大学计算机基础课程教学现状及改进策略

刘奕　张爱国

摘要：计算机基础课程作为高校公共基础课，承载着培养计算思维“第一课”的重任。文章针对目前大学计算机基础课程教学过程中存在的一些不足，从课程的重要性、教学目标、教学内容、教学模式方法、教学对象等方面，提出了计算思维与育人有机结合、提高线上教学有效性、课程内容与专业有效融合等改进策略，为提高大学计算机基础课程的教学质量提供参考。

关键词：计算机基础课程;计算思维;教学改革;高等教育

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）26-0136-02

当前，信息技术、大数据及人工智能与机器学习的深度应用，已经深入到各行各业和人们的日常生活当中，计算机已经成为信息社会的必备工具之一。2006年3月，美国计算机科学家Jeannette M. Wing正式提出了“计算思维”的概念和体系[1]，该理论被认为是近十多年来产生的最具基础性、长效性的学术思想。未来，运用计算思维，使用计算机解决实际问题，掌握计算机办公应用能力，是人们需要具备的最基础的计算机素质之一[2]。大学计算机基础课程是面向非计算机专业本科生开设的公共基础课程，承载着培养计算思维“第一课”的重任。通过该课程的学习，使学生全面了解计算机基础知识，掌握办公软件的使用，了解计算机领域的发展态势，全面提高学生的信息素养、计算思维能力和实践创新能力，为后续其他计算机课程及专业课程学习打下良好基础。本文结合实际教学经历，通过对计算机基础课程教学过程中存在的不足进行总结分析，提出改进策略，为提升计算机基础课程的教学质量提供参考。

1 计算机基础课程教学现状

以沈阳农业大学为例，大学计算机基础课程分两阶段学习。第一阶段是计算机技术基础理论知识，主要让学生掌握计算机的工作原理与软硬件，算法与程序设计，数据库和计算机网络等相关知识和基本概念，同時介绍一些计算机的新知识和新技术，如人工智能、大数据、区块链等，同时要求学生掌握常用办公软件的应用，并通过实践教学提高学生的动手能力。第二阶段是让学生学习一门计算机编程语言，掌握基本数据结构、基本语法、流程控制结构、程序设计方法等基础知识，使学生能够运用程序设计语言编写、调试、运行程序，进而能熟练使用一门编程语言来分析和解决与其专业相关的应用问题。计算机基础课程以培养学生掌握计算机相关基础知识，并学会运用计算思维解决工作生活中的具体问题及需求为教学目标。目前普遍采用理论教学及实践操作相结合的教学方式，随着时代的发展，在实际教学过程中逐渐显露出一些不足，具体表现为以下几个方面：

1.1 忽视课程“思政”元素，不利于提高人才培养质量

大学计算机基础课程具有较强的专业性和实践性，由于受传统教学目标与考核标准的影响，目前的教学相对忽视或弱化了人文关怀、思想道德教育和创新创业能力的培养。随着现代科技的迅猛发展，思想政治课的教学方式也产生了新的变化[3]。一方面，社会经济快速发展，生活与工作节奏加快，社会上不可避免地出现一些拜金主义、享乐主义等消极思想，特别是初入校园的大一新生，价值观与行为方式更容易受到外界影响;另一方面，信息技术的发展改变了人们的生活方式，大学生毕业后选择自主创业也是当今社会的潮流，这种趋势在未来很可能继续扩大。但受传统就业观念的影响，目前大学生毕业后选择自主创业的比例还很低，缺乏创新创业精神。在目前的教学体系中，创新创业教育与课程融合不足，学生对创新创业缺少一定的认识。如果只重视培养计算机基础理论知识，忽略对学生的思想政治教育和创新能力的培养，则没有真正帮助学生树立正确的三观，不利于学生的发展，也违背了全面提高人才培养质量的目标。

1.2 新冠肺炎疫情下线上课堂难管理，教学互动困难

2020年起疫情打破了以往传统课堂的授课模式，各大高校为了阻断疫情的传播做出了很多努力，大多采取了“混合型”线上授课方式， 如“MOOC+QQ群辅导”“腾讯会议+微信群辅导”等。但与线下教学相比，线上授课也存在一些问题，如学生上课精力不集中，自律性相对较差，课堂仪式感不够，师生互动积极性欠缺。尽管可以通过签到或课中提问等方式掌握学生是否在线，但学生的学习态度和听课中出现的疑问难以全面了解。另外，部分实践性较强的课程无法进行深度学习，如计算机基础课程中的高级语言程序设计课程，在讲授期间需要调用第三方软件来编辑、调试、运行程序，有时还需要学生远程分享屏幕，教师帮助在线修改程序，这就对线上教学方法提出了更高的要求。

1.3 教学内容与非计算机专业缺乏有效融合

随着计算机技术的快速发展，人工智能、云计算、物联网、大数据等新概念不断出现，计算机技术也广泛融入了各行各业中，与各个学科交叉融合。因此，计算机基础课程不仅面向计算机专业学生开设，非计算机专业学生同样需要熟练掌握计算机相关知识，并应用于本专业实际需求中。不同专业涉及计算机方面的知识点不同，但对计算机技术的需求程度普遍提升。目前，计算机基础课程普遍采用统一授课的教学方式，教学内容与非计算机专业的教学内容缺乏有效融合，部分专业的学生对讲授内容不感兴趣，认为与本专业关联度不大，直接影响了学生学习的积极性。如何满足不同专业对计算机技能的需求，培养学生的计算思维，提高学生在本专业的计算机应用能力是目前需要解决的问题。

2 计算机基础课程教学的改进策略

目前，计算机基础课程教学受到从业者广泛关注，并提出多种教学模式及策略。阳红[4]探讨了“课程思政”融入计算机基础课程教学的路径与对策;王千千[5]提出了将PBL教学模式应用于计算机基础课程中;常志玲和赵鹏[6]针对非计算机专业学生，提出了使用线上辅导、强调帮助文件、构建科学合理的评价指标等方式;唐日成等[7]提出了构建基于MOOC+SPOC的移动端题库的计算机基础语言课程教学模式;何止戈[8]以计算机基础课为例，搭建了互联网+的教学平台，并应用到教学过程中;张翠平等[9]提出从创新精神与创业思维两方面，进一步完善计算机基础课的教学目标;姚珺[10]探讨了计算机基础课教学中计算思维培养的策略。张爱国等[11]提出了基于互联网平台的高级语言程序设计在线教学模式。

基于上述教学模式及策略，通过借鉴前人教学经验，结合实际教学情况，针对目前计算机基础课程教学过程中存在的问题，提出如下建议：

2.1 挖掘“思政”元素，将计算思维与育人有机结合

在计算机基础课程教学期间，教师可充分挖掘课程的思政元素，将爱国敬业、敢于担当、团结协作、诚实守信、双创思维等思政内容融入课程教学中，潜移默化地影响学生，这样引导学生树立正确的三观、实现知识传授、能力培养和思政育人有机结合。

例如，在讲解计算机的发展历程时，通过介绍我国计算机事业的起步与发展过程，让学生了解科学家是如何在艰苦条件下，实现计算机从无到有的艰苦创业历程，又如何通过艰辛努力成功研发银河、天河等超级计算机，在世界超级计算机排行榜中屡占鳌头，从而激发学生的国家荣誉感及自豪感，增强学生的爱国精神[12];在讲解Python图形库时，可以利用Turtle第三方库从简单的圆形、三角形、矩形到五角星进行绘制、填充颜色，让学生根据所学知识绘制出五星红旗，将爱国情愫融入教学中，激发学生对计算机学习的兴趣;在讲解Python语言网络爬虫知识点时，通过介绍互联网信息活动时的一些不良行为、这些行为带来的不良后果，以及在公共文件数据处理方面涉及的信息安全法律法规等案例，引导学生认识到网络信息安全的重要性，深入认识自身良好的行为规范对网络信息社会的影响，从而遵守道德规范、法律法规规范，帮助学生树立信息保密意识，恪守职业道德，强化职业操守。

另外，在教学过程中，通过对行业前沿和科技成果的介绍，培养学生不断探索，勇于创新的精神。鼓励并引导学生积极参加创新创业大赛、计算机竞赛、实习实践等活动，并将所学的计算机知识运用到活动中，达到学以致用的目的，提升学生在社会实践中认知与处理计算机领域相关问题的能力和竞争力。如目前国内有关创新创业的比赛主要有“互联网+”，“创青春”等，也可以结合校情，充分利用当前教学资源，与创新创业比赛相结合，开展竞赛活动并引导鼓励学生參加，给予课程成绩（分数）等奖励，激发学生积极学习计算机技术和技能，运用所学到的知识解决实际问题，提高对双创实践的积极性。

2.2 采用翻转教学模式，提高线上教学有效性

随着新冠肺炎疫情的有效控制，各大高校的线下教学逐步恢复，在疫情过后更需要总结经验，巩固并完善线上教学资源的运行机制和保障体系，推动线上线下深度融合发展，促进线上教学平台与线下课堂教学相结合的常态化。不同于传统的线下教学方式，线上教学应更注重于课程教学的有效性。

针对上文提出的线上课堂难管理，教学互动困难问题，教师可以在线上教学中采用翻转课堂的教学模式，将课堂内外的时间进行重新调整，把学习的决定权转移给学生，增加学生自学部分比重。比如，在讲解高级语言程序设计的布尔数据类型时，教师可以在课前为学生布置一个具体问题，如创建两个变量X、Y，再创建一个变量W使W = X and Y，分析X、Y为不同数据类型时，W的变化值，讨论并写出所有可能出现的情况。布置任务后，组织学生进行分组讨论、学习和交流，课堂中让每个小组对讨论结果进行汇报，小组间可以进行辩论，最后根据讨论结果评出最优小组，这样可以极大地提高学生对学习的兴趣和积极性，并且可以通过讨论引出教学中的重点难点问题，让学生理解得更加深刻。

与此同时，可建立课程学习专用讨论群，针对大学计算机基础类课程特点，学生在编程期间很容易出现各种各样的问题，但由于线上学习不同于在学校可集中讨论交流，建立学习讨论群一方面可以增加学生之间的交流讨论，也可以寻求教师帮助，一起解决问题共同进步，另一方面也可以让教师了解学生对知识的掌握程度，以便后续课堂有针对性地讲解。利用翻转课堂的教学模式，使教学方式从“先教后学”转为“先学后教”，让学生更有参与感，有问题能够及时解决，更加有利于学生的有效学习，提高学生的自主学习、团结协作和实践创新能力。

2.3 结合专业编排课程内容，激发学生学习兴趣

以沈阳农业大学为例，计算机基础课程中的大学信息技术基础，及高级语言程序设计分别为公共选修课和公共基础课。学生的专业背景、基础水平和应用需求不同，以及计算机技术发展带来的理论和应用的快速变化，导致了计算机基础课程教学的复杂性。不仅需要激发不同专业学生对计算机基础课程的学习兴趣，还要引导学生应用计算机技术进行学科交叉的应用创新能力。课程编排充分体现以学生为中心，从老师教什么、怎么教、教得怎么样，转变为学生想学什么、怎么学、学得怎么样 [13]。即针对不同专业的特点和需求合理编排并细化课程内容，与时俱进。

1） 层次化和模块化编排教学内容。开课前与各专业进行深入交流，了解不同专业对计算机知识的需求，有针对性地进行计算机知识讲解，提高学生在学科专业层面的计算机应用能力，引导学生根据自身专业进行程序设计，提高学生对知识的理解，注重与不同专业的后续教学内容进行有效衔接。比如在高级语言程序设计中的Python库讲解时，为有数据分析需求的专业着重讲解matplotlib、numpy、pandas等用于数据分析及可视化的第三方库;为有图像处理需求的专业着重讲解PIL、OpenCV等用于图像处理和影像分析的第三方库。

2） 开设应用型、趣味型计算机选修课程，课程内容与时俱进。只限于公共基础课的学习通常不能满足一些对计算机感兴趣的学生对知识的渴求，开设选修课既能满足各专业学生的兴趣爱好，又能拓宽知识面，还能培养计算思维。选修课程可选择计算机等级考试等应用型内容，如MS Office应用、Access数据库程序设计、网络技术等，或选择学生较感兴趣的Photoshop图像处理软件，及Python的高级应用等。

3 结束语

大学计算机基础课程作为公共基础课，其教学质量对各专业学生的培养有着十分重要的作用。本文通过分析现阶段大学计算机基础课程的教学现状和存在的问题，以促进学生的全面发展为理念，以提升学生的信息素养和创新能力为核心，以提高学生对大学计算机基础课程学习的兴趣和热情为主线，以实现全面提高课程的教学质量为目标，针对性地提出了将计算思维与育人有机结合、采用翻转教学模式提高线上教学有效性、课程内容与不同专业有效融合等改进策略，为进一步提高大学计算机基础课程的教学质量提供参考，也对其他公共基础课教学模式的研究提供借鉴。

参考文献：

[1] Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM，2006，49（3）：33-35.

[2] 刘复兴.论教育与机器的关系[J].教育研究，2019，40（11）：28-38.

[3] 李华君，王沛佳.人工智能时代高校思政课的智慧化教学创新与建构路径[J].中国大学教学，2021（11）：35-38.

[4] 阳红.大学计算机基础课程思政教育的路径探索[J].电脑知识与技术，2021，17（32）：244-245.

[5] 王千千.PBL教学法在计算机基础课程中的应用[J].电脑知识与技术，2021，17（28）：241-242.

[6] 常志玲，赵鹏.非计算机专业大学计算机基础教学研究[J].电脑知识与技术，2021，17（33）：159-160，172.

[7] 唐日成，孙子惠，严竞雄，等.基于MOOC+SPOC的移动端题库的计算机基础语言课程教学策略研究[J].电脑知识与技术，2021，17（26）：235-237.

[8] 何止戈.基于互聯网+的大学计算机基础教学改革[J].中国民航飞行学院学报，2021，32（6）：53-55.

[9] 张翠平，赵晖，李文杰，等.面向双创教育的计算机基础类课程教学模式改革与探索[J].工业和信息化教育，2021（10）：23-26.

[10] 姚珺.基于计算思维的大学计算机基础课程的教学改革研究[J].科技视界，2021（35）：22-23.

[11] 张爱国，宋平，王开田.基于互联网平台的在线教学模式探索与实践——以沈阳农业大学“高级语言程序设计”线上教学为例[J].高等农业教育，2020（6）：90-94.

[12] 李江涛.开放教育《计算机基础》课程思政教学的探索与实践[J].现代计算机，2020（30）：94-97.

[13] 刘江，章晓庆.面向非计算机专业的人工智能导论课程建设与探索[J].中国大学教学，2022（S1）：46-51.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2022-06-13

作者简介：刘奕（1992—） ，女，辽宁沈阳人，助教，硕士，主要研究方向为计算机基础教学;通信作者：张爱国（1969—） ，男，山西临汾人，副教授，硕士，主要研究方向为计算机基础教学。