计算机基础课程主动学习改革策略

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摘要：针对军队院校计算机基础课程的地位和存在的问题，为了满足计算思维培养及训练的课程教学目标的要求，按照主动学习进行教学过程设计，借助MOOC开展《大学计算机基础》课程翻转课堂实践，以问题驱动入手，依据BOPPPS模型设计《计算机程序设计》课程教学过程，并从考核方式上进行多元化改革，调动和激发学员自主学习的内在动力。实践证明，一系列主动学习的改革措施在计算机基础课教学中取得了良好的效果。

关键字：主动学习；MOOC；BOPPPS；多元化考核

计算机基础课程在军队院校理工类各专业的基础课程中占据重要地位，随着当前信息化技术发展和学员信息化素养的要求提高，计算机基础课程教学目标由常用计算机工具使用转变为计算思维培养及训练，对学员的计算机应用能力培养有了更高要求。但是教学实施仍面临一系列问题：（1）学员入学时的存在明显差异。不同地区生源在高中时接受的信息技术课程差距很大，因而新生入学时具备的计算机技能和素养差距明显。（2）课堂教学和实践时间有限。教学目标变化，学时减少，课程内容增多，计算机学科知识宽度和深度较以前有所增加。（3）技能和思维培养如何兼顾。教学目标由计算机工具使用转变为计算思维培养及训练，如何在教学过程中更好达到要求，提高教学效率是课堂教学面临的主要问题。教学过程中体现因材施教，提高教学效果，照顾个体差异，注重能力培养，成为计算机基础课改革主要目标。课程组将新的教育理念与方法应用到课程教学中，针对教学目标和设计，为了提高教学效果，引入主动学习，形成一套较成熟的做法。主动学习是指采取多种教学模式，通过增强学习者的参与度和责任感来提高学习效果的教学方法。主动学习中学员不是被动地“听”，要“做”，在“做”中思考，学员要参与活动(做)：阅读、讨论、写、活动/游戏等，主动学习强调发展技能大于传递知识，重视学员的态度、价值观、学习动机，学员得到教师的及时反馈，注重发展分析、综合、评价等高层次思维能力[1]。爱德加•戴尔对各种学习方式下，2周后学员的学习内容平均存留率进行统计，如图1所示：“听讲”是最熟悉最常用的方式，学习效果却是最低的，两周以后学习的内容只能留下5％，“小组讨论”可以记住50％的内容，“教别人”或者“马上应用”可以记住90％的学习内容，因此个人学习或被动学习等几种传统方式的学习效果，明显低于平均存留率50％以上的团队学习、主动学习和参与式学习。

一利用MOOC翻转课堂，实施《大学计算机基础》主动学习

翻转课堂是授课教员预先将课程材料布置给学员当作业，用上课时间进行讨论学习，体现主动学习。课堂以教师为中心转变为以学员为中心，教师的角色作用也发生变化，上课讨论，知识讲解以外的其他环节如何实施？MOOC即大型开放式网络课程（massiveopenonlinecourses），提供了一种新型在线教育模式，MOOC的非正式学习、混合学习等特征，提供了课前自学开展主动学习的环境和条件[2][3]。利用MOOC，课程组实施《大学计算机基础》课程翻转课堂实践。

（一）《大学计算机基础》教学翻转课堂改革尝试

第一次《大学计算机基础》翻转课堂教学实施，教学班授课模式调整为三个环节：课前根据教员给定的要求自学预习，课堂实施翻转课堂，课后交流作业。课前、课后学员登录大学计算机基础SPOC完成，课上主要按照知识总结、讨论答辩、练习讨论和评价4个环节进行：（1）知识总结。学员总结讲解本节课内容为主，教师补充为辅；（2）讨论答辩。学员提出问题为主，教师补充问题为辅进行讨论，90分钟的教学内容可以提炼出10~15个知识点，讨论时间大约占总课时的40%左右;（3）习题讨论。讨论课前练习题的解题思路、解题方法和答案，课堂上新给出的3~4道题难度较高的或有实际工程应用背景的练习，进行巩固和加强训练;（4）每个环节可设置为教师可对学员或学员对学员进行评价打分。课堂四个环节时间分配约为30%、40%、20%及10%。第二次尝试在第一次尝试的基础上进行改进：（1）采用更灵活的MOOC学习模式，使视频学习与课堂教学的有机结合：部分内容课前看视频自修，课内讲授重点难点；部分内容课内先讲解，课后看视频加强；有的内容只安排课外看视频，课内不再讲解；（2）利用答题器，扩大参与宽度和深度。教员提出问题，学员思考问题后由答题器给出答案，教员根据答案情况进行下一步讲解或讨论；（3）精心设计驻点问题、研讨题目。好的驻点问题有助于发现学员对知识的理解程度、角度以及听课的集中程度；设置研讨案例，加强学员对知识的应用、综合分析，例如某型导弹发射失败的原因进行分析讨论，学员较好地理解了二进制表示与数值精度之间的关系，进而在此基础上引导学员对提出改进方法。进而在此基础上引导学员对提出改进方法。

（二）教学效果分析

课程结束后，组织试验班和普通班学员于同一时间参加课程考试。考试采用机试，试题从试题库中随机抽取，包括主观可客观题，力求做到从基础知识掌握程度、综合运用能力等多角度、全方位地考察学员的知识掌握情况和知识应用能力。爱德加•戴尔金字塔一利用MOOC翻转课堂，实施《大学计算机基础》主动学习翻转课堂是授课教员预先将课程材料布置给学员当作业，用上课时间进行讨论学习，体现主动学习。

课堂以教师为中心转变为以学员为中心，教师的角色作用也发生变化，上课讨论，知识讲解以外的其他环节如何实施？MOOC即大型开放式网络课程（massiveopenonlinecourses），提供了一种新型在线教育模式，MOOC的非正式学习、混合学习等特征，提供了课前自学开展主动学习的环境和条件[2][3]。利用MOOC，课程组实施《大学计算机基础》课程翻转课堂实践。

（一）《大学计算机基础》教学翻转课堂改革尝试

第一次《大学计算机基础》翻转课堂教学实施，教学班授课模式调整为三个环节：课前根据教员给定的要求自学预习，课堂实施翻转课堂，课后交流作业。课前、课后学员登录大学计算机基础SPOC完成，课上主要按照知识总结、讨论答辩、练习讨论和评价4个环节进行：（1）知识总结。学员总结讲解本节课内容为主，教师补充为辅；（2）讨论答辩。学员提出问题为主，教师补充问题为辅进行讨论，90分钟的教学内容可以提炼出10~15个知识点，讨论时间大约占总课时的40%左右;（3）习题讨论。讨论课前练习题的解题思路、解题方法和答案，课堂上新给出的3~4道题难度较高的或有实际工程应用背景的练习，进行巩固和加强训练;（4）每个环节可设置为教师可对学员或学员对学员进行评价打分。课堂四个环节时间分配约为30%、40%、20%及10%。第二次尝试在第一次尝试的基础上进行改进：（1）采用更灵活的MOOC学习模式，使视频学习与课堂教学的有机结合：部分内容课前看视频自修，课内讲授重点难点；部分内容课内先讲解，课后看视频加强；有的内容只安排课外看视频，课内不再讲解；（2）利用答题器，扩大参与宽度和深度。教员提出问题，学员思考问题后由答题器给出答案，教员根据答案情况进行下一步讲解或讨论；（3）精心设计驻点问题、研讨题目。好的驻点问题有助于发现学员对知识的理解程度、角度以及听课的集中程度；设置研讨案例，加强学员对知识的应用、综合分析，例如某型导弹发射失败的原因进行分析讨论，学员较好地理解了二进制表示与数值精度之间的关系，进而在此基础上引导学员对提出改进方法。

（二）教学效果分析

课程结束后，组织试验班和普通班学员于同一时间参加课程考试。考试采用机试，试题从试题库中随机抽取，包括主观可客观题，力求做到从基础知识掌握程度、综合运用能力等多角度、全方位地考察学员的知识掌握情况和知识应用能力。考试结束后，教研室对两个班学员的成绩进行了统计，如表1。通过成绩对比发现，试验班学员的成绩明显高于普通班。除了同卷成绩，实验班鼓励参与，激发了学习热情，学员提高了表达、思辨能力，学员与教员有更多、更深入的交流，并表现出对计算机学科的持续关注。

（三）教改引入MOOC的教学反思

利用MOOC开展教改试点具有重要的实际意义，提高课堂资源的利用率，有利于开展主动学习，同时教师和学员了解和适应了MOOC这个新生事物。对教学带来的影响主要包括以下几点:（1）课堂形式变化。传播知识被网络全部或部分代替，韩愈的《师说》曰：“师者，所以传道授业解惑也”，网络时代，传道由在线教学资源全部或部分代替，教师应更关注“授业、解惑”的工作。（2）教师角色变化。从以教师为中心真正转变为以学员为中心，教学实施关注课堂的过程设计，体现学为主体，教为主导的理念。在这种教学模式中教员负责学习组织、课堂讲授、助教、过程设计师等多个角色，教员的付出更多，开展MOOC学习对教员的能力素质提出更高要求。（3）MOOC不能替代传统课堂。传统课堂上我们有很多与学员交互的方式：随动的PPT、激光笔或教鞭、教师的眼神、手势、与学员近距离对话，尤其对于新生这些是非常重要的，而MOOC是不具备的。（4）利用MOOC有利于主动学习。按照布鲁姆的教育目标分类，将认知领域的教育目标由低到高分成6个阶段：记忆→理解→应用→分析→综合→评价，传统教授达到对认知的记忆和理解，主动学习则可以达到综合这一阶段目标，因而利用MOOC有利于开展翻转课堂进行主动学习。

二基于BOPPPS教学模型，开展《计算机程序设计》主动学习

BOPPPS教学模型将课程教学过程分为六个阶段，依次为B—Bridge-in（引入）、O—LearningObjective（学习目标）、P—Pre-Test（课前摸底）、P—ParticipatoryLearning（参与式学习）、P—Post-Assessment（课内评估）、S—Summary（总结）。BOPPPS模型遵循“教学目标→教学行为→学习活动→教学评估→教学目标”的教学循环过程，使教师能够有效地组织课程教学，获取反馈信息[4]；从培养计算思维的角度来看，该模型还可以帮助学员思考如何分析问题、如何探寻学习难点、如何反思学习的盲点等问题，是实施主动教学较好的工具。《计算机程序设计》课程从问题驱动入手，依据BOPPPS模型设计教学过程，确立研究问题、解析问题、讨论交流解决问题和总结评价等课堂实施环节。例如以循环嵌套教学内容为例，首先通过卫星发射倒计时视频，引出“秒针分针”倒计时的任务，明确学习目标为学习循环嵌套的实现形式，掌握循环嵌套的程序设计要点，并利用循环嵌套实现穷举等问题；接下来在单重循环基础上，通过类比分针秒针运动规律来讲授循环嵌套是什么，通过发射倒计时和输出特定图形等任务案例讲解循环嵌套程序设计要点，解决怎么做的问题；参与式学习环节由学员分组实现“百钱买百鸡”问题完成，引导学员总结循环嵌套来实现穷举类问题以及改进的方法；例如通过3~4题由易到难的选择测验进行教学反馈，检验学员学习掌握情况，最后由学员或教员对本次课内容进行总结。实践证明从问题任务出发设计课堂教学环节，较好地揭示了知识点及知识点的运用过程，有利于学员理解计算机进行信息处理的思路和过程，了解计算机求解问题的思路，掌握问题求解的方法，激发了学员运用理论知识解决实际应用问题的兴趣，提升了学习计算机程序语言的信心。

三实施多元化考核，促进主动学习

计算机基础课采用过程考核和终结性考核相结合的多元化考核模式，过程考核为平时成绩，占总成绩30~40%，包括课堂发言、笔记、作业、章节总结、阶段性测试，建议任课教员至少选择3中以上组成平时考核成绩，例如采用课堂发言、作业、阶段性测试组成形成性成绩，分别占形成性成绩的30%、30%、40%。终结性成绩为课程结束后进行的综合考试，占总成绩60~70%，采用闭卷客观题与主观题，以机试形式完成。客观题考核基本理论知识掌握情况，主观题考核学员课程学习后应具备的逻辑思维能力，对较复杂事物或系统进行分析与综合、归纳与演绎、比较与分类、抽象与假设等的科学实践能力。试题库建设以课程标准为依据，题型一般包括单选题、填空题、判断题，各题型题量与课程教学学时相当。实践证明推行全过程、重基础、练能力的多元化考核模式，树立了以“能力考核”为中心的理念，加大平时成绩的定量考评力度和学员参与考评的程度，倒逼学员重视过程学习，充分调动和激发学员自主学习内在动力，有效促进了课堂主动教学的实施。

四总结

军队院校计算机基础课教育应顺应互联网时代高等教育发展潮流，积极研究教育教学对象，合理利用优质的教学资源，探索运用有效的教学模型进行教学过程设计，开展主动学习、参与式教学，使学员主逐渐内化计算思维，渗透学科思想方法的培养，达到提高教学效果，能力培养的目的。 

参考文献

[1]徐珂.关于新课改背后西方学习理论的再认识——以布鲁姆的掌握学习理论为主[J].大学教育.2014（2）：29-30.

[2]李菲，黄明东.幕课高校的机遇与挑战[J].中国高等教育.2014（7）：22-26.

[3]杨海，张乃千，刘珍蓝，胡罡.基于cMOOC和xMOOC的军队院校大学计算机MOOC教学[J].计算机教育，2014（6）：5-8.

[4]陈卫卫，鲍爱华，李清等.基于BOPPPS模型和问题驱动教学法培养计算思维的教学设计[J].工业和信息化教育，2014(6)：8-11.

作者：李瑛 刘瑜 单位：海军航空工程学院基础部计算机教研室