湖北省双一流高校《计算机基础》通识课程教学改革研究

陈 艳，李新玉，彭元珍

(长江大学计算机科学学院，湖北荆州434023)

0 引言

近年来，由于计算机人工智能和互联网的发展，计算机的教育广受欢迎。从外面的培训机构到科研院所，大家都在流行普及计算机教育。所以，高校里的计算机教育，也迎来了T挑战。作为计算机教育里的计算机基础环节的学习，计算机基础的教学更注重计算机文化素质的教育[2],比如，你学了某一种OFFICE工具，其他的办公软件是可以触类旁通的，也就是要教会学生计算思维的能力[3]，将人类的一套做法用计算机来做，明白了计算机是如何一步步工作的，也便知道了目前的软件包括各种流行的APP该如何更好地去使用。

综上，较多的教学研究者将重心放在了计算思维的的改革上，但很少有在层次教学和将计算思维与生活案例相结合。根据长期从事在一线计算机基础的教学经验，本文总结了一套基于实践的递进层次学习方法，并使用生活的案例深入讲解计算思维的方法。

1 计算机基础目前的学习现状

1.1 学生存有惧怕的心理

大部分专业的学生有着“计算机基础难学”的学前暗示，其实如果按照本文提到的带着兴趣来学习，任何一款OS(operating system)或者应用软件都是一种像手机的操作系统和APP一样的便捷助理，学生是完全可以自行学习掌控的，因为智能手机里所有的APP大部分人都是很有信心自己掌握的。国内部分高校里实行计算机基础选修，就是始于这个道理。

1.2 内容分散，学习不够连贯

现有计算机基础教材大部分知识内容按照以下章节目录组织结构，计算机概述——信息表示——操作系统——OFFICE软件——网络——数据结构——数据库开发。这种顺序在实践教学中，学生一看到计算机的二进制代码、原码和反码等就被吓蒙了，在学OFFICE软件的时候连起码的发邮件都不会，如何给老师发自己的作品。所以本文提出了面向实践的教学顺序，所有章节有严格的体系，教学内容水到渠成。学生听起来普遍反应较好。

1.3 对象不同，学习目标较单一

计算机基础面向不同专业的学习者，目前大部分学校主要是靠平时成绩的比重来区分成绩，教学目标比较单一。每个专业的学生因为基础不一样，学生的理解水平也是不一的。所以不同的学习者应该制定不同的学习目标和学习方法。

针对上述问题，在计算机基础教学中，应该研究如何针对不同学习者制定相应的学习目标，研究不同的教学方法，激发学生的学习兴趣及创新能力。

2 基于实践的递进层次教学顺序

2.1 思想来源

第一台电脑诞生之初，人类是想用十进制来模拟人类的计算，但是后来发现十进制对于计算机设计电路来说，太过复杂。但人类却是从婴孩时候起开始接触十进制的知识的，这是一种人类的习惯。让学生从习惯中转变思路到计算机的二进制中来，应该有个过程。学生对计算机的理解是从实际存在的机器出发，再结合自己的使用心得，最后升华到某个理解高度，推广至所有应用。

2.2 实施过程

新的教学顺序，先从通用类基础说起，也就是不管你的基础如何，这些是必须掌握的。首先，以历史为起点，和大家一起回顾国内外前人为计算机科学发展所做出的贡献和努力。展望未来，知晓今天的社会需要懂技术、高情商、与时俱进的青年，从而激发学生的学习热情，顺便提出计算机作为一门基础通识课程，需要学生在实践中掌握，需要团体的力量，需要博学，和善于帮助他人等各种品格。接下来按照下图1展开层次式教学：

图1 基于层次式的教学顺序图

先从大家熟悉的硬件环节开始，学生通过对市场的调查和课堂上所学，了解了如何选购一台电脑，应该看哪些主要参数指标，对计算机系统的组成和指标体系也轻松掌握。

电脑买回来，首当其冲要在上面安装OS，所以OS的学习会紧随硬件的后面。接下来配备网络，因为没有网络，应用软件无法安装。网络章节的教学安排顺序在这里，还有一个考虑是，实践中有相当一部分学生在上机时还不会发邮件。到此，360及各种杀毒软件上场。

电脑到这里已经具备了使用的条件了，学生可以在此基础上发挥自己的主观能动性学习应用软件，OFFICE，亦或是WPS、PHOTOSHOP等。软件本身不是问题，同一个家族出来的软件有共性，不同厂家的软件基于相同的开发理念也会有相同点，关键是看学生的选择。

3 培养目标的界定

具有工科背景知识的学生可以在通用类基础知识点上，加上程序设计和数据库的学习。缩小应用软件比如OFFICE部分，使其变为自学章节。

设计类的同学，可以加选网页设计和图像软件内容。将自学成果作为学生的平时成绩，从而让学生各自展示其能力。学生作品和教学手段都应多样化。

4 计算思维的培养

计算机所有的内容都来源于生活。要想让学生学好本课程，不害怕计算机，只有一个办法，用生活的例子指引他们，将计算思维的方法融进生活中，未来生活，所有软件的设计都是以朋友的身份出现，而非为难使用者。计算机所有的问题就迎刃而解。

2010年以来，各高校纷纷明确表示“引入计算思维是大学计算机基础课程教学的核心任务”[4]。但从执行的情况来看，以考试为目的的教学现象依然存在，计算思维的概念也没有较好地贯穿到其他学科领域。总结实际教学经验，现将思维的培养案例做如下表述。

4.1 基于案例的计算思维引导教学

例如，在讲解ATM取款过程时：

自然人是这样思考的：①插入银行卡;②接着输入密码;③输入取款金额;④机器出钱;⑤拿钱，取卡。现实中有人慌慌张张的去操作，结果却是被吞卡。并不是他不知道取钱过程，也不是不认识中文字，就是不知道计算机的顺序执行特点。

计算机是这样配合人执行程序：

Step 1读卡，此处会有个过程，以进度条的方式呈现，人必须学会等待。

Step 2提示输密码。

Step 3读密码，在库里找和银行账号匹配的密码，如果匹配上,转下一步，匹配不上，提示用户再次输入，并记录输入次数，次数达3次，吞卡。

Step 4 根据用户选择的操作，并执行之。

试想，如果你不体会计算机的感受，不和计算机互动，插入卡后，计算机还在读卡(尽管这个过程越来越快，但早些时候的读卡速度确实比较慢)，结果你用人类的思维方式(认为我可以输入密码了)紧接着输入密码，再狂点确认键，结果就是卡被吞。人类以为的方式，却不是计算机的方式，这就需要计算思维。所以计算机在读卡时，需要你等待。等它说输入密码，你再输入密码，这就是人机交互。同样的，计算机的顺序也非常重要，如上面的描述，编写程序时第4 步必须在第3步的后面，这就是程序的顺序执行。在计算机的世界里，一就是一，二就是二，这是一个确定的世界，比如上面提到的每人允许三次机会输入密码，三次就是三次，不像人类世界中的状况，例如送一次机会等情况。

5 结语

计算机基础的学习历来就有很多学者致力于研究其学习和教学方法。但由于时代背景的不同，导致很多方法还是以往的以掌握某一门工具为目标，也有一些方法虽可以但不够过硬。根据多年的学习和教学经验，将计算机基础的学习进行了基于层次的教学顺序改革，并以生活中的大家熟知的简单例子，剖析了计算思维的方法在教学中的应用，使得学习者通过学习计算机基础，拿到本科学习的兴趣这把钥匙，打开通往未来世界的大门。