大学计算机基础课程改革探析

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摘要：为应对新一轮科技革命的挑战，新工科建设在我国高等教育界掀起了一股新的研究与改革热潮，各高等学校纷纷做出响应。本文探讨了如何在云教育理念下进行大学计算机基础课程教学改革，从而培养面向新工科需求的复合型、创新型人才。

关键词：新工科；云教育；计算机基础；课程改革

为应对新一轮科技革命的挑战，主动服务国家创新驱动发展、“互联网+”等重大战略部署，加快我国工程教育改革与创新，培养一大批高素质创新型工程科技人才，教育部强调，要聚焦国家长远发展战略，把握高等学校人才培养工作的新任务新形势，全面深化高等工程教育改革，加快建设新工科，主动面向未来，适应和引领新经济发展。新工科建设在我国高等教育界掀起了一股新的研究与改革热潮[1]，各高等学校纷纷做出响应。新工科作为一种高等教育改革行动，需要引入新的教育理念，面向新兴产业与重大企业需求来培养高素质创新型人才，强调多学科交叉与融合，按照新工科建设的规律与特点进行教育教学改革。

一云教育理念的内涵

云教育是一种线上线下联动的新型教育模式，不仅体现了其与传统教育相比的平台优越性和技术先进性，更为重要的是由此引发教育理念的嬗变。云教育并不能简单地认为是“云计算+教育”的组合，而是采用新技术营造一个良好的学习环境，来提高学生的思维能力和判断决策能力的教学过程，为学生打下在人工智能时代应具备的正确选择能力的良好基础。云教育理念是一种先进的教育理念，可以从以下三个方面把握其内涵。首先，云教育理念是“以学生为中心”教育理念之下的一个教育过程中坚守的理念。学校开发的云教育平台只是对传统教育信息化的升级换代，是为学生跨入人工智能时代而探索的教育教学新模式。发挥云教育平台的影响力和优势的目的是，在最大程度满足学生各种需求的同时推动教育体系的不断进步和完善。其次，云教育理念使得教学的主体不再仅限于老师，而是形成学生选择确定与教师主导掌握的双主体局面。在云教育平台教学中，教师与学生是平等的，二者可以从不同的角度来开展教学过程。教师是教学活动的主导掌握者，学生是学习成果的选择确定者，有效提升了学生对课程学习的主动性。第三，云教育理念坚持利用云教育多元、灵活、丰富的特点，培养学生在浩瀚知识大海中的归纳、评价、决策能力。作为“人工智能时代”钥匙的云教育，学生通过数据云获取更具系统性和前瞻性的学科知识，建立自己的认知、思维和价值取向。彻底摒弃课堂灌输，传授处理“浩瀚”信息的方法论，真正发挥教育对人的能力提升作用。理念是行为的先导，因此教育理念的转变是云教育平台构建的思想基础和指导原则。教师和学生都要树立先进的教育理念，才能使云教育在提高人才培养质量事业中发挥其应有的作用。因此，高校可以通过云技术把分散的教育资源进行整合，挖掘各种分散的关系化、结构化和非结构化数据，按照学生学习基础和兴趣搭建“云平台”，针对学生现状从静态变为动态。从而在云教育理念的引领下，为学生的职业生涯开启幸福的航程，进一步提高高校人才培养质量。

二大学计算机基础课程教学改革

新工科主要培养工程实践能力强、创新能力强、具有国际化视野的高素质创新型人才。这就要求我们调研分析互联网时代大学生的思维方式、行为方式、学习目标和方法，真正落实“以学生为中心”理念，探讨如何进行大学计算机基础课程教学改革，从而培养面向新工科需求的复合型、创新型人才。2009年，云计算与教育逐渐结合，产生了基于云计算的教育模式，带动了教育的变革与创新。随着网络和信息技术的快速发展，人们逐步认识到不停变革的信息技术与教育教学之间存在着某种联系：先进信息技术为课堂教学的多样性提供了可能，课堂教学为先进信息技术的使用提供了广阔施展空间。目前，基于云计算的应用研究已经相对成熟，云教育教学平台层出不穷[2]。为了能够更好地满足新工科人才培养的需求，我们将最新的云教育理念引入大学计算机基础课程教学，基于云教育平台，激发学生学习兴趣，促使学生主动学习，提高学生计算思维、工程思维和创新思维能力。

（一）强化计算思维的课程体系设置

美国一些高校已将“计算思维”融入大学基础课程教学之中，并取得了非常好的教学效果。我们提出如何从“计算思维意识”、“计算思维方法”和“计算思维能力”三个层次培养和提高大学生计算思维能力的教育教学改革策略。在大学计算机基础课程中，几乎每一个概念都可以和一种或多种计算思维对应。比如，在程序设计基础课程中，各种常用算法以及各类问题的解决方法，都是常见的计算思维方法。而在计算机应用课程中，每一门课程、每一个项目都是多种计算思维方法的集合[3]。计算思维培养不是一两门课程就可以解决的，需要一系列课程的学习从而逐步形成的一种解决实际问题的思维习惯和能力，某种程度上还要依靠学生的“悟性”。科学合理的课程体系架构，对人才培养起着至关重要的作用。在建设中，一是课程内容应该具有相对稳定的并让学生终身受益的思想与手段；二是思维教育应重视计算机知识的内在的统一性与外在的差异性，理解并掌握计算机独特的思维运行方式；三是能力培养要突出基本信息素养与能力的培养，以及应用计算机技术解决实际问题的能力[4]。根据新工科人才培养的需求与我校新的课程教学大纲，我们构建了基于计算机思维能力培养的计算机基础课程体系：包括培养学生基本计算机文化素养的计算机基础课程，训练学生计算思维、设计思维的程序设计和网页设计课程，拓展学生创新思维能力的前沿技术、综合应用创新实验课程等。

（二）基于云教育平台的教学过程改革

将最新的云教育服务平台引入大学计算机基础课程教学中，利用计算机技术，集教学、管理、互动交流于一体，共享教育资源，分享教育成果，实现即时互动，可以极大提高教学效果。首先，构建丰富的教学资源，满足学生个性化学习需求。这些教学资源分别以文字、图形、动画、视频等多种形式展现，各种教学资源优势互补。同时，这些教学资源会随着社会发展需求、教学内容变化而不断变化与更新。这不仅有利于学生自主学习，更有力地支撑了教师教学。其次，强化案例教学，提高教学效率。课堂教学是提高教学质量的主渠道，现代教育技术日新月益的发展，为课堂教学提供了良好的条件。充分利用云教育平台，随时可以引入新的教学内容、增加新的知识素材，并可以将以前的教学内容转为自学内容放在教学网站上。利用云教育平台进行案例教学，可以对课程中的一些重难点、不易理解的知识点，详细地展示出来。不仅丰富了教学内容，而且提高了教学效率。最后，注重实践教学，培养学生实践能力。我们通过设计各种实验（包括基础实验、创新实验和拓展实验等），使学生掌握计算机技术并且深入理解其技术设计思想，培养学生解决实际问题的能力。此外，我们还突出了计算机认知实验，通过直接触摸计算机硬件设备，让学生直观感受到计算机学科的作用与神奇的力量，加深对计算机学科的认识和兴趣。

（三）云教育环境下的教学评价方式转变

教学评价是课程教学中不可或缺的环节，传统教学重视教育的选拔功能，云教育环境下的教学重视师生共同发展，这就决定了基于云教育平台的教学评价会发生较大的转变。就评价的主体而言，相较于传统教学评价，云教育环境下的教学主张评价主体的多元化，不仅教师具有评价教学的权利，学生也可以进行自评，发挥自我评价对学生学习和发展的促进作用。另外，借助于云教育平台，家长也可以了解学校教学状况并参与到教学中去，而且家长也可以成为学校教学评价的主体之一，及时对教师教学和学生学习表现做出评价和反馈。就评价的内容而言，“课堂教学过程”、“学习效果”以及“课后总结反思”等都是教学评价的维度。传统教学一直非常重视对课堂教学情况的评价，忽视了课后反思的评价。云教育环境下的教学可以对学生的学习轨迹进行追踪，给学生提供课后反思的指导，有利于提高学生反思的学习能力。因此，在云教育环境下，我们要注重平时学习成果的评价与课后反思的积累，所有平时成绩全部对学生公开，让学生自己决定课程的学习成效。这种基于学习过程和课后反思的教学评价深受学生欢迎，既提高了学习成效又增强了学习的自觉性与主动性。

三结语

云教育理念体现着终身教育和全纳教育的思想。云教学平台是在云计算技术的支持下为教育者和学习者提供“一站式”服务的信息化教学平台。云教学平台支持下的教学实践以学生为中心，提供泛在的学习环境，将教学目标转化为学生的学习目标，有利于激发学生主动学习兴趣，培养学生创新思维能力，提高教学效果。基于云教育理念的大学计算机基础课程教学改革，不仅提高了学生的学习兴趣，更重要的是培养了学生创新思维方式和解决实际问题的能力。

参考文献

[1]徐晓飞,丁效华.面向可持续竞争力的新工科人才培养模式改革探索[J].中国大学教学,2017(06):6-10.

[2]翟纯.云教育环境下的个性化教学研究[D].西南大学,2017.

[3]何明,陈卫卫,陈希亮,等.基于计算思维的大学计算机基础课程改革方法探析[J].计算机工程与科学,2014,36(S1):96-99.

[4]王移芝,金一,周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学,2014(03):49-53.

[5]宋梅.基于计算思维的探究式教学模式在教学中的设计及应用[J].教育现代化,2015(16):113-114.

[6]王博丞,王轶群.高校云教育在融合媒体背景下的应用与实践[J].教育现代化,2017,4(25):290-291.

作者：张志辉 单位：武汉科技大学 计算机科学与技术学院