信息化进程中的计算机基础教学改革

  信息化进程中的计算机基础教学改革

   王 新,赵建辉

   (中国石油大学(北京)信息学院,北京102249)

   摘要:针对当前计算机基础教学的现状,分析石油院校计算机基础教学发展与改革的历程及面临的困境,提出在当前以计算机思维为导向的计算机基础教学改革目标指导下,如何面向专业应用能力培养计算机思维,阐释其课程体系及其运行机制。

   教育期刊网 http://www.jyqkw.com关键词:大学计算机基础教育;计算思维;程序设计

   文章编号:1672-5913(2015)17-0076-03

   中图分类号:G642

   基金项目:中国石油大学(北京)本科教学改革项目( 2014yb098);中国石油大学(北京)研究生质量与创新工程项目( 2013yb039)。

   第一作者简介:王新,女,副教授,研究方向为数据库、数据挖掘,xinwang@cup.edu.cn。

   0 引言

   随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,计算机科学与多种学科相互渗透,产生了多种边缘学科。计算机基础课程内容不断地改革和调整,教学理论和教学目标也在发展和深化,其中有几次重大改革:①1997年提出的计算机文化基础课程体系,以计算机技能培养为主;②2004年提出的大学计算机基础课程体系,以计算机应用能力培养为主;③2010年,以《九校联盟( C9)计算机基础课程教学发展战略联合声明》为标志,以计算思维培养为主的新一轮课程改革开始了。

   1 计算机基础教育现状与面临的困境

   随着互联网的应用与发展,计算机基础教学产生了越来越多的困境。其主要原因:中小学信息技术教育的普及,入校的新生对计算机操作的技能大幅提升,使得计算机科学与技术具有平民化的趋势,部分专业人士认为计算机基础教育可弱化或取消;按教育部要求,高校各专业总学分大幅缩减,计算机基础课的教学学时被压缩,教学资源配置不充分;很多人将计算机科学等同于计算机编程,淡化了计算机的科学意义,削弱了计算机学科的内涵。计算机基础课程教学内容过分偏重计算机工具及其使用方法;教材基本上是有关领域的浓缩版,学生进入大学后,对第一门计算机课程兴趣不大;课程教学在分层次、分类别上也存在明显不足,使得计算机基础教育教学自身的地位也有所降低;更为关键的是信息化素养与专业技能融合缺少具体的实施方案和有效的实现途径。基于上述原因,2010年,教育部高等学校计算机基础课程教指委明确提出:计算机基础课程应成为大学通识类课程;与大学通识类课程地位相适应,大力推动以计算思维为导向的计算机基础课程的教改;持续开展在计算机基础课程教学中体现计算思维能力培养的一系列研讨、立项和交流培训工作。

   2 石油高校计算机基础教育重在计算思维的培养

   众所周知,石油、石化行业是计算机技术广泛应用的领域,石油高校计算机基础教学承担着培养石油、石化专业人才计算机应用能力的重任,而信息技术与专业技术相融合是提升学生专业应用能力和创新能力的迫切需求。培养创新型人才,首先要培养人才的科学思维方式,即训练人才的实证思维、逻辑思维和计算思维。由此可见,训练计算思维是培养复合型人才的需要。

   3 面向专业应用能力,培养计算机思维

   大学计算机课程的改革进程可分为4个层面:理论层面上研究计算思维的内涵与表现形式;系统层面上规划大学计算机课程的知识结构和课程体系;操作层面上将大学计算机课程作为培养计算思维能力的有效手段;实践层面上探索不同层次培养目标、不同专业应用需求的途径。

   鉴于以上指导意见,明确计算机基础教育的总体目标和课程的知识结构、构建课程体系、建设教学资源是我们深化大学计算机课程改革的总体思想。

   计算机基础教学的总体教学目标分为3个层次,即“普及计算机文化,培养专业应用能力,训练计算机思维能力”,为此需明确石油高校计算机基础教学的基本要求和课程体系。

   (1)计算机基础教学的要求。面对石油各专业,计算机基础教育总体上应使学生了解计算机科学,会构建计算环境,熟练掌握数据处理方法与表达方式,提高计算机应用能力,善于灵活运用计算机解决问题。这就要求学生具体达到以下要求:比较系统地了解和掌握计算机系统与网络、程序设计、数据库以及多媒体技术等方面的基础概念与基本原理,了解信息技术的发展趋势;熟悉正确的程序设计方法与思想,具有初步的应用软件开发基础;具有数据库应用系统的初步设计、开发与应用能力;能利用常用工具处理多媒体数据,初步掌握多媒体应用系统的集成与开发能力;培养良好的信息素养,训练计算思维,能够利用计算机手段进行问题表达与交流,学会像计算机科学家一样思考与解决问题;利用Internet进行主动学习,增强专业应用能力,为专业学习奠定必要的计算机基础。

   (2)计算机基础教学的知识结构。按照教育部的指导意见,我校计算机基础教育的知识结构应满足3个层次、4个知识领域。

   3个层次:①概念性基础,要求学生掌握计算机学科的基本概念和主要的基本理论知识,是各专业学生必学的内容;②技术与方法基础,要求学生掌握本专业常用的计算机应用软硬件技术和相关理论方法,不同类别的专业有不同的侧重点;③应用拓展技能,结合各专业、各知识领域中有较大共性的、最主要的一些应用性技能,使信息技术与专业技能相结合,不同类别的专业各有侧重。

   3个层次的教学过程始终贯穿一条主线:网络→数据库→多媒体,以计算思维训练为导向。

   4个知识领域:计算机系统与平台、程序设计基础、数据分析与信息处理、信息系统开发与应用,使学生充分了解计算机软硬件系统的基本结构和工作原理,问题分析与表示方法,系统设计与实现的主要算法,数据的组织、管理以及处理过程,应用系统实现与平台构建的流程。

   (3)构建计算机基础教学课程体系。①课程设置指导思想:根据我校不同专业对计算机应用的不同要求,从知识、能力、素质要求出发,计算机基础教学课程设置的原则是:以训练计算机思维为导向,重基础、强实践,培养学生的综合应用能力;②计算机基础教学的典型核心课程主要包括大学计算机基础(大学计算机基础理论+大学计算机基础实践)、算法与程序设计基础、计算机硬件技术基础(微机原理与应用、单片机原理与应用)、数据库技术与应用、网络技术与应用、多媒体技术与应用,不同类别的专业可根据学分要求选取不同的知识模块(见表1);③课程设置方案:各专业采用“1+X”的方案,即大学计算机基础+若干必修/选修课程,而将大学计算机基础实践作为独立设置的实践环节,以满足各专业认证的实践需求。对本校各类专业选修计算机课程的建议见表1。

   4 主要的改革措施和成果

   (1)加强师资队伍建设。在各高校中从事计算机基础教学的教师通常被认为是“没有前途的”,导致基础教学的师资不稳定。我校2010年之后经过院系调整,明确了由软件工程系组织管理计算机基础教学,基础课教学由计算机学科教师共同承担,形成了稳定的基础课教师队伍,教师均为计算机学科的硕士、博士,年龄在35~50岁之间,精力充沛、教学经验丰富。

   (2)激励教学研究,鼓励发表教改论文。计算机基础教学内容更新快、变化大,授课对象层次参差不齐,必须不断地研究教学内容、教学方法与教学手段、考核与评价方式、教材选用与教材建设以及教学过程的内在规律。近年来学校对大班授课、小班讨论,卓越班和创新班的培养方案,研究型、研讨型、MOOCs、翻转课堂、知识碎片化等授课方式,以及任务驱动、项目管理、案例化教学等教学改革项目予以大力支持,鼓励教师发表高水平的教学改革论文。

   (3)教学团队建设。计算机基础课程授课面大,上同一门课程的教师较多,教学团队的管理极为重要。团队发展规划是否科学、日常教学活动组织安排是否合理,关系到每个教师的成长。重点建设公共基础课教学团队是学校团队建设的原则。目前计算机软件基础课程教学团队为北京市优秀教学团队,C语言教学团队为校级优秀教学团队,大学计算机基础教学团队为校级培育教学团队。

   (4)积极辅导学生参加学科竞赛。学科竞赛是展现学生应用能力的平台,也是促进学生学习兴趣的有效途径。计算机基础课教师承担着全校学生参加全国信息技术应用水平大赛(原ITAT大赛)、蓝桥杯大赛(全国软件专业人才设计与创业大赛)以及各种计算机相关应用学科竞赛的课外辅导工作,承担校内C语言程序设计大赛的考试与评审工作。

   5 结语

   鉴于计算机基础教学的学时被逐渐压缩的事实,提高各专业相关人员对计算机应用能力和计算思维的认识极为重要,这是信息社会中培养具有科学思维的创新人才的要求,而构建与学校特色、学生层次相适宜的课程体系和运行机制是培养计算思维的有力保障,研究并实施新的教学方法与手段是训练计算思维的有效途径,探讨并执行信息素质与专业素质相互渗透的实施方案是培养具有综合应用能力的复合型创新人才之有效途径。

   教育期刊网 http://www.jyqkw.com参考文献:

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   [2]刘桂松,李茂国.大学计算机系列课程改革思考[J].中国大学教学,2012(11): 39-41.

   [3]教育部大学计算机课程教学指导委员会,关于申报大学计算机课程改革项目的通知[Z],2012.

   [4]教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会,高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2009: 21-23.

   [5]李廉,以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革[J].中国大学教学,2013(4): 7-11.

   (编辑:郭田珍)

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