学计算机基础作为大学生必修的一门课程,对发展学生的计算机技能具有重要的作用。但是,在一些大学的课程设置上,学校并没有给予足够的重视,仅仅是沿袭传统的课程设置方法,没有根据时代与技术的发展,创新地设置一些有利于学生就业的课程,这是不利于学生计算机技能的发展的。另外,一部分大学的计算机更新换代的速度较慢,计算机配置与系统还处于较为老旧的状态,使学生很难了解新型的计算机技术。第二,教师在进行计算机基础课程的授课过程,采取传统的“灌输式”教学方法,将计算机基础知识按照书本上的顺序与内容进行讲解,这种教学方法单一、枯燥,很难提起学生的兴趣。在教师讲解知识时,常常只教学生最基本的计算机知识,比如office入门知识,计算机软件与硬件的组成,简单的计算机处理方法等,这些是学生需要掌握的最基本的知识与计算机技能,在高中教育阶段就已经接触过,所以大学教师应该灵活运用各种教学方法,给予学生较深层次知识的传授。第三,大学是提升自身素质与技能的学府,学生在大学教育阶段应该积极进行知识与技能的学习与提高,但是,由于大学生自身计算机基础素质、学习能力、接受理解能力等的不同,使不同学生在面对相同知识与技能时出现不同的学习效果。一部分学生因此受到打击,渐渐失去学生计算机基础知识的兴趣,甚至放弃学习,这种学习态度是需要及时端正的。另外,一些学生为了就业需要,仅学习与职业技能考试相关的知识,忽视其他计算机知识的学习,这也是不对的。
二、提高大学计算机基础教学效果的教学方法
大学计算机基础是学生提高自身计算机素质的重要课程,也是学生学习更高层次计算机知识与技能的基础,所以,在研究大学计算机基础教学方法之前,学校应该提高对计算机教室建设的重视,加大对学校硬件设施的投入,改良计算机设备与系统,提高计算机的使用效率。同时,教师也应该灵活运用各种教学方法,端正学生学习计算机知识与技能的态度,激发学生学习的兴趣,提高教学效果,进而促进学生计算机综合运用能力的发展。第一,合理安排计算机基础教学内容,分层教学,照顾到所有学生的发展。由于学生的计算机素质参差不齐,所以,教师在教学过程中也应该进行分层教学。因此在课程内容的设置上,大致可以分成以下两个方面:大学生计算机基础的理论知识与计算机应用技术基础。这两个方面是针对不同学习层次学生而设置的,基础较差的学生可以先进行理论知识的学习,而基础较好的学生则将学习重点放到对计算机基技能的练习上。教师针对学生学习重难点进行授课,可以有效提高教学效果与学生的学习效果。第二,创设有效的问题情境,提高学生学习计算机基础理论知识与技能的兴趣与主动性。创设问题情境是常用的一种教学方法,教师根据教学内容,设置一些问题,一步步地引导学生进行创新思考,使学生在理解基础知识的基础上,养成探究学习的好习惯。创设问题情境教学方法最重要的是问题的设置,教师需要积极研究教学内容,有效控制问题的难度与提问的频率,给予学生充分的思考时间,提高学生自主学习的效果。随着问题情境教学的深入,教师应该鼓励学生质疑,提出问题,学生由回答问题转变为提出问题,这也是教学效果与学习效果提高的一大表现。第三,案例教学与演示教学相结合,使学生直观地理解计算机知识的应用过程,提高学生计算机综合应用能力。计算机基础教学中有许多知识与技能是需要教师进行演示的,所以,教师可以演示教学方法与案例教学方法相结合,以案例教学方法提高学生学习的兴趣,以演示教学方法加深学生对知识与技能的理解,进而有效提高教学效果。教师在选择演示案例时,要以生动性、实用性、启发性为原则,选择能够激发学生兴趣,启发学生思考的案例进行演示,这样才能达到启发学生思考的目的。比如,讲解一个案例之后,教师可以设置多种演示实验题目,请学生进行自主操作,教师从旁指导。之后选出较好的演示作品进行展示,提高学生自主学习的积极性,促进学生计算机综合应用技能的发展。
结束语:
综上所述,在知识信息高速发展的现代社会,计算机成为人们生活与生产活动的有效载体,为提高人们的生活水平与生产力具有重要作用。所以,在大学教育阶段,计算机基础课程教师应该灵活运用各种教学方法,激发学生学习计算机知识与技术的兴趣与主动性,提高学生学习效果与教学效果,提高学生综合运用计算机的能力,进而发展成为高素质的计算机人才,为我国社会的发展做出贡献。
参考文献:
[1]耿明芹.大学计算机教学过程的现状和反思[J].中国科技信息,2006,(03)
[2]赵志刚.浅析大学计算机基础课程教学方法[J].价值工程,2010,(34)
[关键词]计算机基础教育 教学改革 应用能力
一、大学计算机教学的地位和作用
我国的计算机基础教育从无到有、由点到面,从少数理工科专业率先实践,发展到所有高校的非计算机专业都普遍开设了相关课程,计算机教育得到了极大的发展。高等学校的计算机教育有两类不同的范畴:一种是指计算机专业的学科教育即计算机专业教育;另一种是指面向全体大学生的计算机基础教育。非计算机专业的学生占全体学生数量的90%,高等学校计算机基础教学是为非计算机专业学生提供的计算机知识、能力与素质方面的教育,旨在使学生掌握计算机、网络及其它相关信息技术的基本知识,培养学生利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力,提高学生的计算机素质,为将来应用计算机知识与技术解决自己专业实际问题打下基础。
二、当前高校计算机基础教育面临的形势和任务
大学新生入学时所具备计算机知识差异性很大,少数学生在高中时代已经熟练掌握计算机基本技能,而有的学生连电脑什么样都没见过。根据相关资料调查了解,在入学前学生掌握的计算机知识多限于网络的初步应用,比如收发邮件和聊天,但是基础知识仍然未达到大学计算机教学的目标。随着中小学信息技术教育的普及,目前,大学的计算机基础教育中计算机文化层次的教学内容将会逐步下移到中小学。但由于各地区发展的不平衡,在今后一段时间,新生入学的计算机水平会呈现出更大的差异。
社会信息化不断向纵深发展,各行各业的信息化进程不断加速。电子商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等己向我们走来。用人单位对大学毕业生的计算机能力要求有增无减,计算机成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志。
大学计算机教育应贯于整个大学教育,国家计算机基础教学指导委员会相继出台了“计算机基础教学若干意见”(白皮书)和“高等学校文科类专业大学计算机教学基本要求(2006年版)”(蓝皮书)。提出了新形势下大学生的计算机知识结构和应用计算机的能力要求,大学计算机基础教育应该由操作技能转向信息技术的基本理论知识以及运用信息技术处理实际问题的基本思维和规律。
三、新的教学模式、教学改革思路探讨
1.培养责任心强、高素质的教师队伍
大学计算机的教学工作面对新的形势与任务,计算机教学工作对教师的计算机专业知识与应用水平也提出了更高的要求,高素质的师资队伍建设将是今后计算机基础课程建设与改革的关键。为了使从事基础课教学的教师真正适应教学要求,必须提高师资队伍的层次。总体上要求主讲教师具有硕士或更高学历:教学辅导人员应不低于本科学历。计算机技术及工具变化较快,学校应重视教师培训工作,以加强在岗教师的业务提高。建立和稳定一支高素质师资队伍,只有这样,才能适应在新形势下对大学计算机教师的要求。
2.创新教学观念,完善教学内容
认识了当前计算机基础教育面临的形势和任务、针对高等学校具体的实际情况,我们要建立新的教学模式和进行教学改革,这就是:将多媒体教室教学和网络辅助教学相结合,加强教师的主导作用,强调实践环节,以培养学生能力为中心,提高学生的计算机基本素质和实践能力,以及应用计算机解决实际问题的能力。进一步确定了计算机基础系列课程的教学内容及各门专业课程之间的相互关系,保证计算机系列课程的科学性和先进性。计算机基础教育课堂教学着重讲授计算机技术中的一些重要概念和方法,培养学生对基础知识掌握和方法,主要的技能知识内容放在实验教学环节(例如OFFICE应用部分),积极采用视频教学的方式,充分利用网络的优点,完善课堂教学。在一些专业中,计算机教学将会更加贴近专业,如艺术、建筑、化工等。所以,计算机课程应该文理分科,区别对待,根据不同的专业有不同教学计划,有些工程性强的专业涉及到的科学计算比较多,艺术类专业可能会注重多媒体处理。不同专业的计算机基础课程应该包括针对该专业特点的内容。我院在程序设计课程中,针对不同的专业例如文科学习VFP,自动化专业学习C语言,机械专业学习VB等不同的语言。
同时充分考虑学生的兴趣以及就业的前景需求,计划内的计算机教学已经不能满足需要,应该有选修计算机课程;该课程又是针对非计算机专业设计,因此,也要突出课程内容的实用性。总之,各专业的计算机课程按照重基础、强实践,突出综合应用能力的原则建立了计算机基础教育课程体系。
3.与时俱进,更新教学手段
计算机课程是实践性很强的课程,计算机知识与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践与钻研。我们应该不能只有课堂教学,在现形势下,网络的应用给我们的实验教学提供了很好的平台。有条件的学校应该有课程的网站,教学中的高层次的需求在网络中得到极大的补充。网站的建设包含讲义、实验指导书、网络课程,还应该包含自学需要的素材库、试题库,以及可以开发出考试系统等丰富的教学资源和软件,它们各自自成体系又相互关联,各种教学形式互相补充又充分发挥了各自的优势,满足了各专业不同层次学生的需求。
计算机基础教学应该是课堂教学,实验教学,网络教学三位一体,相互促进,各方面全面培养学生的上机动手能力、独立分析问题和解决问题能力、知识综合运用能力。
强化学生的计算机实践能力,以教师为主导、学生为主体的教育思想,深入探索自主学习、探究式学习、协作学习等多种先进的教学方法,注重对学生能力与素质的培养。探索各种教学模式混合的新式教学手段。
4.改革教学考核手段
为了保证计算机教学质量、促进计算机教学改革,同时应该改革计算机教学的考核手段非常重要。对教师而言,重点在于对学生计算机知识与能力的培养,是否符合白皮书和蓝皮书大纲的要求。我们着手改革学生成绩的评定,将学生的期末成绩转换为上机成绩,平时成绩和笔试成绩的有机结合,笔试成绩侧重于理论知识的掌握,上机成绩是操作技能的表现,平时成绩是对学生的严格要求。这样可以避免学生盲目追求高分采取死记硬背的方法学习计算机,激励学生创新追求全面的知识。为了提高学生的综合能力,建议每个计算机课程后都有一个综合设计的课程设计,这样学生自主创新能力可以大大加强,同时学生有很强的成就感。
四、结束语
总之,通过大学计算机基础的全面改革,积极发挥老师的引导作用,激发学生学习计算机的积极性,调动大学生的学习主动性,全面提高计算机的应用能力,为以后各学科的学习打下基础。
参考文献:
[1]张家超.计算机基础教程.北京理工大学出版社,2006,6.
[2]李鉴增.大学计算机基础教程.中国电力出版社,2006,9.
[3]王宝智.大学计算机基础教程.机械工业出版社,2005,1.
关键词:大学计算机基础;教学;实践;高等教育
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0068-02
计算机基础教育是针对所有的学生的计算机课程的教学,它不分专业,旨在培养所有的学生拥有一定的计算机基础能力,能够利用计算机解决自己专业内的一些知识问题。伴随着社会的发展,信息多元化已经成为一个发展趋势,所以学生如果能够利用好计算机,就可以在最快的时间内了解到最新的知识,这样学校就能够教育出一批更具有竞争能力的人才。这才是计算机基础课程的最初目的。
一、现在的《大学计算机基础》课程的基本情况和出现的一些问题
现在的《大学计算机基础》课程对于所有的高校来说,都是一门公共课程,是把传授学生信息技术基础作为初衷的教学课程。它包括计算机的软硬件的基础知识、系统和基本的办公自动化软件知识,还有一些多媒体知识和网络知识等等,覆盖的范围比较广,但是并不是很深。对于非计算机专业的学生来说,它基本上涉及了计算机的方方面面;但是对于计算机专业的学生来说,它的基础知识就好像一把打开计算机课程的钥匙,对以后的深入学习至关重要。[1]
随着社会的发展,人们对于专业知识的需求更为明显,高校相应地也加大了对于专业知识的学习,对于一些公共课程进行压缩,所以学生在学习的时候,一方面由于学习时间少,学不到相应的知识,另一方面由于自身的不够重视也对课程的学习发生忽略,加上不同地区的发展程度不同,现在的初级教育中都已经开展计算机基础的课程,同时一个地区学校相应的师资设备也存在很大的差异,所以最终造成了高校的学生自身的计算机水平良莠不齐。因此,种种因素导致计算机课程在教学的过程中出现很多的问题,具体可以分为以下两大类:①在课程的最初阶段,师生都有一个共同的感受,那就是“难”!老师难教,学生也难学。究其原因,就是因为计算机基础课程本身“范围太广,知识点太过零碎”。②在课堂上会出现一些学生不屑于学习,而一些学生则学不会的现象,原因是学生的计算机水平良莠不齐。
二、针对《大学计算机基础》课程出现的问题,进行分析得出的具体的教学与实践
(1)计算机的进步和科技知识的高速发展,学生的素质也在不断的提升,这对于老师来说也是一个巨大的考验,需要老师能够不断地学习新的知识,来扩充自己,提升自己的专业知识和相关的素质水平,让自己能够跟得上时代的步法,听得懂学生的语言。因此老师在进行备课的时候,就要查找一些新的知识为课堂做准备,同时老师也要不断地学习一些先进的计算机领域的知识,更新自己的教学内容和方法,改变自己的课堂教学手段,以最高的效果提升学生的学习成效。比如说,老师在讲解一些关于计算机网络和程序方面的知识的时候,课本上大多都是一些理论性的知识,而且课程的内容量很大,学起来枯燥无味。这个时候,老师就要发挥自己的生活经验对学生讲解一些生活中的具体事例,同时还要利用自己的教学经验,适当地加一些课堂调控的手段。例如:一次在听课的过程中,有一个老师在对学生解释网络域名时将其比作一个人的名字,但是IP地址的解释则是一个人的电话号码,两者之间相互匹配,上网就是把域名转换成相应的IP地址,就好像打电话的时候,找到名字对应的电话号码进行拨打,通信的发生是因为号码,而与名字无关。这样,学生就能够形象化地理解了域名和IP地址。[2]
(2)计算机基础的任课老师要在教课之前了解自己学生的专业情况,并依照学生的专业特性实施“因材施教”,让不同的专业的计算机基础课程有所偏重。就好比一些计算机类的专业,比如电子、电信等等,还有一些非计算机类的专业,但是多少涉及到一些编程类的学科,比如说心理学、机械制造等等,其中计算机基础课程后面的操作系统部分的内容对以后学生的C语言课程、汇编语言课程和单片机课程都有一定的关联,所以在这一部分就一定要给学生仔细讲,同时还要让学生结合自己的专业课的需求进行学习;但是比如说我所带的班级中有化工,材料以及一些文科类的专业,针对这些专业在这一章节的教课中,就不能按照电子信息专业学生的要求来对待他们了。[3]另外,关于技术方面的知识发展速度是非常快的,当知识以铅字的形式出现它本身就落后了,所以,作为老师,不能够仅仅按部就班地按照课本对学生讲课,这样就会浪费学生的时间,而且效果也不好,老师应该充分地利用好网络,及时地给学生补充一些相关的先进的知识,这样就能体现学生作为国家未来发展前途的先进性。
(3)针对计算机基础课程本身来说,它应该是一门实践很重要的课程。结合以前毕业的学生反应的具体情况可知,在实际的工作中,计算机基础的知识应用的是比较广泛的。但是,当学生被问起会与不会的时候,学生往往就是眼高手低,缺乏实践。究其原因学生在学习的时候,只是对照着课本,按照步骤进行操作,感觉十分简单,但是真正工作后,好多东西不是忘了,就是记得乱七八糟的,因此主要的还是上机实践。同时,为了保证学生学习的质量,要加强对上机实践的考核,引起学生的注意,让学生能够真正地重视起这门课程。
(4)由于计算机基础课程自身的特点,范围广,知识点多,同时又是公共课,所以课时安排就相对来说比较少。因此,老师在讲课的时候,往往为了能够加快课堂进程而采用多媒体教学的方式,这样速度虽然达到了,但是好多时候,学生的思维往往是跟不上老师的速度的,而且老师的讲课也只是机械的讲课,缺少课堂的激情,所以学生很容易感到厌烦。基础差的学生跟不上老师的进程,基础好的学生感到没劲儿。因此,这个时候老师就要适当的加一些课堂调控的手段,吸引学生的注意力,同时老师也要利用多媒体教学的优势,依照课堂知识的内容,适当地添加一些声音、图片等等的因素在课堂中,一方面吸引了学生的注意力,另一方面也增加了学生对课堂知识的理解。比如说,老师在讲解Excel表格的具体操作的时候,可以预先制作一份求职简历让学生看看,然后在讲解的过程中配合操作,这个时候,学生的注意力是十分集中的。还有老师讲解PPT的时候,可以首先播放几张比较优美的PPT,这样一方面调节了课堂气氛,另一方面也吸引了学生的注意力,提高了学生的兴趣。[4]
(5)除了上述的具体方法外,老师还可以利用学科之间的关联性,进行学科的穿插讲课,充分地体现计算机的广泛应用。还有,改革考试方式,提升学生的积极性和学习精力等等。随着科技的发展,高校中计算机基础课程的教学从一定程度上关系着学生未来知识的学习,更关系着一些深入性人才的培养。关于计算机基础课程的教学与实践还有很多的不足需要改变,我们一方面可以根据自身的教学经验进行分析,另一方面也可以和其它的高校进行交流、学习,去其糟粕,取其精华,结合自身特点,寻求适合自己发展的模式,努力创新,培养高知人才。
参考文献:
[1]刘宝军.高校大学计算机基础公共课程的教学改革与实践[J].教育教学论坛,2010,(27).
[2]吴宁.对《大学计算机基础》教学中部分问题的探讨[J].中国大学教学,2007,(8).
关键词:师范院校;大学计算机基础;创新教学
中图分类号:TP3-1文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 05-0000-01
University Computer Basis Teaching in Normal School
Liu Yang
(Linyi University Yishui College,Linyi276400,China)
Abstract:At present,almost all of the Normal College used the" University Computer Basis"course as a required course.This view of the Normal College characteristics,from the" University Computer Baiss"
teaching about the content and status,and then to teaching innovative and improve the level of teaching staff to offer insights,highlighting the computer's basic operations and times of teaching.
Keywords:Normal university;University Computer Basis;Innovative teaching
在计算机与信息技术飞速发展的今天,计算机基础是每个师范院校的学生必须接受的教育。《大学计算机基础》是一门基础性课程,是一门大学生必修的基础课,其内容是学习计算机科学与技术学科的基本理论与基本概念以及相关的计算机文化内涵。
一、《大学计算机基础》的教学内容与现状
(一)《大学计算机基础》的内容。《大学计算机基础》这门课程作为师范院校公共基础课层面上的计算机基础教学,其主要内容体系是计算机概论+Office操作+网络基础知识及使用,讲述计算机基础及安全与维护知识、Windows XP操作系统、Word文字处理软件、Excel电子表格处理软件、PowerPoint电子演示文稿软件、计算机网络与Internet、多媒体技术基础,除了一些基本概念和理论之外,其操作性很强,对学生就业以后所从事的工作是会有帮助的。
(二)《大学计算机基础》的教学。根据新课标的安排,很多师范院校的授课与实践学时分配基本达到了1:1,课堂教学采取了板书+多媒体+演示操作+上机实践的形式。但从当前调查的情况看学生的上机实践和教师的授课速度不同步,学生的上机实践效果不是很理想。为此,条件好的师范院校可以选择教师在机房授课的形式,由教师机主控,学生人手一台计算机,教师的操作学生一目了然,可以同步进行操作,这样边讲边练,学生的学习效率有很大提高。
二、创新《大学计算机基础》教学
(一)利用现代教学手段进行辅助教学,提高课堂教学效果。把计算机、投影仪、教师制作的电子演示文稿、动画、视频等搬入到课堂进行辅助教学,学生注意力集中,能达到良好的视听学效果。担任《大学计算机基础》课程教学的教师可以利用多媒体课件进行集体备课,学重点和难点,交流授课体会和经验,有效地提高课堂教学效果。
(二)“恰到好处”的理论与实践教学,增强学生自主学习的能力。《大学计算机基础》是门操作性很强的课程,学生仅仅在课堂上听了教师的授课,但是若不进行上机实践练习,达不到完成操作的目的,因此要求教师要把握好理论与实践的关系“度”确保学生能够“吃饱”,还能细化“吃好”。学生上机时,要先依照课本或练习题中给出的操作步骤一步步地完成。完成基础的练习题后,最重要的是要完成教师布置的任务,教师提供给学生一些文字性电子素材,针对各个知识点,提出要完成的各种要求,有能力的学生在上机课时内可以完成一些,很多学生需要在课下完成这些任务,学生要在教师规定的时间内以电子邮件的形式提交作业。这样就调动了学生的课后学习积极性,发挥他们的创新能力和想象力,并真正做到学生的自主性学习。
(三)使用案例教学,注重培养解决问题的能力。案例教学实际上是一种“做中学”的形式,注重培养学生创造能力以及实际解决问题的能力,不只是获得固定的规则、原理。案例的设计要求考虑现实性,要来自实际环境中或者学生身边熟悉的例子,并且案例的设计要对今后的学习有指导意义。举一个最贴近毕业设计论文排版的问题式案例来说,每个人对书籍的目录、页眉、页脚很熟悉,教师在上课时可以将一个事先排版好的论文给学生展示,同时展示其论文的目录、页眉、页脚。让学生带着问题融入到后续的文档制作情境当中,教师再分别结合这些案例讲授如何设置目录,设置目录之前如何定义并使用大纲级别,如何设置不同实际需求的页眉和页脚。这样教师起到协助引导作用,循序渐进,学生在做中学,使得学生积极主动地成为学习的主体,逐步建构属于自己的知识体系。
三、提高师资队伍水平
(一)提高教师综合素质。师范院校的新型教学模式要想得到社会的认可,学校必须制定人才强校战略,明确师资队伍是人才培养的核心保障,积极采取有效措施,建设一支素质优良、结构合理,满足学院发展和人才培养需要的高水平专业师资队伍。尤其是计算机基础教学工作对教师的计算机专业知识与应用水平提出了更高要求,高素质的师资队伍建设是今后计算机基础课程建设与改革的关键,如果不重视它,则成为制约改革的主要因素。因此学院通过多项政策,比如设任职门槛、定期培训、制定考核激励机制,采取引进、培养等方式,建立了自己的专职教师队伍,不断提升专职专任教师队伍的学历和学位层次。
(二)改革课程考核方式。课程考核是检验学生学习效果、评价学生学习成绩的一个重要环节。传统教学的考核方式以笔试为主,对于操作类课程不太适合,因此我们要对该门课程进行考核改革。最终这门课的考核方式是采用ATA全国计算机高新技术考试系统,理论部分和实践部分全部是机试,理论和实践分别占总成绩的40%和60%,并规定如果理论或实践其中之一不及格,则该门课程总成绩为不及格。通过加大实际操作能力的考核比重,加强了实践技能的培养,引导学生正确把握课程性质、掌握重点。
总之,在《大学计算机基础》课程教学中要结合师范院校的实际定位和人才培养目标,通过创新教学方法、教学手段、课程考核等措施,既让学生掌握了计算机基础理论知识,也培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。我们还将进一步在教学实践中与时俱进,不断更新教学理念,探索教学模式的多样化。
参考文献:
关键词:大学计算机基础;计算思维;教学
1背景
随着科学技术地进步和计算机技术的深入发展,在以大数据为主的背景下,以培养学生计算机应用能力为目标的教学要求,已经远远不能满足现在的社会需求。取而代之的是培养学生的思维模式,让学生具备解决问题的能力和创新能力。由计算机应用能力培养转变到思维方式培养,这给高校计算机教学提出了一个更高的目标和要求。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。思维教育是一种思维模式的培养和训练,采用传统的教学内容和方式显然是行不通的,要在传授知识的基础上,更加注重能力的培养和思维的训练,培养学生严谨的科学态度和思维习惯。因此,为更好地步入计算机基础课程教学的快车道,为人才培养奠定坚实的基础,有必要深入探讨一下以计算思维能力培养为导向的大学计算机基础课程的教学理念、课程内容设置、教学方法、考核评价方法和实验室建设等方面的问题。
2以计算思维能力培养为导向的大学计算机基础课程教学理念
新的人才培养模式不再是仅仅的传授知识和培养应用能力,而是在此基础上提出了更高的要求。因此,大学计算机基础课程应该是集基本知识、能力培养和思维训练于一体的大学通识教育课程。从这点出发,计算机基础课程的理念应当立足于培养学员思维方式和解决问题的能力。计算思维的本质是抽象和自动化,一个重要的体现是利用计算机解决计算问题,即如何将实际问题通过分析、抽象和构造,最终转化为可利用计算机自动执行解决的过程。因此,将大学计算机基础课程的教学理念设定为:立足于学生未来职业发展的需要,结合学生岗位专业的特点,以计算思维能力培养为导向,以培养计算机素养为目标,按照学为主体、教为主导的教学思路,鼓励学生自主学习,引导学生利用计算思维解决问题,培养良好的学习习惯,为将来岗位任职打下坚实的基础。
3以计算思维能力培养为导向的大学计算机基础课程教学内容的设置
3.1课程定位
融合培养模式下,课程内容既要体现通识教育的需要,又要结合学科专业的特点。大学计算机基础课程在原有知识内容的基础上,通过重新组织和与安排,形成层次递进、有所侧重的内容组织形式。首先使学生了解信息技术对人们工作、生活和学习方式所带来的变化。了解信息技术与自然科学、工程技术、人文社科等相互渗透、交叉融合;其次使学生理解和掌握计算科学的基础知识和基本方法,掌握基本的信息技术应用能力,掌握利用计算工具解决专业领域问题的思路和做法:最后要求学生掌握计算思维能力解决专业领域问题的思路和做法【3】。因此,教学内容不仅紧紧围绕计算机基础知识展开,更要突出计算思维训练的内容,体现计算机学科培养的本质——计算思维与能力。
3.2课程内容组织与安排
以计算思维为导向的课程内容应突出利用计算机解决问题能力的培养。总的来说主要包括计算机基础知识和计算思维两大部分,其特点是知识体系覆盖面广,内部包含的知识点多。因此,要在有限的学时内达到预期的教学目的,需要将课程的教学内容重新进行组织和调整。(1)教学内容突出主线。教学内容的组织以计算思维作为主线,重新组织知识内容,突出与计算思维训练相关的知识点。以计算思维为导向的课程内容应包括:Python语言,可以实现计算机问题求解自动化的工具;信息编码和数据表示,最基本的问题对象的组成,也是问题求解的基础;计算机工作原理,是计算机问题求解的关键,要利用计算机解决问题首先要懂计算机,知道计算机组成,及计算机工作的原理;计算机网络、数据库和多媒体技术,既是计算机应用的部分,也是计算机问题求解的对象。(2)融合专业实例。在教学中适当地引用跨学科、跨专业内容,也是培训和训练计算思维的一种措施。在课程教学内容中加入涉及专业领域的实例内容,让学生切实体会如何用计算机解决专业中的实际问题,在学习用计算思维解决专业领域问题的方法过程中,体会计算思维、培养计算思维、训练计算思维。(3)扩展课程资源。为了达到培养计算思维的目的,教学内容可以不停留在计算机学科本身,可以跨专业、跨学科,那么学生获取学习资源的渠道也应该不再是仅限于书本、教材,而应该面向于更广的范围,比如已有的优秀网络课程、微课、慕课等开放的多媒体资源,作为课堂学习的拓展,满足不同学员个性化自学需要,同时为教员开展信息化教学提供资源。
4以计算思维能力培养为导向的大学计算机基础课程教学方法
首先,把计算思维作为教学的主线贯穿在整个教学过程中,要让学员明确每一部分课程内容具体的计算思维体现在什么方面,让学员切身体会到计算的魅力,养成计算思维的习惯。具体做法可以是以通过计算思维引入课堂内容,结合计算思维讲解知识点、总结过程中突出计算的应用等。其次,突出学员的主体性,以学员为本,关注学员自主学习能力培养,
4.1以计算思维为核心的问题式教学模式
(1)提出问题,设计教学实例。在问题式教学模式中,教师将教学内容以问题的形式呈现给学生。教师以培养计算思维为出发点设计教学实例问题,以问题为核心来组织开展教学活动,学生以问题为牵引,通过自主学习、分析和解决问题来获得知识、锻炼技能和培养解决问题的思维能力。(2)解决问题,培养学生思维能力。学生是分析和解决问题的主体,教师则是负责设计问题、构建问题情境、组织问题分析和引导问题解决。首先,教师将解决问题涉及的知识内容等相关辅助信息布置在课前预习当中,并对问题的重点和难点提示给学生,引导学生在解决问题的过程中运用计算思维的相关概念和方法,让学生体会到整个过程是在学习解决问题的方法,而不是单纯的解决一个问题。在学生运用计算思维解决问题过程中遇到的困难,教师给予指导和帮助,从而帮助学生更好地提升自身解决问题的能力和水平。(3)拓展问题,提升学生创新能力。在问题设计环节,教师可以有倾向性的将问题向其他学科或者专业领域倾斜,直接让学生学习如何应用计算思维解决实际问题。和其他学科或专业领域融合的问题设计,已经超出了计算机课程的基础性教育内容,是在原有内容上的拓展,而在此类问题的解决过程中,学员不仅可以使自身应用计算思维解决问题的能力得到提高,也会大大提升学生的创新能力和水平。
4.2以自主学习为主体的开放式学习
大学计算机基础课程改革后面对的主要问题是教学内容覆盖面大,知识点多,而教学学时又进行了压缩,按照以前传统的以教师为主体的教学模式展开教学,显然是不可行的,也无法实现教学大纲规定的教学目标。在当今网络课程、慕课、微课等信息化教学资源非常丰富的时代,以自主学习为主体的开放式学习则是一种最佳的教学模式之一。在自主学习过程中,学生是主体,不再受传统教学模式的限制,可以根据自己的需求通过可利用的各种渠道获取学习资源,遇到困难问题可以通过学习小组开展交流讨论,一起解决问题,使学生形成团队协作意识。为了保证学生自主学习的质量和效果,自主学习的内容同为大纲要求的学习内容,并同时将自主学习过程和成果纳入考核评估范围。
5考核评估更加重视形成性考核
为了强化能力培养,课程的考核评估会更加侧重形成性考核部分,也就是改变学生传统的一考定结局的观念,平时不学习,期末考试突击也可以顺利过关,拿到学分。形成性考核是对每名学生课程学习全过程的评估考核,组织的形式可以有网上作业、单元测试、电子作品等,评估考核的形式更加开放式,实施过程也更加自由,学员可以借助网络资源和工具,也可以形成小组讨论交流,共同寻求解决问题的思路和方法,同时也在解决问题的过程中提升自身的应用计算思维解决问题的能力。形成性考核形式比较开放,这就对教师提出了更高的要求,教师是评估考核题目的设计者,考核的内容既要能客观公正的评价学生的学习效果,又要给学生留有可以提升能力的空间,始终坚持以培养计算思维为导向。
2011年,周以真[1]教授提出“计算思维”是一种能够清晰、抽象地将问题和解决方案用信息处理所能有效执行的方式描述从而解决问题的思维过程。2017年,我国教育部指出“计算思维”是发展学生信息素养的核心素养之一。国内外研究者普遍认为,计算思维本质上是人类如何解决问题的思维和能力体现的一种过程,也是一股推动学生信息素养发展的创新动力,主要包括六个方面的子能力[2]:形式化问题、抽象问题,建立模型、组织和分析数据、建立问题解决方案并优化、解决方案系统化和问题迁移。随着科学技术的发展,K-12阶段计算思维的教育价值将越来越突出,以适应新世纪对人才技能的新要求。总的来说,计算思维是一种规范化、系统化的问题解决过程,也是人的一种内在思维品质。本文将PBL问题引导模式和计算思维培养相结合组织课堂教学,分阶段有目标地逐步完成学习任务,实现教学目标。以“问题”为出发点,注重小组自主探究学习,任务分配,问题解决设计与实施,可以提高学生解析问题能力和创新能力,帮助学生形成计算思维并应用在实际生活中。
二、PBL问题引导模式和计算思维培养相结合组织课堂教学
计算思维的概念对于大一新生来说是比较抽象的。基于“计算思维”的大学计算机基础课程改革成败的关键在于如何以恰当的方式传授给学生,且计算思维不仅需要培养学生编写程序的思维,更重要的是培养学生分析解决综合问题的能力,而这种综合问题解决能力的培养,需要真实的问题情境、多元的学科知识储备以及必要的工具方法支持。PBL教学法,是一套设计学习情境的教学方法,笔者结合多年教学经验将PBL问题引导模式和计算思维相结合的组织形式引入“大学计算机基础课程教学”中,设计贴近真实生活的问题,用简单的案例讲授复杂、高深的学生难以理解的原理。教学过程一般是围绕问题求解的基本过程,即通过问题的引入,探寻解决问题的方法,故设计的教学案例尽可能地将计算思维的核心教学目标“埋在”教学中,这种做法开拓了计算思维的课程设计思路。
三、基于计算思维培养的算法教学改革及实践
在计算机实际应用中,经常会对数据序列排序,如按字母,日期,数字进行有序的顺序排列,即便在高速的计算机上运行,如果使用排序方法不恰当,也可能需要很长的时间来完成排序。一个优秀的算法尤其是在大量数据的处理方面可以节省大量的资源。排序算法在日常生活中应用非常广泛,生活中几乎处处用到。在《大学计算机基础》课程教学改革中,排序算法是一个很好的培养学生计算思维的案例,学生会遇到不同的排序方法,如何引导学生创造或学会一个有效的排序方法并运用在生活中解决问题是笔者实践的要点,算法学习也是一种学习和提高思维能力的过程。(一)选取通俗易懂的案例。在现实生活中广泛存在着排序问题,现在假设要给考试的试卷按照学号排序,几百份的试卷!用什么排序算法?生活中很多类似的问题:班级名册、电话簿中的姓名、字典、图书索引、图书馆或书架上的书、计算机中的文件列表等。简单地说,我们希望在排序时花费的时间要短,占用的资源要尽量少,因此要解决以下问题:一是从序列的初始状态到经过排序算法的变换移位等操作变到最终排序好的结果状态的过程所花费的时间要尽量短。二是从序列的初始状态经过排序移位变换的过程一直到最终的状态所花费的空间开销要尽量小。三是稳定性:要保证排序前和排序后,2个相等的数其在序列的前后位置顺序相同。(二)以问题为驱动引导学生主动思考,加强计算思维培养。项目组在多年的《大学计算机基础》教学中,结合学生业特点设计一系列具有层次渐进关系的问题,在教学设计中引导学生结合生活场景深入思考,进而找出并描述解决问题的步骤。1.学生们联系生活讨论并说出哪些场合排序是非常重要的?同时思考如果没有排序这些场合可能会出现哪些问题?(最常见的问题:无序时人们需要花费大量时间来查找目标,费时费力)。指出排序能够使我们快速进行查找,提高工作效率!提出计算科学中排序的意义。2.讨论:1)先用“插入排序”,发现如果只有10份试卷,排的还挺快的,但是随着已排序试卷数量的增多,想要把新的试卷插入到已排序试卷集合的合适位置则会越来越慢了。2)插入排序看起来简单易行,但是试卷多达至上千份时,该如何处理?那先把所有的试卷按照学号分成10堆,比如学号50以下的放在A堆上,学号50~100的放到B堆上,以此类推。每一堆用插入排序进行排序,因为试卷份数比较少,所以用插入比较快。然后按照A-E堆的顺序进行合并,也就排好了。3.学生分小组模拟以上场景,先在一个集合中排序,即每个人随机从老师手上抽到一个数字,抽完后展示出来,是一个无序的状态,如图1所示。4.学生开始分组讨论如何快速有效地将小组的无序数字进行从小到大的有序排序,并整理方法和步骤。5.几分钟后,让小组学生演示排序过程,并总结排序方法;(学生有可能想到的是插入排序类似于扑克牌游戏摸牌时的方法,游戏人摸起一张牌时,要和手上现有的牌进行一个个比较,直到插入正确位置(按牌面大小),以便手中的牌以一定的次序排列。)6.小结一下:插入排序是一种较为简单的排序算法,其算法思想是将一个待排序的数字按其关键字的大小插入到前面已经排好序的子序列中的适当位置,依次如此,直到全部记录插入完为止。7.播放网上下载的国外用真人跳舞表现的动态排序算法步骤视频,如图2所示,让学生更深入体会计算机科学中排序的步骤。图2动态插入排序算法视频8.让学生分组讨论还有没有其它的方法,只要和前一种方法不同即可;或者让学生尝试用“冒泡排序”来演示排序的整个过程(冒泡排序是一种简单直观的“交换式”排序方法,基本思想就是从左至右让相近的两个数字作比较,小的往上冒,排到前面,大的往下沉,排在后面,按照这个规则从左向右比较,重复遍历整个队列,最大的数就被换到了数组尾。(这里指升序))9.可根据课堂学生情况,是否重复第3步。10.比较以上排序算法,整理步骤。哪一种方法更优,引导学生计算出整个遍历过程中排序需要比较的次数,并说明原因。(对于冒泡排序:要找出n个数的最大值,需要比较n-1次。例如,要找出8个数中最大的那个数,第一趟需要比较7次,要找出剩下的7个中最大数,需要比较6次,依次类推……总共需要比较7+6+5+4+3+2+1=28次)。11.在学生有一定的算法基础上进行拓展,可根据学生专业特点尽可能尝试其他的排序方法,引导学生去思考,如选择排序、希尔排序等,并总结其算法思想。12.总结:在这些排序算法中,冒泡排序和插入排序是最基础的,各种排序方法中,没有哪一种是绝对最优的,因此,在实际应用中通常是根据不同的问题适当选用合适的算法,甚至可以多种算法结合起来使用。
四、结语