金傳洋

陸軍裝甲兵學院信息通信系 北京 100072

引言

近年來，計算思維的培養(yǎng)成為國際和國內(nèi)研究的熱點，計算思維能力將成為21世紀每個人必備的基本能力之一。為了適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對軍事人才信息素質(zhì)培養(yǎng)需求，全軍于2017頒布了統(tǒng)一的大學計算機基礎(chǔ)課程教學大綱，擯棄原先計算機課程狹義的“工具論”、“操作論”，突出“培養(yǎng)以計算思維方式分析解決問題能力”鮮明導(dǎo)向。

1 課程定位

大學計算機基礎(chǔ)是面向全院所有專業(yè)大一學員開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，是根據(jù)教育部提出的“1+X”課程設(shè)置方案開設(shè)的第一門計算機公共課程，又是一門注重實踐的理論課，為后續(xù)相關(guān)課程奠定良好基礎(chǔ)。共安排48學時，其中：理論講授28學時，實踐操作20學時。

2 突出問題

2.1 內(nèi)容多、學時緊張問題

目前一門大學計算機基礎(chǔ)課程涵蓋了Python程序設(shè)計、多媒體技術(shù)、計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機硬件技術(shù)等6門計算機課程核心概念，內(nèi)容廣、抽象龐雜，學時緊張[1]。

2.2 知識基礎(chǔ)薄弱、計算思維能力培養(yǎng)不夠鮮明問題

在入學問卷調(diào)查中，課題組設(shè)置五大模塊，主要考查“一個知識，三個能力”，即可計算機基礎(chǔ)知識，Office應(yīng)用能力、計算機網(wǎng)絡(luò)操作能力、計算機編程能力。通過對摸底和問卷調(diào)查的統(tǒng)計分析，可以看出將近75%的學員沒有及格。

在以往教學中，計算思維能力培養(yǎng)與理論知識深度融入不夠，對各單元模塊、知識點所體現(xiàn)的計算思維點挖掘不夠深入，對于計算思維的培養(yǎng)勢必停留在理論層次，難以達到思維層次[2]。

2.3 教學對象的多層次、個性差異大問題

由于來自不同地區(qū)學員計算機基礎(chǔ)水平差異較大，按照傳統(tǒng)自然教學班統(tǒng)一進度開展教學，勢必會導(dǎo)致基礎(chǔ)薄弱的學員吃力、“跟不上”，而基礎(chǔ)好的同學又“吃不飽”，不利于教學實施[3]。

2.4 教學案例“軍味”不夠、應(yīng)用不深問題

教學案例知識覆蓋面不全、貼近部隊不夠，課堂牽引力不強，導(dǎo)致化解重難點效果不明顯，創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)支撐不夠。

2.5 學員自主學習動力不足、興趣不濃問題

隨著互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展與應(yīng)用，學員的學習方式發(fā)生了一定的變化，傳統(tǒng)課堂教學不能有力地吸引學員學習興趣，被動式單一教學模式無法滿足學員需求，影響教學效果[4]。

2.6 課程考核教學導(dǎo)向性不強、能力素質(zhì)體系培養(yǎng)欠缺問題

傳統(tǒng)期末考試成績評價學員學習效果，往往一錘定音，沒有真正融入教學過程中，教學導(dǎo)向性不強。

3 主要措施

3.1 教學理念方面

針對課程內(nèi)容龐雜、信息量大與教學目標高、計算機應(yīng)用需求廣泛之間的矛盾，我們將大綱規(guī)定的計算與社會、計算機系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、信息編碼與數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、信息處理及多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)、算法與邏輯、計算機發(fā)展新技術(shù)等9項內(nèi)容按照計算思維能力生成路徑，整合優(yōu)化為“操作計算機→理解計算機→應(yīng)用計算機”三個層次，劃分為[5]：“認識計算機、數(shù)據(jù)表示與存儲、數(shù)據(jù)共享與利用、算法邏輯與應(yīng)用”等四大模塊，重點提煉出12個核心點作為一條知識主線，并以Python語言為工具，將應(yīng)用計算機求解問題的思維訓練全程貫穿于這條知識主線實踐中，形成科學的計算思維主線，突出知識系統(tǒng)性，并適時將價值認同、家國情懷、法治意識、科學精神、思維品質(zhì)等思政要素融入課程教學中，力求知識能力素質(zhì)三維目標高效達成[6]。

3.2 教學內(nèi)容體系方面

深入研究課程特點和教學內(nèi)容，堅持以軍隊有效知識為主體，構(gòu)建知識能力素質(zhì)三層知識體系，重新聚合教學內(nèi)容為四類專題（工具類、語言算法類、專業(yè)知識類、計算機新技術(shù)）[7]。工具類，注重操作技能，安排學員借助無紙化平臺自主學習；語言算法類包括Python基礎(chǔ)和算法與邏輯兩部分內(nèi)容，涉及程序設(shè)計能力培養(yǎng)，需要強化操作實踐，所以這個單元里，安排4學時精講算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其他10學時采用機房授課模式，邊講邊練；第三大模塊是計算機系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、多媒體基礎(chǔ)和操作系統(tǒng)等專業(yè)知識類，抽象枯燥。梳理每章需要掌握的核心知識點進行精講，再由核心知識點擴展開來，以點帶面，將面拼接成“立體”，構(gòu)建知識體系具有系統(tǒng)性、全局性。計算機新技術(shù)模塊采用多樣化教學手段，比如：講座、知識競賽等多種形式，讓學員在樂中學，學中體會快樂，準確把握未來計算機新技術(shù)的發(fā)展方向。

針對不同專題，側(cè)重采用不同教學手段和方法，做到有的放矢；提煉出12個核心知識點，精講核心知識點，并由核心知識點擴展，以點帶面，并將以師為主講授48課內(nèi)學時和以生為主實踐24課外學時統(tǒng)籌規(guī)劃、無縫連接，努力打造成為系統(tǒng)化、多維化、全局化教學內(nèi)容體系。

3.3 教學模式方面

采用基于知識構(gòu)建和交際的BOPPPS新型教學模式，注重學員深度參與，將原先的課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)細化為“引入—目標—前測—參與式學習—后測—總結(jié)”等6個階段，借助雨課堂、無紙化平臺、軍訓網(wǎng)等信息化工具，收集學員課前預(yù)習反饋情況，教員適時調(diào)整教學內(nèi)容，略過已掌握知識點，突出未掌握重難點內(nèi)容[8]。引入要吸引眼球，針對不同教學內(nèi)容特點，選取翻轉(zhuǎn)課堂、討論研討、角色游戲、實物仿真、分組協(xié)作、情景探究、翻轉(zhuǎn)課堂等不同參與式學習方式，構(gòu)建和諧師生關(guān)系、生生關(guān)系，讓學員學會在“自主學習—互相學習—群體學習”方式中開展有效學習。

在嵌入雨課堂的BOPPPS教學模式中，關(guān)鍵要發(fā)揮雨課堂在課前和課后環(huán)節(jié)作用，使學習隨時隨地，充分利用碎片化時間，通過提供較好的在線數(shù)據(jù)分析功能，及時反饋學習效果，提高教員對課程內(nèi)容、教學對象更精準的把握。

3.4 教學方法手段方面

以大綱核心知識體系為牽引，深度挖掘計算機技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，匯總形成32個案例庫，通過貼近部隊的綜合性案例情景牽引課堂，由任務(wù)驅(qū)動，充分調(diào)動學員的積極性和參與度，激發(fā)學員進入情景式環(huán)境中主動思考、解決問題，將知識增量式植入案例中，學以致用，完整呈現(xiàn)利用計算機解決實際問題的一般步驟，使教學活動達到“三化”：趣味化、場景化和高效化。

3.5 教學評價機制方面

基于大學計算機基礎(chǔ)具有很強的理論性和實踐性，課程組提出并實施了“突出能力，強化過程”的考核評價模式，改變以往過于注重知識、一錘定音的考核模式，主要體現(xiàn)四點：一是采用形成性考核和終結(jié)性考核并重，客觀考察計算思維和能力形成過程中的學習效果，結(jié)合新頒布的教學大綱，將期終考核占比 60%降低為50%，形成性考核從占比40%的比例提高到50%。二是形成性考核中office 應(yīng)用練習由學員課余自主上機實操完成，通過組織無紙化實操考核作為期中測試成績，不通過需參加練習，直到考核通過。三是即時評價。利用雨課堂、無紙化平臺在線收集學習行為數(shù)據(jù)，將課前和課后兩個環(huán)節(jié)一起納入形成性考核過程，學員能及時得到反饋。四是將大作業(yè)、研討成績納入實踐考核環(huán)節(jié)，采用班組方式考評，以學生組內(nèi)自評、組間互評和教師評價三者相結(jié)合，突出評價學員計算機創(chuàng)新實踐能力、組織能力、協(xié)同能力。利用雨課堂、考務(wù)中心開放的無紙化平臺進行在線學習行為數(shù)據(jù)記錄，將課前和課后兩個環(huán)節(jié)一起納入形成性考核過程，學員實時掌握學習效果，教員精準掌握學情，并動態(tài)跟蹤和調(diào)整教學進度。

4 改革成效

4.1 課堂教學質(zhì)量得到了大幅提升

經(jīng)過4輪次教學改革與實踐，教學組教學理念清晰，教學內(nèi)容把握更加精準、在授課過程中明顯感到學員學習力和接受能力較往年有較大提升，課程總評成績和良好率逐年提高。其中，良好率指標的大幅提升意味著學員課堂參與度、對知識理解掌握程度都有很大提高，證明教學改革應(yīng)用具有先進性和實用性。

根據(jù)考務(wù)中心提供的數(shù)據(jù)，2019年期末考試成績相比2018年，良好率提升約20%，及格率提升達25%；全國計算機等級考試在2018、2019年度較前一年有了約15%比例提升。

課程組負責人及主要成員在院系聽查課中多次被評優(yōu)，多次參加公開課和教學研討交流。

4.2 學員創(chuàng)新能力得到進一步提升

在Python程序設(shè)計學習完后，學員提交的大作業(yè)作品實用而富有創(chuàng)意：BMI體測小工具、政治教育學習的詞云圖、隨機點名程序等。

近5年，組織和輔導(dǎo)學員積極參加學院級以上各類比賽10余項，取得優(yōu)異成績。在國際ACM大賽中，榮獲銀獎1項，銅獎1項。參加中國無人機大賽，榮獲國家級金獎5項，銀獎3項，銅獎3項。參加其他科技競賽，共獲國家級特等獎1項，國家級一等獎8項，二等獎16項，三等獎12項；北京市一等獎23項，二等獎48項，三等獎100多項的好成績。

4.3 教員教學能力獲得各級充分肯定

2019年9 月，參加軍隊院校軍事案例設(shè)計大賽榮獲三等獎2項，并在“軍隊院校計算機課程教學改革研討會”上進行交流。

在2019年學院教改創(chuàng)新大賽中，該教學成果的基本理念和主要做法作為教學課程改革的重要內(nèi)容之一，演示匯報并成功闖入決賽，最終榮獲二等獎；在2019年度教員基本功競賽中，取得了三等獎第1名的好成績。在2020年春季《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《大學計算機基礎(chǔ)》等信息類課程中推廣應(yīng)用本教學成果，得到學員和專家們的一致好評。

5 結(jié)束語

通過幾輪次教學改革，將大學計算機基礎(chǔ)課程建成一門知識內(nèi)容體系合理、教學手段多元化、教學體系完善，融教材講義、軍事案例特色庫、多媒體輔助教案、MOOC資源、練習庫等為一體的精品課程，同時著力打造一支教學經(jīng)驗豐富、能力突出、熟練掌握現(xiàn)代化教育手段的高水平師資隊伍，對其他相關(guān)課程起到示范輻射帶動作用，促進相關(guān)課程的改革。