面向计算思维的中医院校计算机基础课程的教学改革探索

王 苹 翟 兴

北京中医药大学信息中心，北京 100029

计算机基础课程是中医类院校大一学生必修的一门通识教育课，其地位应与大学物理、大学英语一样，都是大学生素质教育的基本组成部分，但是随着近年来学生计算机应用水平的不断提高，计算机基础课程的发展却陷入了困境，笔者对计算机基础课程进行了深刻的反思，提出以计算思维能力培养为导向，以BlackBoard 网络教学平台为支撑，对该门课程从教学目标、教学内容、教学方式和教学团队建设等四个方面进行全方位的深度教学改革。

1 计算思维的内涵

自从2006 年3 月，美国卡内基·梅隆大学的周以真教授首次正式提出并定义了计算思维的概念之后，在国内外掀起了计算思维的研究热潮。 周教授指出：计算思维是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[1]。

计算思维的本质是抽象和自动化，即当遇到一个实际问题时， 先通过数学建模将该问题进行抽象化，然后利用计算机将问题的解决过程数字化和自动化。计算思维是信息时代每个人都应当具备的一种思维方式；计算机不仅为不同专业领域提供了解决专业问题的有效方法和手段，还提供了处理问题的普适思维方法；计算思维对所有的领域、职业都是适用的，并且能够从中受益。中医类院校的计算机基础课程应该着重培养学生将专业领域问题转化为能用计算机处理并解决的计算思维能力。

2 “计算机基础”课程现状

“计算机基础”是针对北京中医药大学（以下简称“我校”）大一学生开设的一门通识教育必修课，讲授的教学内容是Access 数据库设计与开发，教学课时为99 个学时。 近年来“计算机基础”课程的发展陷入了困境，致使我校教务处对计算机基础课程存在的必要性提出了质疑，并对该门课程进行了学时的削减，将学时设置为36 个学时。因此，笔者深刻反思近些年来该门课程的教学，发现存在以下三个主要问题：

2.1 教学内容单一，脱离学生实际需要

我校计算机基础课程自2005 年来至今，一直讲授的是Access 数据库设计与开发，内容从未更新，而且在近十年的教学实践中，我们不断发现学生对于学习Access 数据库并不是十分感兴趣， 大部分学生觉得学习Access 对今后的学习和工作帮助不大。 在教务处每年组织的学生座谈会的访谈反馈中，学生普遍反映学习Access 无用，可见，计算机基础课程的教学内容已经严重脱离学生的学习实际需要。

2.2 考核模式单一，缺乏实践操作考核

由于学生多机器少，同时为了避免机考过程中机器故障对考试的影响，近十年来计算机基础课程的期末课程考核方式是笔试，考核内容范围是教材上讲授的知识点。计算机基础原本是一门实践操作性很强的课程，通过笔试无法考核出学生的实际水平，有些学生平时上课不认真练习，但是通过期末背题的方式也能通过考试，这样就不能真实地反映出学生的实际学习水平，而且也有失课程考核的公平公正性。虽然，我们采取的成绩评定方式是平时上机操作成绩占40%，期末笔试成绩占60%，但上机实践操作的分数比例仍然很低，笔试的考核方式也会误导学生不重视平时的上机实践练习，进而降低学生的实践操作能力。

2.3 教学方式单一，学生学习主动性不强

虽然在这十年中计算机基础课程组的教师们不断的改进教学方式，比如引入了项目驱动教学法和案例教学法，让学生组成学习小组去设计完成一个数据库项目作品，但是通过课堂观察我们发现大部分学生的学习主动性仍不是很强， 都是出于应付期末考核，随便完成一个数据库项目作品交上来，用心去设计制作的好作品越来越少，学生明显缺少学习主动性，学习兴趣也很低下。

3 面向计算思维的计算机基础课程的全面的深度教学改革

计算机基础这门课程已经到了必须改革的地步，笔者认为本次的计算机基础课程教学改革应该从教学目标、教学内容、教学方式到教学团队四个方面进行全面深度改革。

3.1 重新定位教学目标

在各行各业都在推进数字化和信息化的今天，从事计算机基础课程教学的教师们应该重新审视和定位该门课程的教学目标，不应将教学目标仅仅定位为掌握某一种软件的使用或者是操作技能的培训。应该从计算思维的角度来讲授计算机知识，引导学生站在计算思维的高度来观察、分析并解决专业领域的问题，培养学生严谨的抽象思维能力，真正认识到计算机不仅是工具，而是可以启发人们思考问题的科学方法[2]，使计算思维的精髓融入到分析问题和解决问题的实践过程中，从而提升该门课程的教学广度与深度[3]。

3.2 重组教学内容

显然，单一的数据库知识的讲授已经不能满足目前医学人才多方面信息知识结构的构建，为适应医药信息化发展方向并培养出能胜任医药信息化工作环境的合格人才，计算机基础课程组教师在教育部教学大纲的指导下，紧密结合中医药专业特点并对兄弟院校进行了大量调研，对该门课程的教学内容进行了大刀阔斧的改革，教学内容不再限于某一种软件的学习，而是将教学内容分成了多个不同的模块，采用模块组合式的教学内容，教学内容具体包括九个模块：计算机基础知识、Windows 操作系统、计算机网络及Internet 应用概述、中文Office 应用、医学多媒体技术基础、医学动画设计技术基础、医学图像处理技术基础、网站建立与制作和医学信息系统应用概论。

而且，将教学内容从原来的单一讲授Access 数据库，调整为九个模块内容的组合后，每个教学模块内容都是紧密结合学生的专业或是从社会生活的角度向学生介绍计算机知识，让学生感到计算机课上学到的知识是可以学以致用的。 另外，教学模块的组成是动态的、非线性的，同一年级、不同班级的教学内容模块的讲授顺序和内容选择可以是不同的。以往的计算机基础课程的教学过程都是按照教师事先教学设计的步骤按部就班的线性开展的，在教学设计中没有考虑到不同专业学生的实际学习情况，而改革后的每一个教学内容模块都是相对独立的，因此，教师课堂上的教学内容将是个性化的和动态化的，由于不同班级的学生的疑难点会不尽相同，因而教师讲授的不同班级的课堂的教学内容也会不同，教师可以根据学生实际情况调整教学模块的讲授顺序，将原来线性单一的教学过程变成动态可生成式的，这样更好地了体现“以学生为中心”的教学理念。而现有的九个教学内容模块也不是静态的，也会随着计算机技术的发展、学生计算机水平的提高、随着中医药信息化发展方向的变化，而有所增减和更新。

同时，在九个教学内容模块的讲授中始终贯穿计算思维能力培养的主线，计算思维对不同学科专业大学生的创新思维能力培养具有非常重要的作用，在计算机基础课程的教学中应着重于利用计算机技术进行问题求解的思路和方法的教学，重点引导学生自觉地将计算思维贯穿于学习和工作当中，并深刻理解计算在延伸人的想象力和创造力等方面的巨大作用[4]，为大学生今后应用计算手段进行学科专业创新研究奠定扎实的基础[5]。

3.3 改变教师的教学方式和学生的学习方式

教学目标和教学内容的革新，必然会带动教师教学方式和学生学习方式的变革。 要在有限的36 个学时内完成教学任务，必须积极吸收当前最新的教育技术手段，利用翻转课堂教学模式，借助BlackBoard 网络教学平台，组织有效的教学，并充分调动学生的学习主动性、积极性，促进学生自主学习和协作学习，以提高课堂教学质量。

翻转课堂教学方式：采用翻转课堂教学方式的教学内容模块，需要事先将该部分的教学内容录制成微视频，并将微视频、教学要求、拓展学习材料等教学资料都放到BB 教学平台上。 学生利用课余时间先在BB 教学平台上进行自主学习、讨论、互评、测试和拓展学习。 当学生在自主学习过程中遇到问题时，有教师在线答疑提供帮助，当然更鼓励学生通过论坛讨论来协作学习解决问题[6]。 教师在课堂上只需讲授学生在自主学习中普遍遇到的疑难知识点，这样大大提高了课堂的教学效率，也培养了学生的自主学习能力。翻转课堂教学模式下，教师在课堂上不再是纯知识内容的宣讲者，而是帮助学生解决自学过程中遇到的问题，并将更多地课堂时间和精力用于引导学生运用知识去解决问题，是相比于传统教学更高效、更高层次的教学模式，大学生已基本具备一定的自主学习能力，因此，翻转课堂教学模式其实非常适合高校各学科的教学活动。

专业案例教学方式：专业案例是培养学生计算思维能力的有效载体，现在的学生具有明显的“应用型”特征，他们希望所学的知识与自己的专业、学习和生活实际能结合起来。 对于不同的教学内容模块，需要紧密结合学生的专业特点来选取和制作教学案例，通过精心编制的案例情景的描述帮助学生构建一个解决问题的情境环境，引导学生进行讨论、分析、归纳和总结，提出解决问题的各种方案。 在案例教学方式的教学过程中要侧重于利用计算机知识解决专业案例的计算思维能力的培养，引导学生利用所学的计算机知识去思考如何解决类似的专业领域问题[7]。

项目驱动式教学方式：对一些操作性很强的教学内容模块，可以采用项目驱动式教学方式。 在学生正式开始学习前，教师应先在BB 平台上布置具体的项目任务、项目要求和项目范例，项目范例可以使学生更加明确项目任务，使学生作为学习的主体在完成这些项目任务的过程中获取知识[8]。

自主学习方式：一些偏重理论知识的教学内容，课堂上如果教师直接讲授，学生学习效果并不很好，可以采用学生自主学习方式，将教学内容录制成微视频，放到BB 平台上，学生在网上进行学习讨论，教师在网上进行答疑指导，教师还可以根据学生的网上学习情况选择是否在课堂上讲授该部分内容；而对于一些过于简单和基础的教学内容，也适合于不进行课堂教学，完全采用学生网上自主学习方式[9]。

探究式协作学习方式：有些模块的教学内容教师可以完全不讲，而是给出学习任务，让学生组成协作学习小组，通过探究自己找到答案，并在BB 教学平台的小组论坛上上传探究学习的阶段性成果和最终成果[10]。

总之，只要是有助于培养学生计算思维能力的教学方式和学习方式都可以应用于教学过程之中，以最大化优化教学过程，取得最佳教学效果。

3.4 教学团队建设

改革后的“计算机基础”课程引入了计算思维，重新界定了教学目标，重组了教学内容，改变了以往的教学方式和学习方式，因此，我们还需精心建设计算机基础课程的这支教学团队以胜任该门课程的教学工作。 关于BB 网络平台的使用及微课视频录制技术对于计算机基础课程的教师们来说很容易掌握，但是，对于新的教学目标的理解、新的教学方式的使用、新的教学内容的教学过程的掌控等是否正确和到位，确实是个亟待解决的问题，也是此次“计算机基础”课程改革能否取得满意效果的关键所在。 为此，提出三个解决办法：内部交流、校外学习、网上培训。

内部交流：计算机基础课程中的教师中，有多名师范教育背景的教师，他们对于这些新的教学理念和教学方式的把握会更加容易一些，因此教研室可以组织这些具有师范教育背景的教师研究新的教学模式，并与全体教师进行交流研讨，打造强有力的具有新的教学理念、能掌控翻转课堂等教学方式的计算机基础课程教学团队。

校外学习：鼓励课程组教师走出去参加国内外的教育教学研讨会，或者作为访问学者到一流高校进行学习交流，以了解先进的教学理念、教学方法与具体实践的步骤，并定期将学习的成果向课程组的其他教师进行介绍。

网上培训：要求计算机基础课程组的教师在网络上注册课程学习相关的教育教学理论，参加有关MOOC 课程的学习，如北京大学汪琼教授的“翻转课堂教学法”MOOC 课程。

应重视通过教学团队建设提高教师的教学水平，培养出一批具有计算思维能力、掌握先进教育技术手段并善于在教学中培养学生计算思维能力的教师，这样才能胜任当前基于计算思维的计算机课程的教学改革[11]。

以上从教学目标、教学内容、教学方式和学习方式以及教学团队四个方面对计算机次基础课程进行了深度的教学改革设计，但具体的教学实施效果还有待于通过新学期的教学实践来进行检验。而贯穿于计算基础整个课程中的计算思维能力的培养关系到我们培养出来的医学人才的创新能力，关系到中医药信息化事业，意义重大。因此，还需要计算机教师投入更多的精力去探索和推进面向计算思维的计算机基础课程教学改革的新思路，并为其他院校开展面向计算思维的计算机课程教学改革提供参考和借鉴。

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

[2] 王移芝，金一，周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学，2014，283（3）：49-53.

[3] 王志强，刘芳芳.基于计算思维的计算机基础课程改革研究[J].中国大学教学，2013，274（6）：59-60.

[4] 高敬阳，尚颖，山岚.化工类院校计算机基础教学中计算思维的培养[J].中国大学教学，2014，282（2）：41-44.

[5] 史文崇.思维的计算特征与计算的思维属性[J].计算机科学，2014，41（2）：11-14.

[6] 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，2013，279（10）：12-15.

[7] 牟琴，谭良，周雄峻.基于计算思维的任务驱动式教学模式的研究[J].现代教育技术，2011，21（6）：44-49.

[8] 教巍巍，褚治广，李昕.大学生计算机应用创新能力培养的研究与实践[J].中国大学教学，2014，286（6）：42-44.

[9] 刘昕.以问题为中心加强计算思维培养[J].当代教育科学，2014，382（7）：60-62.

[10] 蒋宗礼. 计算思维之我见[J]. 中国大学教学，2013，277（9）：5-10.

[11] 龚沛曾，杨志强.大学计算机基础教学中的计算思维培养[J].中国大学教学，2012，261（5）：51-54.