行业导向的计算机公共基础课程教学改革研究

熊刚强

(广东医学院信息工程学院，广东东莞 523808)

【熊刚强:广东医学院信息工程学院副教授，博士，主要从事计算数学、图像处理及计算机教学研究】

一、教学改革的行业导向的意义

2007年，教育部、财政部决定实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”［1］，要求“按照优势突出、特色鲜明、新兴交叉、社会急需的原则”发展专业，“重点推进工程技术、医学等领域的专业认证试点工作，逐步建立适应职业需要的专业认证体系”。根据意见要求，高校的专业建设、教学内容与课程体系的设置应该顺应经济与社会发展的需要，加强课程与教材建设、改革教学内容与方法的主要目的，是为社会与经济发展培养合格的专业人才。由于计算机技术在社会、经济及其科学研究的各个领域中已经得到广泛的应用，因此，“如何在计算机公共基础课程教学中把计算机技术融入到专业领域，培养大学生应用计算机技术解决专业工作中的疑难问题”，成为计算机公共基础教学改革的关键。行业导向就是“顺应社会经济发展、着眼于行业需求，为社会各行各业培养创新型的实用人才”。

2014年，教育部部长袁贵仁在全国教育工作会议上的讲话中指出:“教育所提供的课程专业、所培养的人才、所创造的科研成果，最终都要接受市场和社会的检验。”［2］他强调高校教育质量评价社会化的重要性，认为提高教学质量是高等教育改革发展的核心任务，行业企业是教育的主要服务对象，社会各个行业对高等教育教学质量的评价方式与评价标准就是高等教育教学质量评价的风向标。近年来，计算机公共基础课程的教学内容已经跟不上计算机技术发展的步伐，无法满足专业需求，基础教学脱离专业教学，形成两个平行的教学轨迹，它们之间没有交集、没有融合，是两个孤立的整体，其结果是计算机公共基础课教学逐渐边缘化。行业导向就是“直面社会、行业对高等教育的评价，建立服务于专业教学的计算机公共基础课程体系，革新教学方法”。

二、教学改革的关键问题

行业导向的计算机公共基础课程教学改革的关键，就是根据行业需求设置课程体系与教学内容，改革教学方法，完善课程考核机制;就是解决“计算机应用基础”教学的差异性、课时量与教学内容之间冲突以及师资培训问题。

(一)“计算机应用基础”的差异教学问题

中学信息技术教育普及化与地域教育水平不平衡导致大学“计算机应用基础”教学面临“零起点”与“非零起点”的两难境地，一刀切与分层教学［3］是解决此问题的两种方法。一刀切的教学方式是不考虑学生基础与专业需求差异［4］，而采用相同的教学内容与方法的统一的教学模式。这一模式便于学校教学管理，如排课、考核等，但无法解决“计算机应用基础”教学中“吃不饱”与“吃不好”之间的矛盾。一刀切的教学模式还因取消“计算机应用基础”而忽略了部分学生的学习需求。事实上，在我们的2454份调查问卷中，“只有1194个学生在中学阶段由专门教师讲授过此课程，主张取消此课程的学生却只有94人”。分层教学模式是目前计算机教育工作者大力提倡的差异教学模式。这一由筛选(即过关性考试)、分级分班教学(即组织教学)两部分组成的模式对于学校教务管理来说是不易管理的，而且教学方法也没有发生根本的改变。因此，分层教学除了解决教学的差异性，还应充分发挥学生的学习能动性，压缩课时数，为增加后续应用基础课程腾出课时。

(二)行业导向的计算机公共基础课程体系问题

目前，非理工类的“计算机程序设计基础”的存在价值与意义已经遭到专业教师、大学生、行业领域的普遍质疑，有人甚至建议取消“计算机程序设计基础”教学。之所以如此，是因为计算机公共基础课程的教学内容与专业教学内容出现严重的脱钩，它们之间没有任何交集，是两类完全不相干的课程。虽然近年来计算机教育工作者对计算机公共基础课程的教学内容进行一定修订，引入大量的专业应用案例，医学院校甚至专门编写针对医药专业的计算机公共基础类教材，取得一定效果，但没有从根本上改革计算机公共基础课程体系，有时还会弄巧成拙，唯案例应用而忽视计算机科学教学的本质东西(如计算思维的培养)。比如，For循环语句教学，用数列求和这个案例就能很好地让学生理解For语句的意义，没有必要牵强附会地使用专业领域中的案例。“计算机程序设计基础”的重点在于培养学生的计算思维能力，它是“计算机应用技术基础”课程的基础。“计算机应用技术基础”介绍计算机技术在专业领域中的应用，是计算机公共基础课程教学与专业教学的交叉点。但是，课程体系改革需要考虑“计算机程序设计基础”与“计算机应用技术基础”两门课程之间的衔接，教学内容要因专业而异。

(三)教学方法与考试模式的改革问题

行业导向的计算机公共基础课程教学改革要求以学生为主体设计教学模式，教师通过构建教学情境，让学生在模拟工作环境中解决问题，比如，在“医院信息系统”教学中使用模拟医院信息系统。教师在整个教学过程中只是学习引导者、教学组织者，学生作为主体通过解决教学过程中所提出的问题而获得知识与技能。然而，目前的计算机公共基础课程教学还普遍采用“以教师为主体的机械传递知识”的教学模式，即“粉笔+黑板+PPT”的填鸭式教学。传统的课堂教学模式无法有效地提高教学效率、激发学习兴趣，并让教师感到课时紧张、无法完成教学任务，从而给压缩课时、增加教学内容造成了很大的困难。行业导向的计算机公共基础课程教学改革要求学生学会使用计算机技术解决实际问题，传统的“纸质”考试或“理论+实验操作”的考试无法评判学生分析问题、解决问题的真实能力，不利于行业导向的计算机公共基础课程教学改革。

(四)师资力量薄弱与课时不足问题

近年来，师资力量增加赶不上高校招生规模的扩大已是不争的事实。行业导向的计算机公共课程教学改革需要公共课教师在计算机领域与专业应用领域中都有扎实的理论基础与应用操作技能，而计算机技术的更新速度远远超过其他学科，这要求计算机公共基础课教师有更充足的时间去学习、去深造。目前，计算机公共基础课教师对计算机技术的横向应用了解不足，以及知识结构不合理，阻碍了行业导向的计算机公共基础课程教学改革。师资培训是教学改革过程中不可忽视的环节。增加“计算机应用技术基础”可实现计算机公共基础教学与专业教学两者之间的有机融合，但教学内容增加与总课时压缩是一对难以调和的矛盾。精简教学内容、改革教学模式是解决此矛盾的重要措施。

三、行业导向的教学改革措施

行业导向的计算机公共基础课程教学改革要求在深入调查与定位学生从事行业的性质、层次的基础上，制定教学内容与教学方法。2012年，广东医学院讨论通过了“行业导向的医学院校公共基础课程教学改革方案”，重点调整了计算机公共基础课程的教学内容、教学方法与考核模式。

(一)课程体系建设

课程体系建设是行业导向的计算机公共基础课程教学改革的重点与难点。课程体系建设要求“学生熟悉计算机技术在行业领域中的应用，掌握应用计算机技术分析问题与解决问题，提高创新设计能力”。改革后的计算机公共基础课程按“1+X+Y”三个层次设计课程，其中的1代表“计算机应用基础”，X代表“计算机程序设计基础”，Y表示“计算机应用技术基础”，X、Y的教学内容与专业特色有关，表1是部分专业的课程设置。

表1 部分专业的计算机公共基础课程的教学内容

“计算机应用基础”要求学生掌握计算机相关的基础知识，熟练地使用计算机处理办公室事务，重点要求学生掌握计算机的基本操作和Office办公软件的使用。“计算机程序设计基础”的教学内容与专业特色相关，也与“计算机应用技术基础”的教学内容相关联。比如，临床、护理专业侧重于数据库程序设计，它是学习“医院信息系统”的基础;影像专业侧重于图像与图形程序设计，它是“医学影像成像及处理技术”课程的基础;药学专业侧重于数据库程序设计，增加药物设计案例;旅游英语等专业的教学内容为“网页程序设计与制作”。“计算机程序设计基础”的任务是培养学生的计算思维能力，是后续“计算机应用技术基础”的前导课程。

“计算机应用技术基础”重点介绍计算机技术在专业领域内的应用，培养学生应用计算机技术解决职业领域内的疑难问题。比如，临床与护理专业的“医院信息系统”课程，实验环境就是医院真实工作流程的再现;“医学影像成像及处理技术”向学生展示了计算机技术在影像处理与分析中的应用，培养学生使用图像处理技术(如特征提取与识别)解决影像诊断中疑难问题;“医药信息分析与决策”训练学生如何从杂乱无章的数据中寻找规律、发现知识、推断决策;“多媒体技术与平面设计”介绍多媒体信息处理与制作，使学生掌握如何应用多媒体技术快速传递信息(如企业策划、宣传工作等)。

(二)教学模式与教学方法改革

“以学生为主体、教师为主导，充分调动学生的学习积极性”是教学方法改革的主题。

1.网络自主学习与任务驱动学习。“计算机应用基础”教学需要解决两方面的问题，即差异教学、课时压缩为增加“计算机应用技术”做准备。实践证明，“自主学习+教师导学+任务驱动”的学习模式是灵活而可行的差异教学模式，可以大幅度压缩“计算机应用基础”的课时。教师导学要求取消课堂教学，开设适当的导学课，教师只是导学者(即引导者)、学习监督者，导学的主要任务包括制定课程教学目标，设置阶段性学习内容，解决学习中疑难问题。自主学习要求学生根据自身的计算机水平决定是否参加导学课，根据课程要求和自身需要自主选择学习内容、地点、时间，通过网络学习平台完成课程学习与技能训练。学校开放计算机实验室作为自主学习场所，学生也可以选择在图书馆或宿舍。学生可以利用闲暇时间学习，也可以完全不参加学习，但必须完成课程指定的作品设计，通过课程考试。任务驱动要求每个知识点设置相应的训练任务，学习平台能实时地评判任务的完成质量，给出分数或等级，通过挑战学生的学习能力与操作技能来激发学生的学习兴趣与积极性。

2.参与式教学与案例教学。“计算机程序设计基础”是一门难以理解、难以掌握的学科。医学专业的大学生由于习惯于记忆性学习，对于逻辑思维较强、需要创新设计能力的程序设计课程，他们会觉得无能为力。“学生的参与意识不强，思维游离于课堂之外，教师漠视学生的反应与情感”是一种普遍存在的教学现象。根据心理学的观点，当学习的内在激励机制变弱时，学习就会变得索然无味。学习的内在激励来自于学习的趣味性、挑战性，参与式教学能够加强学生的内在激励，有利于提高学生的学习积极性。参与式教学强调学生的主体作用与参与意识，要求学生通过积极参与教学过程，达到知、情、意、行四者和谐统一。因此，“计算机程序设计基础”教学应重点强化学生学习的内在激励，重视参与式教学。参与式教学需要提供一个公平、和谐的交流平台，通过抛出问题、设置任务来挑战学生的分析问题与解决问题的能力。案例教学是学生通过参与案例分析、探究解决问题的方法来建构内在知识的教学模式，它强调学生的主体作用，教师只是教学组织者。案例教学需要设置教学情境，要求学生积极参与，它与参与式教学是相辅相成的。

“计算机程序设计基础”采取“1+1”的模式设置课时，即一次理论之后安排一次实验课。理论课教学由三部分构成，即抛出问题(导出新课的案例)、传授新内容(提供解决问题的方法或工具)、给出新案例(布置实验课的教学任务);实验课由解决案例、相互评价两部分构成。比如，在“网页程序设计与制作”中，我们从维基百科或百度百科中寻找许多主题资料，如新加坡、清朝、汉武帝、白血病、菊花、大象等，以此素材制作完整的主题网站作为案例。通过创建主题网站，逐步引入文字与特殊符号的插入、文字样式的设置、多媒体的使用、超级链接、独立框架、模板技术、CSS样式表、SPRY、JavaScript等知识点，从粗糙的网页到完美的主题网站，整个过程是从案例分析到解决问题的过程，也是静态网页制作技术的学习过程。同样，在VB.net教学中，可以用病人档案管理、医生信息管理、班级综合测评管理、家庭账务簿、利息计算器等微系统作为案例贯穿在教学过程中，学生通过提建议、写代码、回答问题的形式参与教学，使课堂教学变成教师与学生、学生与学生相互沟通的渠道，在沟通与交流中完成对自身知识的建构。

3.研究式教学与项目教学法相结合。“计算机应用技术基础”主要采用研究式教学与项目教学相结合的教学模式，特别是“医药分析与决策”。建构主义学习理论认为，学习不是教师把知识简单地传递给学生，而是学生在实践中建构知识的过程;实用主义教育理论认为，教育应该以经验为中心，即知识不是由读书或解惑而得来的，而是来源于自身的经验。项目教学法就是要求学生在“做中学”、在“实践中学”，项目教学是教师与学生、学生与学生之间通过共同协作完成课题任务或产品设计，从而完成教学的过程。行业导向的计算机公共课程教学改革的重要目标之一，就是实现计算机基础课教学与专业教学的相融合。通过选择计算机与专业交叉领域内的项目课题，组织学生独立或分组完成项目的研究，解决课题所提出的问题，整个过程包括数据采集、资料检索、方案设计与实施、项目评价等工作，是由学生在教师的指导下完成的，教师是指导者，学生是主体。药品疗效分析研究、传染病仿真模型研究、ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average)模型在医药学中的应用、聚类分析的应用等都可以作为“医药分析与决策”的课程项目，学生也可以自拟题目，鼓励学生与专业教师合作完成课程项目研究，鼓励学生撰写课程论文并公开发表。在项目教学过程中，学生需要获取数据与信息，需要对数据进行分析与论证，寻找规律并提出解决问题的办法，这也是研究式教学的一种模式。

(三)多样化的课程考核模式

行业导向的计算机公共基础课程教学改革要求把“学生应用计算机技术的能力、解决问题与分析问题的能力”作为课程考核的重点，建立多样化的考核模式。首先，教考分离。“计算机应用基础”与“计算机程序设计基础”考试的实施完全交付给专门的考试机构(如省考试中心)。广东医学院的课程期末考核就是广东省计算机水平一级或二级考试，学校只负责教学。但是期末考试成绩不是课程考核的唯一标准。其次，作品展示。学生用自己掌握的知识与技能设计个性化的作品，如主题网站建设、静态或动态网页作品、求职简历、工作报告、数据分析报表、大文档的排版设计、简易文本编辑器、利息计算器、方程求解器、数据库记录浏览程序等。作品展示可以真实地反映学生的动手能力、创新设计能力，是课程考核的重要内容。最后，课程论文。课程论文是更高级的作品展示，主要用于考核研究式教学与项目教学的教学效果，课程论文是学生参与研究并应用知识与技能解决问题的能力体现，论文质量的高低反映了学生的学习态度、创新设计能力、分析问题与解决问题能力、写作能力等，也反映了学生的洞察能力和科研能力。总体来说，考核成绩由三部分构成，即期末统考、作品展示或课程论文、平时实验操作，制定“强化知识运用能力、弱化知识记忆能力”的考核制度。

四、结论

以行业为导向的计算机公共基础课程教学改革立足于社会需求，以提高教学质量为宗旨，提出了以下四个行之有效的教学改革措施;第一，灵活的分层教学模式，压缩理论教学，提倡自主学习;第二，三个层次的课程体系是连贯的、承前启后的，从而是完整的;第三，与专业教学相融合，使计算机公共基础课程教学服务于专业教学;第四，多样化的教学方法与考核模式，教学方法与考核模式会因课程内容不同而不同。但是，以下三个问题需要进一步研究与改革:第一，如何厘清“行业导向”与“计算思维”之间关系;第二，在案例教学中，网络学习系统不能自动评价学生所完成的任务，需要开发代码自评系统;第三，“行业导向”要求教师加强横向学习，提高教师在计算机科学与专业交叉领域内的科研水平，但目前还做得不够。

［1］教育部、财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见［EB/OL］.baike.baidu.com/2013－08－01.

［2］袁贵仁.深化教育领域综合改革加快推进教育治理体系和治理能力现代化——在2014年全国教育工作会议上的讲话［EB/OL］.gaokao.chsi.com.cn/gkx…2014 －02－12.

［3］庄剑英.“计算机应用基础”课程教学存在的问题及改革途径［J］.教育与职业，2013(35):153－154.

［4］袁凤玲，梁 艳.差异教学在大学计算机公共课程中的应用研究［J］.辽宁科技学院学报，2013(4):66－67.