以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学研究

高贤强，牛荣

（塔里木大学信息工程学院，阿拉尔 843300）

0 引言

随着计算机技术的快速发展，信息技术已经融入社会生活的方方面面，深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式，深刻展示了人类社会发展的前景。在此过程中，《大学计算机基础》课程教学工作面临着新的发展机遇与挑战。通过对高校《大学计算机基础》课程的教学情况的调查，发现或多或少存在如下问题：①传统的计算机基础课程教学模式侧重于对计算机软件应用的培养，而忽略对学生思维进行发散的能力的培养，尤其在计算机基础知识教学方面，直接削弱了学生的自我创新能力。②国内学校从高中甚至初中便已经开始对学生进行基础计算机的应用教学，且已经取得了较高的反馈成果。从高中升至大学的学生已经具备一定计算机操作能力。但受到一些经济发展相对落后地区的影响，新生的起点不同。在此背景下，大学计算机课程采取统一起点的教学方式，致使对计算机的学习存在滞后的现象出现。③大学生对于计算机的理解情况不同，均存在无目标的“考证”等状况，在进行期末考试时，对知识点采取死记硬背的方式，完全违背了教学最初的目标。基于上述存在的问题，本文进行了以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学研究。

1 《大学计算机基础》教学研究现状

随着计算机应用逐步广泛，国家对相关计算机技术人员的要求逐步提高，针对计算机基础课程的教学方式优化及大学生素质的综合提高是社会需求型人才培养的关键。如何快速适应现代化环境下教学的模块化改革是广大学者当下热议的话题。教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会（2013-2017）确立了推进课程教学改革的总体目标：明确以计算思维为导向的改革方向、探索多元化的教学方案、推动以在线开放课程为代表的教学模式改革、完善课程教学成效评测方式，从而建设适应时代要求的新的大学计算机基础教学体系[1]。

2 以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学模式的研究

计算思维不仅作为当下一种新兴思考问题的模式，同时也是解决问题和困难的途径，提高学生的思维创新发散能力可通过对学生进行计算思维的多方面培养来实现。计算思维理论是针对问题进行解决的理论基础，对计算思维能力的核心培养可提高学生自主解决问题的能力。

通过实践调查表明，课堂前期备课时间，由教师进行情景的设立，并根据给定情景提出相应问题，驱动问题的思考，学生通过划分不同模块进行小组分类探讨，每个人提出对应模块解决问题的办法，并将其结论总结，得出最优问题解决方式的整体过程叫做模块化驱动式教学。因此在进行《大学计算机基础》的课程讲授中，应积极地推进模块式驱动教学模式。其主要优势在于可以维持基础知识的完整性，将系统化的知识点划分为几个重点模块，依次攻破后进行总结。此类学习方式推动学生自主进行学习，主动寻找问题答案，提高动脑分析能力[2]。

2.1 将创新式教学思维引入模块化教学

为了适应社会的发展，要从最根本的教育模式上对大学生进行思维转变，用来实现对学生发散性思维的养成。进而在课堂上不仅要重视对软件的应用培养，教师要同时引领学生进行分组讨论，将每个人不同的想法互相分享，这样每个人便会有1+1＞2的思路。所以基于计算思维为导向的前提背景下，对学生从应用型培养转变成思维的创新为模块化教学的首要步骤[3]。

计算思维采用“对号入座”的教学方法对问题进行规划，模块化教学将每个不同的问题进行不同分类，找寻其最简单的解决方式。考虑入学新生的起始点，模块化教学按照不同基础的学生进行“因材施教”的教学理念，对不学习者采取不同内容和模式的教学，避免了教学进度停滞不前的状况出现。在以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学研究中，“划分学习层次”是对于“多方面考虑学生自身差异，促进全面发展”问题的最佳解决办法。具体操作如下。

（1）采用科学合理的层次划分方式，为督促学生各方面的共同发展，引入模块化教学模式。此种教学概念是由著名的加纳德教授首次提出，根据多元化教学理念区分不同的学生实体间存在的知识点吸纳和智力方面的差异性，依据心理上或生理上的不同，综合分析出各自的优缺点，在教师的指导下，将自身优点放大化，使其在科学有效的教育方式下全方面成长。进而寻找学生群体之间的差异性，对其实现合理科学分层是提高教学质量的重要因素。可随机抽取一堂课进行教师试讲，根据学生对课堂知识的理解接受程度，或对新知识的吸收量对其进行划分，由于不同区域的学生水平、层次不同，可对到校新生进行入学检测，即进行分级考试。根据试卷检测和上机应用测试的不同特点对所有学生进行层次划分，进行模块化教学[4]。

（2）模块化教学是以层次划分的教学机制为基础，按照步骤稳步实施不同性质的课程，由简至难逐步递增，让学生在接受知识点时循序渐近，进而在实现教学内容的规划上，在原有相对完善的“1+X”教学模式中，建立一套更加完整的模块化教学结构体系，与层次划分法相辅相成，从不同难易度层面实现教学模式的改革。

2.2 《大学计算机基础》课程模块化教学的实施

根据信息技术持续发展的需要，以当下大学生的基础能力为基石，注重学生个性化潜能的激发，对计算机基础课程实施教学模式改革。

计算思维作为一种综合思维，包含学生的心理及智力思维和综合素养，是计算机学科的学习中最基础的能力，大学的课程不仅仅是培养学生的学习操作能力，更是一种科学文化素质的培养。进而在实施教学模式改革过程中，综合素养能力的培养、计算思维能力的发散及计算机基础课程的学习三者存在相互联系的关系[5]，且之间具有一定的包含关系如图1所示。

图1 包含关系图

在实施以计算思维为导向的《大学计算机基础》课程教学过程中，借鉴前期改革的经验手段，完善大学基础授课过程中学生的学习方式及学习理念。

（1）对学生的综合素养提出一定的要求，对整体的教学目标进行调整，将模块化教学研究定位至培养学生的计算思维能力、创新能力。

（2）对教学环境、设施不断优化，通过学习环境的改变，一方面可以避免学生在学习过程中对学习内容产生枯燥心理。另一方面，学生希望通过环境的转换找寻适合自己的学习氛围或学习空间。针对模块化教学研究来说，将互联网技术与教学形式相结合，实现多媒体化教学恰好可以改变学习的环境和教学的模式。例如，课堂不再采用板书的形式进行知识点的讲授，可以利用大屏幕投影播放课件，通过QQ在线多人讨论组，微信群聊等方式进行课下实时讨论，用数字化技术辅助教师教学。此外，QQ群的群文件可以上传教师备课课件，教师通过上传授课视频满足学生的课前预习工作，不同模块的知识点进行不同视频的录制，并归类成文件夹进行上传，方便课下对不同知识点的巩固，大学生网络在线公开课等多种形式的精品课程可列入教学指标中。例如在进行网络系统的操作讲解时，教师可在微信或QQ中提前与学生沟通，感兴趣的学生可进行课前搜索，在课堂中预留时间给学生分组讨论时间，对出现异议的问题进行讨论，加深知识点的巩固，降低传统式教学针对知识硬性记忆的难度，提高了学习效率的同时节约了时间[6]。

（3）构建完善的评价机制：传统的教学存在过度依赖课本中知识点、无自主独立创新的想法。针对传统式教学的缺点，设立合理的评价机制是十分有必要的，最终的考试结果应该与日常的努力程度呈正比例关系。实施模块化考试，每个模块相对独立，均有自己的试题库和评分系统。实施模块化考试后，学校将每周固定时间和固定实验室开放模块化考试。学生可以自主选择考试模块，通过每一模块考试后，学生可以不去课堂学习该模块课程。所有四个模块的考试均通过后，该门课程考核通过。

3 对比实验

为了检验文章提出的以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学成果，进行了如下对比实验，设立普通班和实验班分别进行传统式教学和模块化教学，经过一个学期的实验后，对实验班的学生与普通班的学生进行了测试，并从学生成绩进行了对比，如表1。

表1 学生对比考试成绩

根据表1数据，运用新式教学模式的实验班比普通班明显成绩有所提高。

4 结语

本文针对以计算思维为导向的《大学计算机基础》模块化教学进行研究，对该种教学模式的可行性意义进行探讨，从多个方面分析了模块化教学的可行性。模块化教学在《大学计算机基础》课程中的实施，可以较好地提高学生自主学习的热情，提高该门课程通过率，进而提高学生培养质量。同时，通过模块化练习系统与考试系统，也可以较好地提高学生的理论水平和实践操作能力，对提高学生培养质量起到积极的促进作用。