计算机基础类课程一体化建设研究

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摘要：针对目前计算机基础教学无法完全满足培养高素质、专业化新型军事人才需求的问题，提出以基础课程一体化设计为牵引的改革创新思路，阐述以精准教学为支撑点，以智慧课堂和混合式教学模式为手段，以课程思政为依托，以多维度评价系统为检验标准的课程建设过程，建立理论与实践相结合、内容、模式与评价均有挑战度的一体化课程建设新途径。

关键词：课程建设；课程一体化；课程思政；理实一体

0引言

随着计算机课程的一系列改革，大部分高校实现了线上与线下、课前与课上、传授与自主等多种教学模式融合，但与习主席关于院校教育系列指示的标准还有很大差距。为了达成目标，高校需要重点围绕深入开展实战化教学改革这一主题，以计算机课程的一体化建设为抓手，将大学计算机基础与计算机程序设计基础两门主干课进行一体设计，将“理论教学”与“实践学习”进行理实一体设计，同时以实战化案例为背景，以项目牵引为驱动力，建设计算机教学课程资源库，共同促进计算机文化与基础认知、计算思维能力提升与程序设计能力培养相结合的三位一体的培养目标。

1课程一体化设计

大学计算机基础课程和计算机程序设计基础课程是科学文化基础模块中的公共工具类必修课，是高等院校学历教育计算机基础教学的核心课程。大学计算机基础是计算机程序设计基础的前导及基础，主要完成计算机文化基础知识的认知部分以及计算思维模式的初步培养，计算机程序设计基础完成计算机思维模式的进一步搭建以及程序设计能力的培养。课程一体化设计将大学计算机基础与计算机程序设计基础2门主干课程统筹规划，瞄准未来信息化战争对学生信息化素养的需求，以培养学生具备计算机文化与知识、计算思维能力、程序设计能力的信息化素养为目标，以课程教学内容一体化统筹设计为指引，以理论教学与实践学习一体化设计为理念、案例任务为大背景、项目驱动为实施手段，本着遵循教学规律、把握特色、突出更新、注重质量的原则，在教学内容更新上紧跟实战化、思政要素进课堂的新要求，加速推进课程教学向实战聚焦、向育人靠拢。在教学实施中加大教学方法和手段的集体研究和改革力度，适应素质教育、思维培塑与创新教育的要求；在教学条件上以计算机实验室的软硬件配置为基础，加强智能化实验实训平台的开发与运用；在以学术研究促进教学的原则下，依托教学和研究成果，开展学术讨论和科研课题研究，提高科研学术水平；建立过程性考核模型和实验实作考核模型，加强过程性考核、实作考核、无纸化考核等考核方式的改革与创新；探索大数据应用，收集学生数据集，通过数据分析，形成对提升教学质量有效的数据模型。最终探索出一条“教学内容体系一体化、实践实训一体化、课程思政一体化、评价体系一体化”的课程建设新途径[1]。

2教学内容一体化设计

2.1内容选择一体化设计

大学计算机基础教育的重点在于计算思维能力的培养，全面提升学生的计算机应用水平和计算机问题求解能力，这是一个循序渐进的教育过程。计算思维的核心是基于计算环境和约束的问题求解。两门课程在总体内容设计上，围绕计算思维的培养，前者突出计算环境的学习，后者突出语言级的问题求解方法培养。大学计算机基础课程以分析基本的计算环境（如计算机系统、计算机网络、数据库）构成和基本原理为主，同时介绍抽象级问题求解的基本方法，如图灵机、基于Python的简单程序设计、算法概念等，使学生在对计算系统及环境有所了解的同时，初步体会计算机问题求解的基本方式。教学内容设置为9个部分，即计算机概述及新技术、Python简介、计算思维与计算机问题求解、信息编码及数据表示、计算机系统组成与结构、操作系统、数据库技术及应用、网络技术基础及应用、多媒体技术，基本涵盖了计算机学科的基础知识。计算机程序设计基础课程以计算机分析和解决问题的基本过程及思路培养为主，突出体现程序的设计方法，也就是如何用编程解决特定问题，这也是计算思维能力培养的重要内容。教学内容设置为16个部分，即程序设计基本概念、程序设计初步知识、顺序结构、选择结构、循环结构、字符型数据、函数、地址和指针、数组、字符串、对函数的进一步讨论、用户标识符的作用域和存储类别、编译预处理和动态存储分配、结构体共用体和用户自定义类型、位运算、文件。

2.2内容组织一体化设计

计算机课程是理论性、实践性、工程性以及应用性课程，计算环境和问题求解都有其对应的基础知识与实践要求，如计算机系统涉及软件和硬件，数据库涉及关系理论，计算机网络涉及体系结构，程序设计涉及编程思想和编程环境等[2]。针对内容多、实践性强、学时有限这些难题，基于知识主线和思维主线，我们将这两门课程进行整合处理，详见表1。

2.3教学案例一体化设计

以“实战化”为主线，可以将课程的知识体系重新整合归纳为三大部分，计算机文化基础知识认知部分、计算思维模式培养部分和程序设计能力培养部分，每部分又为五大模块内容，将实战化教学贯穿始终。计算机文化基础知识认知部分，以信息的表示、信息的处理、信息的传输以及信息的共享为线索，在讲解章节知识的同时融入军事要素案例，突出军事应用特色。计算思维模式培养部分以Python作为实践语言，将文化基础知识作为计算机思维求解问题的研究对象，并加以实践，教学内容更偏重于如何将计算思维应用于各个领域求解问题。希望学生在理解计算机基础知识的同时，能主动在各自专业学习中利用计算思维的方法和技能，进行问题求解，动手解决具有一定难度的实际问题。程序设计能力培养部分，将教学内容与软件的编制紧密结合，以任务为牵引，每模块既独立又有关联，并且呈递进关系，采取问题引导、知识植入、增量设计的思路，将求解一个实际问题的过程拆解为多个进阶的步骤，引导学生在实际案例中，掌握程序设计方法，具备程序设计能力，培养信息化素养与计算思维能力[2]。

2.4教材体系一体化设计

结合课程改革现状，要突出项目面向教学和任务驱动模式教学，以“项目引导、任务驱动”“教、学、做”和“理、实”等一体化的教学思想为指导，依据统编教材，建好配套的实验教程与习题册等辅助教材，从计算思维角度和程序设计角度建成实作案例库，从学生培养角度建成思政案例库，从能力培养角度建成云平台素材库；突出“教、学、做”融合的教学思路，以学做人、会求知、促探索为目标，将理论教学和实践教学的载体体系化，真正实现教材的“理、实”一体化。

3教学平台一体化设计

3.1智慧教学一体化设计

可以借用“雨课堂”“Educoder云实作平台”等教学工具来构建一种基于移动终端的信息化教学空间，同时建设基于微信、钉钉、腾讯课堂等公众平台的课程教学资源，以此构成学生的信息化智慧学习空间。在基本智慧学习空间建设的同时，我们对智慧课堂教学结构进行了研究设计，并在课程教学实践中探索智慧课堂实施策略，探索有益于一线教师实际应用的智慧课堂教学模式。

3.2方法手段一体化设计

深入研究课程教学内容和各种教学方法，要以培养计算思维为导向，融合运用思维可视化教学法、案例教学法、任务驱动教学法、项目驱动教学法、自主探究式教学法等多种教学方法，构建符合内容特性及学生特性的全新的、高效的计算机课程教学方法体系；精心设计教学环节，每个环节设计都尽量考虑“学生的参与性”，根据学生的实时反馈，做不同的预设、教学策略的调整等。教师及时记录，将学生课堂参与性作为过程性评价重要的一部分，提高学生的参与积极性。利用BOPPPS模型在计算机基础类课程上将“计算思维”落地。以B引言、O可度量目标、P前测、P参与式学习、P后测、S小结6个环节设计教学流程，以学生“计算思维”能力的培养为目标导向，做到知识随着思维的讲解而展开，思维随着知识的贯通而形成，能力随着思维的理解和训练而提高，形成闭环、反馈式的教学模式。在教学实施过程中按照教学目标—参与式学习—教学评估—教学目标这个闭环来展开，注重教学互动反思，能够引导学生主动思考，积极开展研究性学习。

3.3实践实训一体化设计

实践实训一体化设计的目标将构建“计算机实践教学平台”，全面升级和完善现有实践教学条件，全面建设多课程融合的实践教学环境和实验实训课程资源，以应对当前我院教学、实训、人才培养和课程建设的当务之急。1）实训开发管理平台。两门课程的教学会涉及Python、C、C++等编程语言，教师一方面基于平台围绕课程教学需求进行自主化的实训课程研发和订制，构建两门课程的实训案例库；另一方面，为实训实践运行和评测提供支撑，从而实现对实验过程的自动化评测和智能化评估。2）实践教学应用服务平台。教学过程利用智能化教学管理环境，围绕两门课程开展实验实训，对多名教师、多个学期、大规模学生，实现线下课堂与线上教学的衔接，实现跨班级、跨学期的高效组织、管理和资源共享。智能化教学管理环境将线下课堂搬到线上，并通过一系列的智能化服务，实现线下教学与线上实训的衔接，实现课内与课外的衔接；支持教师和学生围绕课堂学习开展实践，提供了实践任务发布、实践作业管理、实践过程管理、实践活动分析等群体协同工具以及活跃度排序、作业质量分析等实践过程数据分析评估工具，实现对学习过程的管理、学生编程作业的自动评测和能力评估。3）在线考试支撑平台。利用平台突破传统考试模式时间、空间的限制，大大提高了教学内容和考核方式的灵活性；减轻教师在命题、组卷、阅卷等方面繁重的工作量，提高了工作效率；采用试题库方式提供试卷来源，随机抽卷，避免互相参看导致的不公平成绩。自动阅卷增加了考核的透明度，也降低错误出现的概率和教师主观因素的干扰，更能体现考核的客观公正。4）实践课程资源库。围绕在线实验平台构建两门课程配套的实验实训课程，形成以“实训项目”为核心的课程体系。

4课程思政一体化设计

课程思政一体化设计的目标是将两门课程的思政要素进行统筹设计，突出显著计算机专业特色，采用以点促块、以块促面的方式，将微观的思政要素点逐步形成科学系统的宏观钢架。把思想政治置于整个课程体系的教学设计过程中，主要从以下几大方面开展思政要素灌输，逐步开展教学。1）大学计算基础课程。大学计算机基础课程主要从新时代国家观、社会主义核心价值观以及核心精神文化（民族爱国精神、改革创新精神、文化传承）等角度开展。2）计算机程序设计基础。计算机程序设计基础课程主要从科学历史与唯物观、科学精神与使命以及职业精神与规范等角度开展，通过思维方式的启发与建立融入思政元素，思维方式包括计算思维、辩证思维、创新思维等，渗透如何辩证看待问题，树立正确的职业观和道德观。3）计算机思维和程序开发。计算机思维和程序开发可以从历史性、可解释性、结构性、实践性4个角度开展。

5形成性教学评价与预测一体化设计

在基于大数据的精准教学模式中，教学评价主要依赖于技术手段（包括大数据采集、教育数据挖掘、学习分析和数据可视化技术），通过Educoder等各类智能教学系统自动监控、自动分析学生的学习情况，并实时反馈给教师进行关注；教师、学生等可以根据自身的需求，查询并生成可视化的评价报告。预测则指综合分析每个学生在各个阶段的学习表现数据和其他系统数据（包括各个教育系统、评估系统、专家系统）后，形成数据决策支持系统，并对学生在未来一段时间的学习表现进行预测，进而根据预测结果提出相关的改进建议或学习对策。课程组充分利用线上教学平台提供的数据统计功能，将学生课前、课中、课后全过程学习行为数据采集入库，综合评定课程形成性考核成绩，包括课前自主学习数据、课中边学边练数据（课堂互动、随堂测验、单元测试、实训任务、小组研讨）、课后作业、拓展任务数据，达到多平台联动、实时评测，过程性与终结性考核相结合，线上线下考核相结合以及理论与实作考核相结合的效果。

6结语

计算机基础类课程以提高教学质量，培养高素质、专业化新型军事人才为目标，以计算机课程的一体化建设为抓手，将大学计算机基础与计算机程序设计基础两门主干课进行一体设计，将“理论教学”与“实践学习”进行理实一体设计，同时以实战化案例为背景，以项目牵引为驱动力，建设计算机教学课程资源库，共同促进“计算机文化与基础认知”“计算思维能力提升”与“程序设计能力培养”相结合的三位一体的培养目标，以期取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]王准.创新战略驱动下应用型本科“计算机网络技术”课程一体化教学改革与实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估版),2018(11):35-37.

[2]祁薇,姜丹,王辉,等.以落实新时代军事教育方针为导向的计算机程序设计基础课程改革与实践[C]//教育理论研究征文优秀论文集.大连:海军大连舰艇学院,2020:143-146.

作者:祁薇 杨健 王婧文 单位:海军大连舰艇学院基础部