重过程强互动的大学计算机基础实验教育研究

孙淮宁

（淮南师范学院计算机学院，安徽淮南 232038）

重过程强互动的大学计算机基础实验教育研究

孙淮宁

（淮南师范学院计算机学院，安徽淮南 232038）

在大学计算机基础知识与实验体系确立基础上,围绕大学计算机基础实验过程规律的核心细节，以强互动为线索提出个人素养规划、实验课内必修及课外选修过程互动的模式体系，使计算机实践教育分别适应素养个性化选择需求、积淀发展和提高的需求，经教学实践说明该方法对大学计算机基础实验教学质量改善具有实效性。

计算机基础实验教学；素养规划；实验过程互动；课外选修互动

大数据时代的到来，驱使新企业及传统企业需要引进较高计算机实践素养的新型应用专业人才，企业迫切需要他们通过使用计算机进行方法思考解决行业实际问题①罗旭：《大数据时代最需要怎样的人才?》，《人才资源开发》2014年第8期。Elizabeth Dwoskin：《大数据时代的人才争夺战》，《中国传媒科技》2014年第16期。何钦铭,陆汉权,冯博琴：《计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培》，《中国大学教学》2010年第9期。；作为未来行业人才的入校新生，大多数信息技术已有一定基础，只有极少数是零基础；因此许多学生对大学的计算机学习有较高的期望，同时企业对大学生信息技术能力的要求也更加具体和贴近实际②何钦铭,陆汉权,冯博琴：《计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培》，《中国大学教学》2010年第9期。。

大学计算机基础是高校专业培养计划的首个计算机教育公共基础课程，也是各专业视为计算机实践能力培养的重要基础课程；在高校大学计算机基础现行教学较重视理论与知识的教学过程，而大学计算机基础实验教学过程、监控考核与实践评价易被轻视和忽略③黄贵强：《高校计算机基础课程实验教学的现状与改革措施》，《中国科技信息》2009年第14期。孙淮宁：《基于校园网的学生学习预警系统模型研究与设计》，《科技广场》2011年第11期。，致使大学计算机基础实验教学成了计算机教育的辅助部分；对于学生来说，容易造成基于计算机做事环节规范系统教育的缺失，导致部分大学生的计算机实践能力与素养较为缺乏或较差，在专业学习时结合计算机思维进行方法实践就显得非常困难了；故大学计算机基础课程教学常常面临各专业和企业的质疑就不奇怪了。因此，如何开展大学计算机基础实验过程化教学，养成大学生计算机实践能力是值得思考与研究的问题。

一、大学计算机基础教育目标及要求

信息时代产业需求的首先是现代人才，其关键标志就是具有信息素养，即会使用计算机进行信息处理和行业应用。

2011 年版教育部教指委“大学计算机教学要求”蓝皮书④教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会：《大学计算机教学要求》，北京：高等教育出版社，2011年。指出：培养学生具有一定的计算机软硬件基础知识、利用常用软件处理日常事务的能力，通过网络可安全获取、表示、存储、传输、处理、控制和应用信息，以及与他人交流的能力。显然，在这里蓝皮书已经非常明确地给出了大学计算机基础的教育目标，就是培养大学生的基本信息转化能力和应用能力，它包括：信息获取到应用的全过程能力。

2012年10 月在天津召开的微软亚太教育峰会上，即将就任微软副总裁的JeannetteM.Wing教授将计算思维解释为：能够将一个问题清晰、抽象地描述出来，并将问题的解决方案表示为一个信息处理的流程。她更把信息转化和处理的流程提升为具体问题的计算性思维过程；这很好地诠释了IT型现代人才应该具有的计算机实践素养，就是会将具体问题转化为信息表示并能够进行信息处理的过程。

根据上述讨论，可以给出大学计算机基础实践素养教育的要求：

（1）提出问题；

（2）寻找可用设施和技术（包括：硬件、软件，有传统的和现代的）；

（3）信息实施流程：信息输入（获取、表示、存储、传输）、处理、输出（控制、应用）；

（4）效果评估，反馈至（3）改进。

通过上述基于计算机的信息实践过程，使大学生获取以计算机为工具解决实际问题的方法，并通过多次过程及改进形成问题解决的认知——计算机实践素养。

二、基于大学计算机基础知识的计算机基础实验教学体系

面对基于计算机信息处理解决实际问题需求的培养目标，大学计算机基础实验教学体系涉及的要素是实践素养目标、技能点以及相应的五大模块，详见表1。

（1）计算机实践素养目标：根据上述教育目标要求计算机实践素养可体现为“1知”与“9会”，即在认知理解计算模式的基础上，会获取数据与管理数据、会应用设计、会使用计算以及5个基本应用等。

表1 大学计算机基础知识与实验体系

（2）模块体系：从计算思维角度出发，基于“大学计算机教学要求”蓝皮书的知识体系，大学计算机基础教学体系由系统概论、计算基础、硬件基础、软件基础、应用基础五大模块组成，硬件、软件基础构成了计算系统，计算系统与应用基础结合则形成基本应用系统。

（3）技能点：它是实践素养目标在五大模块中为大学生个人计算技能设计的养成点，学生可以根据专业培养计划要求、个人基础及需求来选择。

三、重过程强互动的计算机基础实验教育

（一）个性化素养规划与互动

规划是人才培养的先导，计算机实践素养是信息时代人才必须具备的关键素质，是大学生迎接未来大数据环境下信息爆炸挑战的必要条件，个人素养规划不仅要做大学计算机基础学习的课程规划，还要有四年学习中适应市场与专业要求及个人需要的计算机实践素养发展规划乃至人生目标延伸规划。

图1 计算机基础实践素养规划的互动体系

（1）规划互动机制：素养规划是根据专业发展、市场变化、个人志趣的确定性和不确定性，来选择适应未来。它是个性化的、动态的长期机制，其涉及：专业培养计划、市场需求、个人兴趣与基础、计算机教师、专业/行业导师与个人素养清单等要素（参见图1）。无论新生入校时专业是否确定，其专业培养和学习都存在先大类后方向的选择，它需要计算机教师、专业或行业导师参与进来与学生互动并辅助指导，但最终方向是由学生根据自身兴趣、志向和市场需求选择适应来决定的，也许会越出被录取专业范围。规划往往不能一撮而就，这里需要：初定、实践、评估、调整、再实践、再评估、再调整……的反复过程，需要大学生与计算机教师、专业教师和行业专家反复互动、充分交流，经反复实践调整，最终获得个人需要的计算机实践素养规划。

（2）规划选择：计算机实践素养规划内容可依据表1所示的大学计算机基础知识与实验体系来选择，按偏基础、偏硬或偏软方向确立目标路线：①偏基础：D→B→A→E→G；②偏硬基础：D→B→C→A→E→G；③偏软基础：D→B→A→E→G→F。其中，目标顺序只是总体的，而具体路线和每个目标点在具体技能点上均具有可选性，可做个性化选择和组合，起初可以是偏基础性选择，往后可根据需要再作偏硬、偏软、或软硬结合来进行选择。

（二）重过程强互动的大学计算机基础实验教学模式

大学计算机基础实验教学过程是实现大学生计算机实践素养教育的重要环节，是大学生感受实践过程的最佳时机。在这个过程中，将计算机信息处理过程、实际问题解决过程及方法具体地展现出来，使学生对计算机知识理解在信息处理过程中得到掌握和提升，因此本文提出重过程强互动的大学计算机基础实验教学模型来适应它的需要（详见图2）。

图2 教师与学生同步互动的实验过程

该互动过程模型，是由教师对象以任务部署、实验部署、实验监控和实验验收四个过程，与学生对象在预习准备、实验准备、实验过程和实验完成四个过程之间分别进行强互动组成，在同步交流中使学生获得启迪和认知。

（1）任务部署与预习准备：由教师发布包括有目的要求与问题的任务书，学生接收任务书进行研读讨论，教师就任务质疑给以解析互动，学生清晰任务后将涉及知识进行整理补充，并就关键方法进行尝试性测试，记录有效路线及疑点。

（2）实验部署与实验准备：由教师发布实验题目、材料和过程要求，然后由学生独立设计实验预案，教师就学生过程疑问给予互动与建议，为后面实验过程做准备。

（3）实验监控与实验过程：首先由教师做案例演示，然后学生根据题目要求使用材料进行自主实验过程，其过程是由具体信息的输入、处理、输出等三大阶段顺序组成，学生按其顺序逐过程地进行实验；同时教师进入过程监控，对于发现的问题集中在投影上进行提示，就学生过程疑问进行直接互动或间接互动，使过程沿着尝试、发现、质疑、再尝试与收获的螺旋路径推进。同时，教师按进展状态建立每个学生的实验过程情况监控记录。

（4）实验验收与实验完成：由教师部署实验报告要求，就学生质疑问题进行互动，并由学生提交完成的实验报告，最后教师根据实验过程记录情况、实验报告及成果给予学生实验成绩评价。

（三）重课外实验选修的互动模式

在大学计算机基础课程实验项目中，除了基础性实验项目必开以外，还有方向性和提高性的高级实验项目是以课外选修方式开设的；根据学生个人规划情况，按兴趣分类建立相应素养小组，以组为互动环境开展大学生自主协作式地学习（详见图3）。该互动模式由教师对象与素养小组过程之间互动、组氛围学生之间互动组成，素养小组过程由组内互动、组间互动和竞赛互动构成，教师对象是该模式中素养小组过程的监督者，由他颁布选修实验规划的任务执行建议和素养小组管理规则及选修评价方法。在专业班级内，根据学生自主素养规划建立基于兴趣的素养小组，每个组自主确立负责人，由教师文件备案授权；小组活动由负责人根据规划执行任务书在小组内经成员讨论拟定小组活动计划，由教师核准并备案；小组按计划开展活动，在完成每次活动时负责人须向教师上报进度报告、成果清单和每个组员的实验报告，在阶段工作完成之际须上报阶段性的总结报告，当计划周期结束时由负责人上报小组工作报告和组员的评价报告。

图3 课外实验选修过程的互动模式

上述模式中，素养小组过程是课外选修实验教育是否可行的关键，该过程可分为三个互动模式的阶段递进过程。

（1）组内互动：是组内活动基本常态模式，组员根据小组计划和项目指导，先个人按指定方向和内容自主收集文献资料进行学习，列出认知路径和理解疑问点，在定期或不定期的小组聚会上，组员须指定进行认知体会与疑问报告；当报告结束时，其它组员与报告人之间进行认知争议和问题解决体会的交流，达到互动解惑共同提高的目的。

（2）组间互动：是素养小组过程的提升发展阶段，当各素养小组内工作周期结束时，由教师颁布组间活动建议，由小组负责人向教师提交组间活动计划，由班委负责组间互动的实施，活动以负责人介绍组内情况、优秀组员报告成果的方式进行，在组间互动中促进学生的课外自主学习。

（3）竞赛互动：是素养小组过程的最后阶段，教师根据素养规划及各小组活动计划，发布方向性或主题性竞赛题，各小组成员合作完成作品制作和提交，由教师组成评委，推举发布获奖名单并公示，经公示认可的优秀作品可以做为加分依据。

通过上述模式达到有效地调动大学生在课外进行计算机基础实践学习与探索积极性的目的。

四、小结

面对国家创新发展战略，迫切需要应用人才培养中高质量IT基础教育的先行，为此本文围绕大学计算机基础实验过程核心细节，以强互动为线索开展个人素养规划、课内必修及课外选修实验的重过程互动模式的教育实践，应学生所需在淮南师范学院分别于2013、2014及2015年选择理工科专业班级进行大学计算机基础实验教学改革实践，试点班学生普遍认可过程性实验教学对计算机实践素养的提高有促进性作用，实践说明本文方法对于改善计算机基础实践教学质量是有实效和参考价值的。

Research of experiment education of enhanced process&interaction for university Computer Foundation

SUN Huaining

This paper presents system of process interacting modes to p lanning of personal attainment, required experiment and extracurricular optional experiment according to clue of enhanced interaction,and around the core details of the process regular pattern of computer foundation experiment in basis of established system for computer foundation know ledge&experiment in which to adapt requirements of individualized attainment selection,attainment accumulation and development.The teaching practices show that approach of this paper has improved the quality of experimental teaching quality of Computer Foundation.

experiment teaching of Computer Foundation;planning of personal attainment;experiment processofenhanced interaction;extracurricular optionalexperiment interaction

G640

A

1009-9530（2015）05-0115-04

2014-12-29

安徽省高等学校省级质量工程项目教学研究资助项目“自主协作机制的理工科大学生计算机实践素养基础教育探索与实践”（2012jyxm470）；淮南师范学院2012校级教学研究项目“公共计算机基础体系课程设置与质量考核改革实践研究”（2012hsjy37）；淮南师范学院2013年校级质量工程项目“计算机软件开发教学团队”

孙淮宁（1960-），男，淮南师范学院计算机学院副教授，主要从事人工智能和计算机基础教育研究。