大学计算机基础通识课程的教学设计与实践

钱宇华

摘 要：从学习者的学习角度、教师的教学角度两个方面对大学计算机基础课程的教学存在的问题进行了分析，提出了使用中国大学MOOC+SPOC进行教学的必要性，以及大学生学习能力的培养比知识更重要的观点。为了提高学生积极参与教学活动的积极性，培养学生协作和反思的意识与能力，解决由于碎片化学习导致的碎片化思维、缺乏主动学习等问题，引入翻转课堂开展教学和小组学习活动，实现线上、线下混合式学习，提升了学生综合应用信息技术解决实际问题的能力。

关键词：中国大学MOOC；SPOC；翻转课堂；碎片化学习；能力培养；小组学习

一、问题背景

大学计算机基础课是北京第二外国语学院通识教育学院为大学一年级学生开设的一门基础课，综合考虑文科学生学习能力、计算思维能力、综合解决实际问题能力等的培养问题，教学内容主要分三个层次：文档编辑（不占用课堂教学时间，学生网上自主学习）、数据处理与分析、程序设计基础。过去，我们的教学都是按部就班地采取面对面的课堂授课方式，学生被动地成为知识的接收者。这种教学模式导致的问题主要有：一是一言堂式的传统教学模式，学生参与度低，因此感觉枯燥无趣；二是缺少交互协作环节，无法培养学生协作、反思等意识与能力；三是讲解典型软件的使用，学生难于形成“问题到算法再到程序，求解问题求解算法的构造思路”的思维方式[1]；四是一卷定终身的评价方式，不能准确反映学生的真实能力。

1.学习视角

随着计算机技术与互联网技术日益成熟，大学生人手一部智能化手机，促使整个教育体系核心要素进行重组与重构[2]，学习环境从单纯的面授转变成线上、线下碎片化的混合式学习。所谓混合式学习就是将面授学习和网络学习相结合，将真实的教室环境与虚拟的网络环境相结合，是自主学习、协作学习、发现学习的混合，是师生之间线下交流与线上交流的混合[3]。

爱课程网“中国大学MOOC”平台是目前国内影响力最大、受众最广的MOOC平台，拥有许多免费开放课程资源，使混合式学习成为可能。借助混合式学习，可以将网络与传统教学的优势充分发挥出来，因此越来越多的学生愿意甚至喜欢从传统的面授方式转变为混合学习方式。

（1）学习方式问题。目前，除了传统课堂学习外，主要学习的方式可以分为个性化学习、碎片化学习、移动学习、社交化学习等。上述学习方式，虽然方便了学生学习，但碎片化的学习方式，产生的后果是学生知识碎片化、思维碎片化[4]。经过前期教学实践，我们发现如果只是让学生自己利用中国大学MOOC上的资源开展自主学习，学生要想系统地掌握计算机信息技术、形成计算思维能力是很困难的。主要的问题有：第一，学习者注意力障碍和浅层学习；第二，碎片化信息堆积不能形成新知识；第三，能力培养缺少适合的土壤。

（2）学习资源问题。“中国大学MOOC”平台提供了包括授课视频（名家名师进行授课）在内的各种资源，也为学习者提供了学习、交流、讨论等途径，方便了他们的学习，但存在两个方面的主要问题：

第一，机械式学习。虽然通过中国大学MOOC平台，在不同的媒介、不同的载体上，不同任务间实现了零时间的跳转。但实践证明，这种非中心化的学习资源，如果仅仅依靠学生自主学习还显不足，容易造成学生机械地学，迷失在这片资源的汪洋中。

第二，与文科外语院校的要求有差别。由于中国大学MOOC上中开设的大学计算机基础课程，都是以理工科为主要授课对象，所以学习资源的深度、广度都与我们文科、外语专业为主的院校需求有很大的差别。其课程设置与资源的架构，都需要结合文科生的特点和目标进行调整。

2.教学角度

我校在2016年版本科生培养方案中，将计算机基础课程教学目标确定为两个层次：基础目标要求学生了解计算机基本工作原理，熟练掌握文档编辑功能、数据计算和分析、上网搜索技巧等，具备基本的信息素养能力；高层次目标是培养学生计算思维能力，拥有综合利用信息技术解决实际问题的能力。

因此，如何提升学生的计算机应用能力和综合素质能力，以学生自主学习和协作学习为教学出发点，重构教学内容和知识体系[5]，逐步形成计算思维是我们通识教育的核心目标。

（1）碎片化思维问题。碎片化是移动互联网最主要的特点，相比PC端互联网而言，移动互联网加剧了学习者的五个碎片化趋势：时间碎片化、地点碎片化、需求碎片化、沟通碎片化、交友碎片化。

通过对学习内容或对学习时间进行分割，使学生对学习内容进行碎片化的学习，这样的学习方式称为碎片化学习。碎片化的学习方式，产生了碎片化的思维。这种思维方式对学生来讲，主要有四个方面的缺陷：第一方面表现是缺乏归纳能力，第二方面表现是认为学习就是知识的堆砌，第三方面表现是散乱性，不知道知识之间的内在联系，第四方面表现是重实践轻理论。

碎片化的学习方式虽然降低了学习的成本，但因为学习者缺少将所学知识进行过滤、归纳、反馈和创新等深度思考过程，因此增加了深度思考的成本。

（2）能力培養问题。从学生未来职业发展来讲，能力与知识相比，能力更重要。一线教学的教师都知道，教不等于学，学不等于学会，学会不等于会学。会学是一种能力，我们经常说举一反三，其实就是能力。目前，在计算机教学中发现两个主要问题：第一，文科生思维方式与理工科学生不同，学生重模仿缺深度理解；第二，教师在教学上重实践，轻能力培养。

由于MOOC中评价环节所涉及的课程学习，其作业和测试都是通过机器自动评分，因此对那些很难标准化、需要深度思考、具有争议性的讨论才能获得答案的题目几乎没有。这样就弱化了学生的深层次学习，缺少探究、反思的过程，学生的学习会出现浅层学习，无法达到深度学习和能力培养的目标。

二、资源构建和教学设计

目前，在传统授课方式授课的课堂上，学生“身在曹营心在汉”“智商不在服务区”的低头族已经很多[6]。导致这种现象的原因是多方面的，但调研后发现主要原因有两个方面，一是教师灌输式的教学方式，无法吸引学生关注课堂教学活动；二是学生人手一部智能手机，导致学生习惯性地去浏览微信、微博、网络新闻。要解决手机问题，首先要改变现在的传统教学模式，引导学生参与教学活动中；其次，在资源建设上教学内容也应与时俱进，跟上社会主流，满足学生的需求；再次，引导学生通过智能手机开展网络资源的自主学习活动，促进自主学习习惯的形成和能力培养。

2016年9月，我们第一次使用“中国大学MOOC”平台上王移芝教授的“大学计算机基础课程——计算思维之路”时，由于课程内容是基于理工类院校学习目标设置，对像北京第二外国语学院这样的文科外语类院校的学生来讲，因其自身基础、能力上存在的差异，直接使用网站上的课程资源，学生学习效果不甚理想。

基于上述问题，结合我校的实际情况，在王移芝教授开设的大基课基础上开展了SPOC的资源建设和教学活动。

1.SPOC网上自主学习资源

能力的培养远比知识更重要，因此在资源的构建上，除了利用“中国大学MOOC”平台上的优质教学资源外，我们还结合学生水平和特点制作了微视频，并利用该网站平台所提供的功能，构建自己的SPOC（Small Private Online Course小规模限制性在线课程）。

考虑到学生碎片化学习的习惯，个性化学习的特点，移动学习和社交化的需要，资源构建主要从下面五个方面着手：

（1）资源大小符合碎片化学习。结合多轮教学实践和问卷调查结果，确定了微视频中的知识点。录制的微视频短小精悍，保证学生学习过程中不出现疲劳。教学案例的选择上更贴近学生的生活，激发学习兴趣。

（2）交流讨论环境。每一章都设计2～3个开放性的讨论题，并借助讨论环节教师有意识地引导学生对所学知识进行归纳、总结、反思，与原有知识进行融合，帮助学生进行深度思考，架构自己的知识体系。通过问题讨论，让学生的思维活跃起来。

（3）测试评价。结合学习内容，设置主、客观题目，帮助学生理解掌握所学知识。借助测试，让开小差的学生重新回到学习中来。

（4）小组作业。结合知识设置小组作业，每一个题目安排两个平行小组。这样做的目的，一方面是对比学生学习，掌握知识的情况，有竞争才能有进步；另一方面是能发现问题，了解并随时掌握学生的薄弱环节。

（5）提交作业。学生的作业要及时提交，教师要及时反馈学生作业中存在的问题。这样有助于学生对所学知识掌握的情况有一个清晰的了解和认识，知道不足方能进步。

2.教学设计策略

经过两轮教学实践之后，发现要用好中国大学MOOC平台上的优质教学资源，实施课堂翻转比较适合我们文科外语类院校的学生。翻转课堂（Flipped Classroom），使教学流程由“先教后学”转变为“先学后教”，实现了教学流程的逆序创新[7]。

通过翻转课堂教学，我们解决了前面所述的三個问题：一是解决学生碎片化学习中形成的碎片化思维问题，二是培养学生会学习的能力问题，三是培养学生互助协作、反思能力问题。

三、教学实践

大学计算机基础课，在文科外语类院校的教学时间设置上基本上是一个学期或一个学年。例如北京第二外国语学院就安排在一个学期，每周四学时；北京外国大学安排一个学年二个学期，每周三课时。在这么短的授课时间内，如何设计课程教学才能让学生逐步形成计算思维能力，提升自身计算机综合应用能力？

通过两年的教学实践发现，翻转课堂为学生创造了更多自主学习、自我表现的机会，更能激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性和积极性，实现了学生学习从“要我学”到“我要学”的“动机翻转”。具体来说，就是利用中国大学MOOC+SPOC资源，进行课堂翻转；完成“学习知识在家里，内化知识、提升能力在课堂”的教学设计；概括成八个字，就是“多听、精讲、勤练、反思”。

1.课前微课自学

学生在课前用少量的时间对相关的概念和知识点进行理解和记忆，在课堂上教师利用较少的时间帮助学生理解他们不清楚的地方，然后通过一系列的任务和活动引导学生对所学知识进行分析和应用，这一部分是课堂教学的重点。

考虑到不同的学生掌握相同学习内容，需要时间可能不同的问题，我们在课前向学生提供导学材料，帮助学生明确学习目标和方法，并提供相应的评价和激励措施。具体来讲就是向学生提供“学习任务单”。在任务单中，明确每个单元要学习的内容和基础目标。如课前通过自主学习应掌握的基础性内容，完成基础性目标，不要求学生课前掌握所有内容。

学生在任务单和基础目标的指引下，完成课前视频的浏览、测试，并结合任务单中的问题在网上进行交互讨论，相互解答疑惑和提出新问题。教师挑选一个重点或难点问题，进行分组讨论引导学生进行反思；然后对小组讨论后的结论进行评价、总结、分享。

2.课中深化协作

Fishcer指出，在许多课程的学习过程中，当面对挑战性的课题时，小组学习的方式比个体学习的方式效果更好[8]。小组学习中伙伴的互评能给学习者带来较多长远的益处，包括发展自主学习技能、提高反思与批判思维能力、改善自我效能感、发展职业能力和促进学习组织自治[9]。

在翻转课堂的课前学习阶段，学生虽然经过网上交互、讨论，但得到的知识还是不够系统和深入。对于一门课程来说，这样的“碎片化”知识，是需要整合形成整体性的知识模块。另外，课前学习的东西，毕竟还是初步、表层化的，学生需要对知识进行内化。这个整合和内化的过程，需要在教师的积极引导下，通过课堂上的互动和协作才能完成。

（1）授课方式。课堂教学设计总体来讲，“课中”应尽可能让学生自己唱“主角”，通过作业展示让他们在分享中收获、在讨论交流中学习、在实践中提升。吸收内化的过程从传统的课后变成课上交流、解惑消化吸收。教师针对课前学生在学习中发现的难点，以及在小组协作学习、讨论过程中出现的问题，结合教学重点进行精讲、特讲。这是一个碎片化知识转化为大模块的重要内化环节，解决碎片化思维问题，仅仅通过网上的交互还是远远不够的，还需要课堂面授教学中的精讲、反思、协作来完成。

（2）培养能力。通过课前自学，网上交互、讨论，可以让学生逐步养成自觉学习、主动学习的习惯。而翻转课堂为学生创造的更多自主学习、自我表现的机会，对提高学生学习的主动性和积极性起到了积极作用。

小组作业是协作能力培养的良好方式，是学习问题解决的主体。为了培养协作能力，我们针对协作活动中的各个要素，教师、学生、资源、环境等分别进行设计。在背景情境提供的议题范围基础上，课前提供学习任务单，课中提供协作学习任务单，课上以小组为单位进行小组作业演示。在小组合作探究的过程中，学生通过与他人讨论，小组成员间反复地经过“碰撞—质疑—分析—交流—表达”过程合作完成小组任务[10]。小组作业完成后，在面授课堂上进行作业汇报。在这个过程中，教师要引导学生积极地进行面对面的交互，展开讨论、交流、评价、分享。

3.评价与激励

在翻转课堂的教学过程中，一开始学生参与度很低，因此教学效果不理想。如何激发学生学习的兴趣？激发学生参与互动的积极性？主要手段有三个：一是增加奖励环节，每次线上、课上的互动、主动发言都给予奖励。刚刚开始翻转时，为了鼓励学生课前自主学习网络课程资源，积极参与测试、讨论的学生，按照质量和数量设立一、二、三等奖项，分别给予免写作业、赠书、表扬等不同奖励。二是在小组作业设计中专门设立卧底角色，增加趣味性。三是改变期末考评方式，将平时翻转课堂和小组作业中的表现按比例纳入期末综合测评中。

参考文献：

[1] 战德臣，聂兰顺，张丽杰，等. 大学计算机课程基于MOOC+SPOCs 的教学改革实践[J]. 中国大学教学 2015（8）：29-33.

[2] 余胜泉，王阿习.“互联网+教育”的变革路径[J]. 中国电化教育，2016（10）：1-9.

[3] 王鶄，杨倬.基于云课堂的混合式教学模式设计[J]. 中国电化教育，2017（4）：85-89.

[4] 魏雪峰，杨现民，张玉梅. 移动互联時代碎片化学习资源的适用场景与高效管理[J]. 中国电化教育， 2017（5）：117-122.

[5] 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[J]. 中国电化教育，2017（4）：129-136.

[6] 苏小红，王甜甜，张羽，等. 基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J]. 中国大学教学，2017（7）：54-62.

[7] 祝智庭，管珏琪，邱慧娴. 翻转课堂国内应用实践与反思[J]. 电化教育研究，2015（6）：66-72.

[8] Fischer G，Understanding，Fostering，and Supporting Cultures of Participation[J]. ACM Interactions XVIII，2011（3）.

[9] 张建伟，卢达溶. 关于网络协作探究学习及其影响因素的实证研究[J]. 电化教育研究，2002（8）：38-43.

[10] 胡小勇，李丽娟，郑晓丹. 在线环境下学习者协作解决问题的策略研究[J]. 中国电化教育，2015（1）：44-49.

[责任编辑：余大品]