大学计算机公共基础课程教学改革及评价研究

肖 宁，李平珍，魏 静，魏建琴，孙世平

（山西财经大学 信息管理学院，山西 太原 030006）

0 引 言

近年来诸如大数据、人工智能等计算机技术得到了更为广泛的应用，社会对高等学校的计算机教育也提出了更高的需求。对于非计算机专业的高校学生，能够熟练使用计算机，并尽快适应使用计算机的各种新技术已经成为立足社会的必备基本技能之一，大学计算机教育也因此面临更大的挑战。非计算机专业的大学计算机教育一般分为计算机公共基础课程的学习，与专业相结合的计算机应用课程的学习这两个阶段[1]。与专业相结合的计算机应用课程，更加注重学生灵活应用计算机的基本技能，使用计算思维的思想，解决各个专业中遇到的问题。计算机公共基础课程的教学，不但要让学生能够掌握计算机的基本技能，更重要的是训练学生养成使用计算思维解决问题的良好习惯，在后续专业课的学习和应用中，能够灵活应用计算机来解决实际问题。

1 高校计算机公共基础课程教学存在的问题

高校计算机公共基础课经过数十年的发展，到了2010年，教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会确定了以“计算思维”的计算机基础教育改革[2]。目前各个高等院校基本都开设有计算机公共基础课程，但各个学校根据学校自身的情况不同和学科需求，设计了不同的课程体系。通过调查和分析山西财经大学2017、2018届新生并结合对我国部分高校的调研情况，发现高校计算机公共基础课程的教学存在以下一些问题。

（1）教学内容设置滞后。计算机相关知识和技术的高速更新，加上教材的撰写需要一定的周期，造成一些教学内容与社会实际应用有脱节。

（2）仅把计算机当工具的教学思维。教学中的一个误区，就是在教学中注重办公软件、多媒体软件等具体操作的应用，忽视了计算机软硬件基本原理的学习，仅仅把计算机当做工具。

（3）计算思维能力培养的方法欠缺。计算思维是需要在计算机课程的教学中，以及学生学习和动手实践中慢慢体会、吸收，才可能逐步形成自主思维的一部分。也就是说，计算思维其根本是一种思维方法，不能简单地等同于其他知识的讲解，或技能的训练，需要寻找到更合理有效的培养方法。

（4）部分老教师知识结构陈旧。部分教授计算机公共基础课程的教师，随着年龄的增长，学习与吸收新知识和技能的动力逐步减弱，造成课堂教学内容陈旧。

（5）与学生专业结合的针对性不强。随着各个专业都与计算机技术的紧密结合，使得各个专业都对计算机公共课程的教学提出了更高的要求。目前的课程体系和教学内容，缺乏与各个专业结合的内容，缺少针对性。

（6）学生对学习计算机公共课程认识上有偏差。学生在大一时，对自己的专业以及未来的职业生涯都不甚了解，普遍认为计算机仅是将来办公、上网以及娱乐的工具，没有认识到计算思维以及计算机技能对自己的专业会带来怎样的帮助。

（7）教学效果评价不够准确。目前针对大学计算机公共基础课的教学效果评价方法并不多见，基本采用观察学生考试成绩或者问卷调查的方法，这样的评价方式不够准确。

2 计算机公共基础课程体系设计

面对新时期各专业方向以及学生职业规划的需求，大学计算机公共课程体系的构建应该考虑到各方面的因素。可以从学校人才培养模式、学生应具有的计算机应用水平、不同专业及职业方向的需求，以及计算机新技术的学习4个方面综合分析。

目前，各大高校都逐步开始执行大类招生、大类培养的人才培养模式，这样有利于拓宽学生知识面，大类专业的基础知识和技能更为扎实，也有利于加强学生对自己专业的认识。大类培养是将相近或相同的学科门类，合并成一个大类，这样对学生的计算机技能要求也基本相同或相近。因此，在大类培养的模式下，大学计算机公共基础课程也应该按照大类专业方向的需要进行调整，针对不同的大类，设计不同的侧重点。比如理工类一般注重程序设计思想，财经类注重数据管理与分析，管理类注重计算思维方法的训练等。

随着计算机领域不断涌现新的技术，社会对大学毕业生的计算机应用水平要求也在逐步提高。各种方向的应用分工逐步细化并日趋成熟，各个大类专业都有各自的专业应用软件以及用计算机解决问题的思路和方法，对计算机公共基础课程的需求也不尽相同。在大学计算机公共课程体系设计上，需要对不同大类方向有针对性地进行设计，进行一定程度的细化分类，方便有不同需求的学生选择。同时这种细化分类又不易过细，一方面是为了方便教学的组织管理，另一方面避免学生学习的知识面过窄、过专。

针对不同的大类学科，对于同一知识的讲解，可以采用不同的案例，案例设计尽量与真实企业的应用接轨。虽然计算机领域不断涌现的新知识和新技术，但也有的没有得到普遍的应用，有的逐步淘汰，因此需要有选择地进入课堂。按照各个大类方向的不同，选择已经较为成熟、应用面较广、前景较好的知识技术，可以采用案例形式引入课堂。

以山西财经大学为例，山西财经大学是包含经、管、文、理、工等多个学科的综合性院校，突出经济学、管理学、统计学等财经类学科。综合学校的学科建设、社会需求和学生生源情况分析，将计算机公共课程划分为计算机基础知识——计算机专项技术——专业方向技能3个层次，形成逐步递进的课程体系。

经过多年的教学实践检验，发现大部分的入校新生虽然能够熟练使用计算机上网、打字聊天等，但计算机的基础知识并不过关，因此保留了大学计算机基础课程。在新生入学后，进行第一层次计算机基础知识的教学，按照学生计算机应用能力分级教学，开设大学计算机基础和办公软件高级应用。理论与实验课时可采用1∶1分配。课程内容注意根据学科方向的不同，采用案例引入及教学形式，增加大数据、物联网等计算机新知识和新技能讲授。

在学习了计算机基础知识后的第二学期，对学生进行第二层次的教学，即进行计算机专项技能的培养。一般而言，针对理工科类专业的学生，如果对计算机应用能力要求较高，需要编程解决实际问题，可以选择以C语言或者Java语言为主的计算机程序设计。对于部分理科类、财经类、管理类、部分文科类等类别的学科，一般在实际工作中，都会遇到有关数据库管理方面的应用，可以选择包含数据库技术的课程。例如，对于有数据处理需求的统计等类别可以选择数据库技术及程序设计（Python+MySQL）课程，充分发挥Python在数据处理方面的优势。对于系统设计和数据库管理都有需求的工管类等类别，可以选择数据库技术及程序设计（Java+MySQL）课程，发挥Java的强大功能。在课时设计上，理论与实验课时可以采用1：1，或者1：1.5的比例，以确保学生的动手能力。

通过第一、二层次的教学，学生已经具备了基本的计算机应用能力，在第三或第四学期开展第三层次的教学。在这个层次上的课程设计，主要是根据学科方向的不同，建立与专业发展方向对接的软件应用，比如统计类学科可开设Spss应用，对有数学建模需求的开设Matlab应用，有媒体设计需求的开设Photoshop应用等。在这个层次上，学生已经渡过了中学到大学的不适应期，有了一定的自学能力，各个大类有可能开设部分专业基础课程，因此学时数可以适当减少，部分内容要求学生自学完成。

具体的课程体系设计见表1。

在第一层次的教学中，不同大类学科采用不同的教学案例，选择讲授的计算机领域新出现的知识也不同。在第二层次的教学中，将计算思维的训练融入教学中显得尤为重要，目的是使得学生在将来的专业学习和工作中，能够主动利用掌握的计算机技能解决实际问题。第三层次的教学，案例的选择则更为重要，需要与各大类学科更加贴合，激发学生兴趣的同时，引导学生学习解决专业问题的思路。

通过这样3个层次的教学体系，使得学生对计算机的认识逐步加深，学习过程由较宽的计算机基本知识面逐步过渡到较为专业的方向技能。在第一、二层次符合大类培养需求的基础上，在第二、三层次的课程设置上又充分考虑到了不同大类比较专项的需求。在教学管理方面，在第一、二层次按大类的划分，既方便教学管理，同时也考虑到不同方向个性化的学习需求，在第三层次较为专业的教学上，可以采用与专业教师合作教学的模式进行。

3 项目驱动式教学

在课程中各个单元采用项目驱动教学会收到较好的教学效果，使用较新的与日常的工作生活息息相关的案例项目，让学生带着任务去学习，使得学习的主动性得以加强。

表1 大学计算机公共基础课程体系

项目驱动教学法来源于建构主义学习理论，以学生为中心，教师在教学中起组织和指导作用。这种教学模式非常适合在学生对计算机已经有了一定认知的情况下应用。在学时设计上加大实践动手操作的课时，教师精心构建驱动的项目，设计相关的情景、环境，制定好相关的需求参数。教学时提出计算机的相关概念、技术等，由学生按照项目要求进行学习、摸索、操作。学生通过“做中学”，充分发挥学习的主观能动性，对所学知识、技能有更深的认识和感受。这种教学模式不但能激发学生的学习热情，对学生的项目组织能力、合作能力以及创新能力都有锻炼，也能将所学的知识通过项目的实施，对将来可能的技术应用有了更深的理解。

这样的教学模式对案例的选择有较高的要求，既不能选择过于专业的，避免学生过于生疏，也不能选择过于陈旧过时的案例。平时需要密切关注计算机的各种最新应用，最好能与一些相关企事业单位建立合作关系，以便不断更新项目案例，紧跟新时期计算机发展的步伐。

在实验教学中，适当设计一些开放类和设计类的项目，而不仅仅是验证类的项目，这样不但能够激发学生的积极性，发现学生的潜能，更能使得学生学习主动性增强，掌握的技能也更为扎实。这种类型的项目，在对学生创新、创业能力的培养上，会有较大的帮助。

这对教师也提出了更高的要求，开放式的项目会有各种不同的走向，学生不同的创新、创意会随时迸发，需要教师对所教授的知识和技能有较好的把控能力，既能保护学生的积极性，同时又能保证学生学到必要的知识和技能。

4 计算机公共基础课程教学效果评价

经过查阅文献，针对计算机公共课程教学效果评价的文献并不多见，目前的评价方法主要分为两类：一类是采用测试学生能力的方法，有针对性地设计测试题目，根据需要测试的指标体系设计量表，得到量化数据后，再进行分析评价[3]；另一类就是普遍采用的问卷调查法，对于需要评价的指标，设计对应的问卷题目，再采用统计学的方法以及相关软件进行量化分析评价[4]。

由于大学计算机公共基础课程面向的是高校全体各专业的学生，学生数量大，教师资源少，因此近年来采用MOOC、SPOC等教学方法应用于其中，获得了较为良好的效果。这些教学模式的特色之一就是充分利用了计算机网络资源，由学生自主学习。

另外，随着移动终端的应用普及，大学生中智能手机的应用已经接近百分之百。移动学习（mobile learning）也可以作为一种有效的教学手段，供教师合理采用。移动学习是在E-learning基础上发展起来的，是E-learning的扩展。它允许学生通过智能手机、平板电脑以及其他的终端设备，在任何时间、地点进行学习，学习的内容可以随时更新和扩展，这为广大教师的教学提供了又一条便利的渠道。尤其在计算机基础这种课程中，有大量涉及知识面广、逻辑上并不十分集中的基础知识，可以制作成动画短片、互动游戏等形式供学生学习。

基于互联网和移动终端的学习，采用基于xAPI的教学效果评价方法进行评价不但可行而且会取得较好的效果。

xAPI是Experience Application Programming Interface的简称，它是由美国国防部资助的ADL倡议组织（Advanced Distributed Learning Initiative）于2013提出的，它采用一定的格式语句来描述活动者的经历，这些语句能够保存在学习记录存储系统（LRS，Learning Restore System）中，并且能够在LRS之间相互传递。这样学生在任何时间、地点的学习，可以被记录、跟踪、处理和分析，不但可以获得学生学习通过了哪些课程，而且还可以记录失败的学习过程和获得成功的学习路径，帮助教师分析原因并进行针对性的教学。xAPI是一种学习者学习行为记录的标准，很好地解决了学习资源跨域共享问题，它可以跨平台、跨终端并且实时地记录学生的学习行为，在LRS中形成学习记录、学习信息和学习经历，这样就为教学效果的评价提供了坚实的数据基础[5-6]。

使用基于xAPI的教学评价，教师应该尽可能将学习内容及相关资源上线，可以通过MOOC、SPOC或者APP等形式，还可以利用论坛、在线课程等平台工具，同时还可以收集并指定学生需要学习的资源。学生可以通过不同的终端登录学习，不仅可以通过MOOC或者APP学习，还可以通过观看视频短片、浏览网页的形式学习有关知识点，通过论坛、微信、QQ等与师生交流、讨论。这样不拘泥于某一具体平台的开放式学习环境，将会得到学生较高的认可。

学生学习活动数据的收集，需要根据xAPI的标准构建语句（Statement）。学生的每一笔的学习记录称为一笔语句，其中至少应包含Actor（学习参与者）、Verb（学习时做的动作）、Object（所做动作作用的对象），xAPI还定义了Context（学习情景）、Result（结果）等属性。在具体设计构建时，可以有很大的自由度，可以根据自己课程资源的情况构建相应的语句。数据的收集可在线，也可离线收集，收集上来的语句自动上传至LRS中。

对于学习记录数据的存储和分析，可以选择使用网络上提供xAPI服务的资源。但是这些数据信息毕竟包含了学生在网络上的行为信息，为保证数据的安全性，也可以自主建立服务器安装LRS，再使用相关统计分析工具进行分析。

设计构建的语句可以是哪个学生在哪个平台或系统上学习了多长时间，还可以是学生提出了哪些问题，或者帮助其他人回答了什么问题，做了哪些习题以及得分多少等。后期的统计分析，除了可以得到每个学生的学习轨迹、成就等数据外，还可以重点分析学习哪些内容时大部分学生会中途放弃，哪个知识点学生花费的时间较多、提问及交流较多等。因此，通过xAPI获取的学生学习信息，可以帮助教师分析学生学习的成败，对学生普遍遇挫和难以攻克的难点，及时进行指导、分析和讲解，提高学生的学习效率。学生学习记录的收集、分析、总结，可以帮助教师总结教学经验，对教学中的重、难点进行合理的调整。学生也可以通过系统提供的相关报告，检验自己的不足，获取学习的成就。

5 结 语

在计算机技术不断涌现，各高校采用大类招生的大环境下，高校计算机公共基础课程的教学必须进行适应调整。按照计算机基础知识—计算机专项技术—专业方向技能三个层次课程体系的设计，可以较好地适应不同大类方向的需求。在教学实施过程中，采用项目驱动教学法可以取得较好的教学效果。针对目前MOOC和移动学习的教学方法，采用基于xAPI的教学效果评价，对教师调整教学、学生改进学习、学校督促教学几方面都有裨益。在教学实施过程中，项目案例的更新以及xAPI标准的应用是需要克服的难点。