非計算機專業(yè)計算機基礎教學改革實踐

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摘要：新工科對計算機基礎課程提出了新的要求和挑戰(zhàn)。如何順應新工科的時展，開展?jié)M足不同專業(yè)需求、能更好地實現(xiàn)交叉融合的計算機基礎課程改革成為研究的重點。因此，依托新工科背景，針對目前非計算機專業(yè)計算機基礎課程中存在的問題，進行了教學內容和評價體系的全方位改革和實踐，有效地提高了學生的計算思維能力和利用計算機解決專業(yè)問題的實踐創(chuàng)新能力。

關鍵詞：新工科；非計算機專業(yè)；計算機基礎課程；教學改革

引言

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等技術的快速發(fā)展和廣泛應用，以技術創(chuàng)新為驅動的產業(yè)變革和社會變革正席卷而來。為主動應對新一輪科技革命和產業(yè)變革，以及一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并了《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》等一系列通知，要求推進“新工科”建設［1］［2］。新工科強化了對所有學生開設計算機課程的必要性，強化了計算機課程教學目標的思想性和實用性，強化了對計算機應用的理解和實踐，強化了計算機課程跨學科創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求［3］。因此，如何根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)的定位和學生基礎，開展?jié)M足不同專業(yè)類別的需求，更好地實現(xiàn)交叉融合的非計算機專業(yè)計算機基礎課程教學改革勢在必行。

1非計算機專業(yè)計算機基礎課程教學現(xiàn)狀

1997年，教育部關于《加強工科非計算機專業(yè)計算機基礎教學工作的幾點意見》正式，明確了計算機基礎教學在高等教育中的重要地位。經過20多年的發(fā)展歷史，計算機基礎課程已經成為非計算機專業(yè)高等教育的重要組成部分，在學生綜合素質、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。但是，在實際教學中存在著不少問題，主要表現(xiàn)為以下幾點：（1）重統(tǒng)一講授，輕專業(yè)差別目前各非計算機專業(yè)在選擇計算機基礎課程時，大都采用《大學計算機基礎》＋程序設計語言的培養(yǎng)模式。根據(jù)不同的專業(yè)特點，程序設計課程可選擇C語言、VB語言或者VFP語言。但是同一門課程在面向不同專業(yè)的講授過程中，一般都采用統(tǒng)一的教學內容，很少考慮學生的專業(yè)差別。（2）重步調一致，輕學生差異作為面向全國招生的高校，由于經濟發(fā)展的地域差異，大學新生的計算機水平存在著明顯的非“同一起點”現(xiàn)象。但在實際授課過程中，大部分課程都采用“一刀切”的教學方式，從而出現(xiàn)了基礎好的學生“吃不飽”，基礎差的學生“吃不了”的現(xiàn)象，不能滿足不同層次學生的學習需求。（3）重線下授課，輕線上輔助在課程講授過程中，著重關注線下課堂集中授課，對線上課程僅限于推薦學習，沒有納入到考核評價范疇，從而出現(xiàn)了形同虛設，學生不重視的局面，沒有充分發(fā)揮線上課程的輔助效用。

2新工科背景下的計算機基礎課程的改革

相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產業(yè)和新經濟需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型“新工科”人才。他們不僅在某一學科專業(yè)上學業(yè)精深，還應具有“學科交叉融合”的特征；不僅能運用所掌握的知識解決現(xiàn)有的問題，還有能力學習新知識、新技術以解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題，對未來技術和產業(yè)起到引領作用［4］。因此，《新工科研究與實踐項目指南》（“北京指南”）中提到要更加注重模式創(chuàng)新，“探索工程教育信息化教學改革，推進信息技術與工程教育深度融合，創(chuàng)新‘互聯(lián)網＋’環(huán)境下工程教育教學方法，提升工程教育效果［5］。

2．1教學內容的改革

在學習計算機知識的過程中，非計算機專業(yè)學生的思維方式不同于計算機專業(yè)的學生，其對計算機課程學習有其自身的需求［6］。因此，在新工科的背景下，必須針對非計算機專業(yè)學生的需求和學習特點，選擇合適的教學內容。

2．1．1基本知識與前沿技術并重信息技術的發(fā)展日新月異，這就要求計算機基礎課程內容不斷更新，尤其是“大學計算機基礎”課程。作為向非計算機專業(yè)學生提供計算機基本知識、能力、素質方面教育的公共基礎課程，“大學計算機基礎”課程在教學內容上不斷改進，如圖1所示。圖1《大學計算機基礎》課程教學內容改革尤其是2019年，考慮到新生信息化水平的不斷提高，將學生均有所了解的Windows7操作系統(tǒng)及Office操作改為僅在實驗課上練習，而新增加了數(shù)據(jù)結構、程序設計基礎（Python語言入門）以及云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈技術，實現(xiàn)了基礎知識和前沿技術并重。

2．1．2通識內容與專業(yè)需求并重為了滿足不同專業(yè)類別需求，更好地實現(xiàn)計算機與各專業(yè)的交叉融合，程序設計課程中在講授通識內容的基礎上，針對不同的專業(yè)，設置不同的和專業(yè)相關的例題，提高了學生利用計算機解決專業(yè)問題的能力。例如在石油工程專業(yè)的“VB程序設計”課程中，除了各專業(yè)通用的基礎例題外，還增加了利用Weibull預測模型與乙型水驅曲線的聯(lián)解法進行可采儲量計算的專業(yè)例題，實現(xiàn)了通識內容與專業(yè)需求并重，如表1和圖2、圖3所示。

2．1．3基礎培養(yǎng)與拓展訓練并重為了避免出現(xiàn)了基礎好的學生“吃不飽”，基礎差的學生“吃不了”的現(xiàn)象，滿足不同層次學生的學習需求，在教學內圖3文本文件中的油田開發(fā)數(shù)據(jù)容安排上，基礎性必須掌握的內容采用傳統(tǒng)的課堂講授方法，而拓展性的內容，則主要以線上課程課后學習或者實驗課拓展性訓練的方式進行。例如在《VB程序設計》實驗課程中，制定了驗證型、設計型和綜合型的多層次實驗教學方案，如表2所示。驗證型實驗使學生掌握基本知識點，設計型實驗培養(yǎng)學生計算思維能力，綜合型實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了基礎培養(yǎng)和拓展訓練并重。（2）評價體系改革高效合理的考核評價體系可以有效地培養(yǎng)學生正確的學習方式、提高學生的學習興趣、激發(fā)學生的學習積極性和主動性。•線上與線下并重隨著網絡技術的發(fā)展和數(shù)字時代的到來，線上學習已成為學習者學習知識的重要途徑。線上學習方式突破了時間和空間的限制，具有自主、交互和開放性等優(yōu)點。目前計算機基礎課程主要采用學校的在線課程平臺、PTA程序設計類實驗輔助教學平臺和中國大學MOOC等方式進行線上學習。學生可以通過在線平臺進行預習、復習、答疑，從而使大部分同學站在同一起跑線上。此外，《大學計算機基礎》課程在線平臺提供了擴展性的閱讀和測試；《VB程序設計》課程利用在線課程平臺依照進度作業(yè)，幫助學生查缺補漏以及鞏固所學的知識；《C程序設計》課程利用PTA平臺進行實驗內容練習。為了避免學生半途而廢，學生觀看視頻、進行測試以及提交作業(yè)、進行實驗強化訓練都會占一定的平時成績。此外，對于基礎較好的學生，可以通過中國大學Mooc進行拓展性學習，保證學生可以“吃得飽”。通過線上線下結合，實現(xiàn)了學生的分層教學和管理，滿足了不同層次學生的學習需求。•過程管理與傳統(tǒng)考試并重為了避免學生考前突擊，重分數(shù)輕能力，在計算機基礎課程中，均采用了過程化管理方式?？偝煽儯狡綍r成績（10％）＋期中考試成績（20％）＋期末考試成績（70％）。其中平時成績包括平時出勤、課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)等；期中考試主要進行階段性考察，讓學生了解自己前期的學習效果，以免到學期末才發(fā)現(xiàn)問題，但為時已晚；期末考試進行學生對課程的全面考察。期中考試和期末考試均采用上機考試方式，使學生平時更注重上機實踐，計算機操作能力和計算思維能力得到了提高。輔導答疑也是過程化管理的一個重要環(huán)節(jié)，是課堂教學的繼續(xù)，能了解學生對所學知識的掌握情況。計算機基礎課程除了實驗課課上答疑、答疑室答疑，還提供了在線課程、電子郵件、QQ、微信等多種答疑方式，實現(xiàn)了立體化全天候答疑，確保學生遇到問題時能夠得到及時解決。

3關于教學改革的幾點思考

（1）目前學生課外時間利用在線課程平臺觀看學習視頻、進行測試和作業(yè)練習，但教師只能看到最終結果，無法了解學生是否認真觀看視頻，測試和作業(yè)練習是否獨立完成。以后可將測試或作業(yè)改為課上統(tǒng)一進行，由于學時有限，題目可以少而精。（2）教師是教學過程的執(zhí)行者，教師個人素養(yǎng)的提高對整個教學改革具有重要保障作用。Mooc不但可以為學生提供免費的優(yōu)質課程，也為教師提供了一個優(yōu)質的學習平臺。教師可以在線觀看其他教師的教學過程，進行教學反思，在實踐中將開放教育資源引入到課堂教學中。通過實踐、學習、反思、再實踐的螺旋上升過程，不斷促進自身信息素養(yǎng)的提高，從而保證改革的順利開展。

4總結

計算機基礎課程對教學內容和評價體系的一系列改革，順應了新工科的發(fā)展趨勢和發(fā)展要求，在一定程度上提高了學生的計算思維能力，強化了計算機與專業(yè)知識的融合，實現(xiàn)了學生計算機應用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻

［1］王琳，齊暉．“新工科”背景下公共計算機基礎教學改革初探［J］．教育現(xiàn)代化，2018，5（50）：57－58．

［2］王立松，江愛華，胡軍，等．面向“新工科”建設的非計算機專業(yè)計算機基礎教學課程體系構建探索［J］．工業(yè)和信息化教育，2018（9）：1－5．

［3］何欽銘，王浩．面向新工科的大學計算機基礎課程體系及課程建設［J］．中國大學教學，2019（1）：39－43．

［4］趙廣輝．面向新工科的Python程序設計交叉融合案例教學［J］．計算機教育，2017（8）：23－27．

［5］伍李春，李廉．新工科背景下的計算機通識性課程建設［J］．中國大學教學，2017（12）：62－69．

［6］馮鈴．海外高校非計算機專業(yè)計算機課程設置的研究與實踐經驗［J］．計算機基礎，2007（21）：41－45．

作者：李瑞芳 劉華鎣 時貴英 倪紅梅 單位：東北石油大學