面向计算思维能力培养的艺术类院校多元混合教学模式探索与启示*

摘  要  大学计算机基础课程是艺术类院校培养大学生信息素养和创新能力的重要课程，计算思维能力培养是该类课程的重要目标之一。在教学实践中，通过对艺术类大学生学习风格及特点的测量和把握，逐步探索有助于强化艺术类大学生计算思维能力的多元混合教学模式，从教学活动、教学内容、教学评价三个方面探索提升大学生计算思维能力的有效途径。

关键词  艺术类院校；大学计算机基础；计算思维能力；多元混合教学模式

中图分类号：G642.1    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）15-0120-05

1  研究背景

1.1  研究背景及研究现状

随着信息技术的高速发展，世界跨入互联网+大数据时代，各个行业和领域都发生深刻变化，人们的思维模式也发生巨大改变。大学计算机基础课程是一门面向高等院校非计算机专业的通识教育课程，承载着培养计算思维和提升信息素养的使命，是培养大学生创新能力课程体系的重要组成部分，其教育的主要目标是培养集知识、技术、技能为一体的面向未来的复合创新型人才。

近年来，大学计算机基础课程在教学实践中出现许多问题，例如：课程培养目标落实不到位；教学内容更新不及时；适合个性化学习的优质资源匮乏；课堂教学交互不足，学生参与度不高；教学评价方式单一；等等[1]。在艺术类院校中，该课程的教学现状更是不容乐观，主要表现为：计算机学科与相关专业的融合度较低，计算思维的教学理念不明确，学生学习动力不足，等等。

许多一线教师及研究者在教学过程中就如何提高大学计算机课程教学质量和进一步加强大学生计算思维能力的培养提出许多有益的建议。例如：战德臣等[2]从课程教学内容体系、教学手段、教学方法等方面进行详细论述；郑丽坤等[3]通过“一三四三”模式，将计算思维引入高校计算机基础教学；杨文正等[1]通过构建多元混合教学模式，从知识、操作和策略三个层面重新设计教学过程。但是，现有的教学研究改革多以综合大学为研究对象，对于文科及艺术类院校的计算机教学工作借鉴意义有限。本文从艺术类院校计算机基础课程体系的构建出发，结合专业特色和学生特点，从教学内容、教学方式、评价方法等方面探讨提升大学生计算思维能力的有效途径。

1.2  计算思维的提出及其能力培养的必要性

周以真教授认为：计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，其本质是抽象和自动化[4]，是一种在解决问题的过程中有意识使用计算手段的思维方式。2010年，“九校联盟计算机基础课程研讨会”就如何在新形势下提高计算机基础教学质量、增强大学生计算思维能力进行了充分的交流研讨并达成共识，发表了《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》。声明中明确指出：计算机基础教学是培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节，是培养复合型创新人才的重要组成部分，要旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务，加强以计算思维能力培养为核心的计算机基础教学课程体系和教学内容的研究[5]。

艺术类院校的大学生，其专业特点、思维方式和学习经历都呈现独有的特征，他们思想活跃、富有激情、善于表达、情感丰富，但也存在文化基础薄弱、逻辑思维能力不强、易受环境影响等不足。针对艺术类院校学生进行的计算思维能力培养和训练，有助于提升学生的思维能力、应变能力以及利用计算机科学的方法和思想去解决实际问题的能力，可以有效提升学生的综合素质和社会适应力。

在教学实践中对大学计算机基础课程的教学模式进行一系列改革与探索，通过对学生学习风格及学生特点的测量和把握，针对教学目标对教学内容进行深入研讨、合理布局、制订方案，探索出有助于强化艺术类院校大学生计算思维能力的多元混合教学模式，从教学活动混合、教学内容混合、教学评价混合三个方面，探索提升艺术类院校大学生计算思维能力的有效途径。

2  多元混合教学模式的理论基础

2.1  建构主义学习理论

建构主义学习理论源自有关儿童认知发展的理论，描述了人类学习过程的认知规律。建构主义学习理论认为，学习是在一定情境即社会文化背景下，借助他人的帮助，通过人际协作活动而实现的新知建构的过程。“情境”“协作”“会话”“意义建构”是建构主义学习理论的四大属性，它提倡学习应在教师指导下，以学生为中心完成。其中，学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，教师要作为帮助者，主动承担学生意义建构的促进。在这个过程中，既要强调学生的认知主体作用，也不能忽视教师的指导作用[6]。这就要求在进行教学流程设计时突出体现学生的认知主体地位，通过设置合理的应用情境，引导、激发和调动学生的积极性。

2.2  以任务为中心的首要教学原理

2002年，美国教学设计专家M. David Merrill教授发表《首要教学原理》一文，提出五项教学原理，其中“以任务（问题）为中心”是首要教学原理的核心，包括四个基本阶段，即“激发原有经验”“展示论证新知”“运用练习新知”和“整合融会贯通”，整个教学流程都围绕这个核心展开教学设计[7]。Merrill教授认为：基于任务（问题）的教学探究活动相比于传统课程教授方法，将使学生置身于一个完整的任务或实际情境中，这将有助于他们形成一个合适的心理机制和神经模式，这些更加完整的内在信息变现形式将有利于学生对所获得的新知识和技能进行提取和运用[8]。因此，教师在进行教学内容与教学流程设计时，应以提高学生解决各类实际问题的能力为出发点，达到能够将所学知识内化后迁移运用到新的情境中的教学目的。

基于以上教学理论，在教学活动中，为了培养学生以科学的视角、清晰的逻辑思维解决实际问题，增强学生使用计算机和大数据的能力，教师要通过合理利用教学资源和教学手段，建构真实的任务情境来协助学生内化新知并发展探索认知能力，同时以更为全面客观的全过程评价模型来检验他们的学习效果。

3  基于计算思维能力培养的多元混合教学模式设计

艺术类院校大学计算机课程教学是提升学生计算思维能力、增强实际问题解决能力的重要环节。为了有效增强课程教学效果，基于相关教学理论，设计并提出多元混合教学模式，主要由教学活动混合、教学内容混合、教学评价混合三个方面构成，结构如图1所示。

3.1  教学活动混合

教学活动混合是指在线学习活动与课堂教学活动的混合。按照奥苏贝尔的有意义学习理论和建构主义学习理论，在这个过程中，一方面要充分发挥教师引导、启发和监控整个教学过程的主导作用；另一方面要充分调动学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性。图2所示为教学活动混合模型。学生的学习由课堂学习和在线学习两部分组成，分为课前、课中和课后三个教学环节。

在课前学习环节，教师通过学习通网络平台向学生下发课前阅读材料及学习任务单，目的是让学生了解本节课程的学习目标、学习内容及重点与难点。考虑到在线教育要求学生具有较高的元认知能力和自主学习能力，避免在线学习过程中的孤寂和焦虑[9]，课前自学材料以现有的MOOC资源、教师录播课程为主要的学习方式，辅助以传统的纸质阅读材料和教师提供的网络资源链接等。自学也以简单的概念与原理、独立的操作为学习内容，这部分内容设置应是学生容易掌握，适合于独立自学，并具有一定开放性，可适当碎片化、知识点化。同时，学生需要通过自行搜集相关素材进行必要的实践活动，并与同伴进行协作讨论，完成课前学习任务单。教师也会通过在线工具如QQ、微信等进行示范及辅导，与学生进行交流，帮助他们提高课前学习效率。

有了课前学习的基础和反馈，学生已基本了解单元教学内容，但仍存在许多疑惑，对问题学习并不深入，并呈碎片化。课堂上，教师通过教学内容情境化，将所要讲授的知识点置于实际的非良构问题环境中，通过“进入情境—确定问题—拟订方案—执行方案—完善修订—总结评价”的教学流程，让学生采用小组协作、自我探究等方式进行学习。在小组成员探究过程中，学生要充分发挥自我思考、与他人合作、交流互助的团队精神，集体完成实际问题的解决。学生通过课堂内的问题探究和集体协作，不仅可以培养解决实际问题的能力，而且可以促进计算思维方式的养成。通过实际的教学实践，艺术类学生由于具有较强的表现力，团队合作效果十分显著，课堂气氛较为活跃。但在此过程中，教师要积极引导规范，防止课堂教学方向出现偏差。

课堂教学结束后，学生需进行课后反思及学习总结。教师可通过超星学习通平台提供课外优质共享资源及拓展任务，帮助学生对知识内容进行梳理和巩固，同时，学生也可以通过该平台对学习内容进行反思、讨论和交流。这一过程是课堂教学效果的检验和反馈环节，教师通过答疑、反馈、总结、启发，加深学生对于认知内容更深层次的理解。

3.2  教学内容混合

艺术类大学生文化底蕴深厚，思维活跃，擅长形象思维，他们对于计算机的学习需求更多在于实际应用及与本专业的紧密融合。这使得艺术类院校计算机教育应注重突出“四个一”，即：训练一种思维；存在一种环境；掌握一类工具；培养一代新人[10]。而目前的教学中，很多是适合于综合类大学的教材、教法及考评方式，这与艺术类专业的学生特点及学习需求是不相符合的。

为了培养艺术类大学生的计算思维能力，提升计算机学科在专业应用中的普及，重新对教学内容进行选择、排列和构建，凝练出将计算机基础和专业类别需求交叉融合的教学内容体系，以解决教学内容与专业应用脱节的突出矛盾。如图3所示，该教学内容体系由两部分组成，分别是计算机基础理论和计算机应用技术，两部分的教学内容均由课堂教学和在线学习两种途径混合进行。

计算机基础理论主要涉及计算机系统组成、操作系统应用、计算机网络应用及网络安全、信息检索和多媒体的相关知识，通过线上线下混合的教学方式让学生理解基本概念并熟练掌握计算机的基本操作。该部分的教学内容反映了计算机学科最本质的特征和最核心的解决问题的方法，通过提高学生的信息素养，培养学生处理计算机问题时应有的思维方式和行为习惯。

计算机应用技术将在上述基础上着重学习计算机技术在社会实践和音乐艺术领域方面的具体应用，包括办公自动化、音频编辑、图像处理、视频剪辑、计算机绘谱等，这将是对基础理论的紧密衔接和外延拓展，是学生使用计算机在专业领域的实践训练，也是培养学生计算思维能力的重要环节。

3.3  评价方式混合

教学评价是以教学目标为依据，通过制定科学的标准，对教学活动过程及其结果进行测定和衡量，并给予价值判断。它可以帮助教师了解教学过程的各个环节，全面评价教学效果，同时激发学生向更高目标努力的积极性，具有诊断、激励、调控、导向等功能。从评价方式来看，教学评价可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价。为了更好地对学生的学习过程进行全面监控与评判，便于教师实时掌控教学效果和教学进度，采用多种方式混合的评价模式。如图4所示，混合教学评价主要从评价内容和评价方式两个方面进行设计。

评价内容和评价方式以比格斯的SOLO分类法和布鲁姆的认知目标分类法为理论基础，构建认知水平、技能操作、迁移能力和情感态度四位一体的评价体系。其中，认知水平主要考查学生对本学科基本概念、基础知识的掌握情况，这对于知识进行理解、深化和进一步迁移具有重要的意义，是进行深度学习的前提和基础；技能操作主要考查学生对于计算机基本操作掌握的熟练情况，主要涉及对于计算机操作系统、办公自动化、图像处理、音频编辑、网络应用、多媒体合成等方面是否能按照教师要求完成预定任务；迁移能力通过设置具体应用情境，考查学生利用计算机解决实际问题的能力以及计算思维和逻辑拓展能力；情感态度则主要依据学生在平时学习过程中的积极性与协作程度进行评价，因为只有学生积极参与教学活动和社会实践，教学过程才能真正成为学生深化认知、主动建构知识意义并获得成就感的过程。

评价方法主要通过在线评价、教师评价、同伴互评、能力评价四种方式进行。其中，在线评价主要结合学生在线学习的参与度、表现度和贡献度进行评价[1]，该环节是以学生在线学习的时长、登录平台的次数、课堂作业完成的质量、阶段测试的成绩、上传学习资料及分享学习经验的数量为依据的；教师评价和同伴互评分别是以教师和学生为评价主体，结合课堂表现、完成的作品、团队合作精神等方面进行评价，以此来促进学生的协作能力；能力评价主要通过设置较为复杂的非良构实际问题，考查学生的计算思维、逻辑判断以及综合使用计算机解决实际问题的能力，考查内容多以主题方式呈现，要求学生在既定的环境下，通过小组合作等方式完成问题解决。

4  结论与反思

大学计算机基础课程是培养学生计算思维能力的基础课程，对于艺术类院校学生来说，更是提升他们逻辑思维并促进问题解决能力的重要课程。因此，有效加强该课程的课堂教学实效及学生的学习效果尤为重要。结合艺术类院校学生的思维及学习特点，从教学活动、教学内容、评价方式等方面进行改革与探索，构建多元混合教学模式并在课堂中实践应用，逐步形成以强化学生计算思维为导向、以增强学生计算机应用能力为基础、以提升学生综合创新能力为目标的教学体系。为了更好地实现教学目标，还应从以下几个方面加以改进。

4.1  任课教师的理念与信息素养是教学改革的关键

在以往的课程教学过程中，教师在进行教学时已经不自觉地进行计算思维的渗透与培养，但是并没有有意识地进行引导或者形成体系，这就使得计算思维能力的培养与效果不深入、不系统。因此，在教学改革过程中，要不断提高任课教师的素质与能力，精心设计教学内容，进一步优化教学流程，有意识地对学生进行引导和渗透，这样才能引起学生的求知欲望与心理共鸣。

4.2  多学科融合、跨学科培养

对于非计算机专业的学生来说，计算机是作为一种工具进行使用的，计算思维是作为一种能力来解决问题的。这就要求教师在面对这样的学生时，要尽量淡化计算机学科晦涩难懂的专业术语与设计细节，突出将计算机应用到不同的学科中，充分发挥计算机作为工具的实用性与便捷性。已经结合不同专业的应用实际，设置计算机绘谱、音频剪辑、图像处理、多媒体课件制作等教学模块，后期还将继续拓展计算机的应用领域，分模块、分层次进行教学，在计算机应用过程中培养艺术类大学生的计算思维能力，让他们感受利用计算思维解决实际问题的魅力。

参考文献

[1] 杨文正，刘敏昆.计算思维导向的多元混合教学及其应用研究：以“大学计算机基础”课程为例[J].中国电化教育，2017（4）：129-136.

[2] 战德臣，王浩.面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系[J].中国大学教学，2014（7）：59-66.

[3] 郑丽坤，关绍云，郭丹.计算思维引导的高校计算机基础教学实践研究[J].黑龙江高教研究，2016（2）：174-176.

[4] 褚宁琳.艺术类大学生计算思维能力培养的探究[J].南京艺术学院学报（美术与设计），2016（2）：128-130.

[5] 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养：《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》解读[J].中国大学教学，2010（9）：5-9.

[6] 何克抗.建构主义：革新传统教学的理论基础（中）[J].电化教育研究，1997（4）：25-27.

[7] Merrill M D. First principles of Instruction[J].Educational Technology Research and Deve-lopment，2002（4）：43-59.

[8] 石娟，邹霞，李阳阳.首要教学原理中“任务中心”教学之特征及价值[J].现代中小学教育，2012（10）：25-28.

[9] 张文兰，俞显，刘斌.引领式在线学习活动的设计、实施及成效分析[J].电化教育研究，2016，37（10）：42-48.

[10] 耿国华.以计算思维为指导，提升大学文科计算机教学质量[J].中国大学教学，2013（10）：12-15.

*项目来源：陕西省创新能力支撑计划项目“移动互联网背景下混合教学模式探索与学习评价模型研究”（项目编号：2020KRM164）。

作者：张倩，西安音乐学院计算机教研室，研究方向为混合教学模式建构与实践、多媒体课件开发与制作（710061）。