高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革與學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建

摘要：本文圍繞新形勢(shì)下高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程目標(biāo)，針對(duì)當(dāng)前課程教學(xué)存在的問(wèn)題與困難，提出了一種改革方案，主要包括交互學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容改革兩個(gè)方面，實(shí)踐證明教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；課程；教學(xué)內(nèi)容；學(xué)習(xí)環(huán)境；交互

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程面向90%以上非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，主要目標(biāo)是讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本技能，熟悉計(jì)算機(jī)的基本概念、原理與方法，培養(yǎng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決專業(yè)實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)乃至今后工作做好必要的準(zhǔn)備。通過(guò)課程改革實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)是一項(xiàng)重要的工作。

1問(wèn)題的提出與改革的思路

高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育至今已有20多年的歷史了，圍繞上述目標(biāo)的教學(xué)改革與實(shí)踐一天都沒(méi)有停止過(guò)，這主要是由于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程本身的特殊性所決定的。一是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科本身在飛速發(fā)展，新理論、新方法層出不窮，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容要適應(yīng)學(xué)科的變化與發(fā)展；二是計(jì)算機(jī)和外語(yǔ)水平已成為用人單位考察大學(xué)畢業(yè)生業(yè)務(wù)素質(zhì)與能力的主要指標(biāo)，特別是對(duì)計(jì)算機(jī)能力的要求越來(lái)越高；三是從2000年開(kāi)始，教育部頒布高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育不再是零起點(diǎn)，需要解決教學(xué)內(nèi)容的銜接與協(xié)調(diào)問(wèn)題；第四，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到各專業(yè)科研與教學(xué)工作中，對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力也有了更加明確和具體的要求。

為了適應(yīng)上述種種變化與發(fā)展，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程需要不斷進(jìn)行改革與探索，但當(dāng)前改革也存在一些問(wèn)題與困難。

第一，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的首要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)的技能與能力，我們將其稱為基本IT技能，因?yàn)檫@是日常學(xué)習(xí)與工作必不可少的工具與軟件，主要包括：Windows操作系統(tǒng)、Office軟件(Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(IE瀏覽器、Outlook等)。上述內(nèi)容在高中信息技術(shù)課中已有涉及，但由于各地區(qū)的教學(xué)情況并不一致，這使得目前大一新生的計(jì)算機(jī)水平還參差不齊。我們對(duì)華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院2007級(jí)的162名新生進(jìn)行了調(diào)查，75％的學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)“信息技術(shù)”課，但對(duì)計(jì)算機(jī)基本IT技能操作非常熟練的僅占1.2%，完全不了解計(jì)算機(jī)的占9.64%。對(duì)于基本IT技能中不同內(nèi)容的掌握程度也存在明顯差異，其中對(duì)各部分內(nèi)容完全不會(huì)的學(xué)生還占有相當(dāng)比例，如圖1所示。

由于學(xué)生對(duì)基本IT技能的掌握并不處于同一起點(diǎn)，而IT技能訓(xùn)練需要在教師指導(dǎo)下進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐，隨著高校連年擴(kuò)招，教師不堪重負(fù)，機(jī)房壓力也很大，因此，必須從教育技術(shù)的應(yīng)用尋找解決途徑。我們的改革思路是：創(chuàng)設(shè)一種支持“做中學(xué)”的交互學(xué)習(xí)環(huán)境，從技術(shù)上解決對(duì)學(xué)生操作過(guò)程及結(jié)果的診斷與評(píng)價(jià)，自動(dòng)提供反饋指導(dǎo)等學(xué)習(xí)支持服務(wù)。

第二，熟悉計(jì)算機(jī)的基本概念、原理與方法，培養(yǎng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決專業(yè)實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力，是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程目標(biāo)的重要內(nèi)容。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與課程教學(xué)內(nèi)容改革有關(guān)。一項(xiàng)調(diào)查表明，進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容改革是進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育水平的最重要措施。事實(shí)上，如果學(xué)生能更多地學(xué)習(xí)基本概念與原理性知識(shí)，就能夠在掌握技能的基礎(chǔ)，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，對(duì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象能從原理上做出解釋，做到“知其然并能知其所以然”，這對(duì)學(xué)生的能力與素質(zhì)發(fā)展很有好處。

就計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程而言，信息技術(shù)既是學(xué)習(xí)對(duì)象，又可成為學(xué)習(xí)的工具與環(huán)境，因此，我們認(rèn)為，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革要從兩個(gè)方面開(kāi)展，即交互學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容改革。

2交互學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建

對(duì)交互式學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建主要基于以下設(shè)計(jì)原則：一是IT技能訓(xùn)練與考核應(yīng)基于真實(shí)情境；二是為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供個(gè)性化支持。

目前，大多數(shù)高校計(jì)算機(jī)課程采用上機(jī)實(shí)踐方式完成IT技能訓(xùn)練，面對(duì)大規(guī)模學(xué)生，很難保證每位學(xué)生都能得到及時(shí)有效的指導(dǎo)。技能考核盡管也采用機(jī)考方式，但考核系統(tǒng)主要為仿真環(huán)境，只能解決某些固定方式的操作，無(wú)法應(yīng)對(duì)真實(shí)環(huán)境下的各種操作。例如，對(duì)Word文檔的復(fù)制操作，可以有不同的方式，如果學(xué)生采用快捷菜單以及快捷鍵操作，仿真環(huán)境下則難以判斷，因?yàn)樵诜抡姝h(huán)境中，只有執(zhí)行了正確操作后，界面上才會(huì)有反應(yīng)，這顯然不利于培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)環(huán)境進(jìn)行操作時(shí)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力。并且，開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的仿真環(huán)境通常需要相當(dāng)大的工作量，不亞于重新開(kāi)發(fā)一套Office系統(tǒng)。實(shí)際上，這充分體現(xiàn)了在真實(shí)情境下進(jìn)行訓(xùn)練與考核的重要性與必要性。

構(gòu)建真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)基本IT技能訓(xùn)練和考核的第一步。技能訓(xùn)練的最好方式是提供案例和在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)，這種類似于“一對(duì)一”的個(gè)別化教學(xué)最有效，但由于教師工作量太大而難以實(shí)現(xiàn)，需要從技術(shù)上尋找出路，這就是本文所說(shuō)的交互學(xué)習(xí)環(huán)境，其特征是：為學(xué)生提供一些案例演示和真實(shí)的IT技能訓(xùn)練問(wèn)題情境，當(dāng)學(xué)生在真實(shí)問(wèn)題情境進(jìn)行練習(xí)的過(guò)程中，系統(tǒng)能夠進(jìn)行即時(shí)的診斷反饋，指出錯(cuò)誤原因，提出學(xué)習(xí)建議和提供操作示范等，系統(tǒng)的功能流程如圖2所示。

我們依托“IT技能測(cè)評(píng)自動(dòng)化理論與技術(shù)”項(xiàng)目的研究成果，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)iTutor與技能測(cè)評(píng)系統(tǒng)iTAS。iTutor實(shí)現(xiàn)了上述功能流程，能夠有效支持“例中學(xué)”與“做中學(xué)”，創(chuàng)設(shè)有利于主動(dòng)學(xué)習(xí)的交互環(huán)境，支持真實(shí)情境下的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，基于對(duì)問(wèn)題解決過(guò)程與結(jié)果的跟蹤、診斷和評(píng)價(jià)，提供個(gè)性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)和操作示范，實(shí)現(xiàn)了“一對(duì)一”教學(xué)。iTAS將評(píng)價(jià)活動(dòng)與教學(xué)過(guò)程相融合，評(píng)價(jià)方式從紙筆測(cè)驗(yàn)轉(zhuǎn)向真實(shí)任務(wù)考核，從重視靜態(tài)的總結(jié)性評(píng)價(jià)向重視形成性評(píng)價(jià)反饋調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)過(guò)程轉(zhuǎn)移，基于技能獲取過(guò)程評(píng)價(jià)建構(gòu)學(xué)生模型，通過(guò)對(duì)學(xué)生技能操作的評(píng)價(jià)，判斷學(xué)生當(dāng)前的技能狀態(tài)與水平，從而為下一步學(xué)習(xí)提供導(dǎo)向。iTAS解決了長(zhǎng)期困擾信息技術(shù)教育的技能考核問(wèn)題，被譽(yù)為是“我國(guó)信息技術(shù)教育難點(diǎn)問(wèn)題研究的突破性進(jìn)展”。

3教學(xué)內(nèi)容的改革

構(gòu)建基于真實(shí)問(wèn)題情境的交互學(xué)習(xí)環(huán)境，較好地解決了IT技能訓(xùn)練與考核問(wèn)題，并且節(jié)省了學(xué)時(shí)，減輕了教師工作量，這使我們有條件在增加基本概念、原理與方法等教學(xué)內(nèi)容，從而更好地達(dá)成課程目標(biāo)。

高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育不能僅僅停留就事論事的介紹軟件和工具的簡(jiǎn)單操作，而應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生掌握一般規(guī)律，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力。例如，很多學(xué)生都已經(jīng)具有利用瀏覽器上網(wǎng)獲取信息的能力，但經(jīng)常碰到網(wǎng)頁(yè)打不開(kāi)的情況，學(xué)生通常就會(huì)有很多的“為什么”，會(huì)有一種欲望從原理上去了解或解釋這些現(xiàn)象，探索解決問(wèn)題的方法，實(shí)際上這就涉及到對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

基于上述考慮，我們認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容改革主要從以下五個(gè)方面進(jìn)行：一是結(jié)合Internet應(yīng)用，增加計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念與原理的內(nèi)容，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議，物理地址、IP地址和域名地址的概念以及映射關(guān)系，WWW原理等；二是結(jié)合Windows操作系統(tǒng)應(yīng)用，增加操作系統(tǒng)的基本概念與原理等，如中斷、用戶界面、進(jìn)程以及資源管理等；三是增加計(jì)算機(jī)組成的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)有所了解，如計(jì)算機(jī)組裝、硬件性能指標(biāo)等；四是結(jié)合Office軟件應(yīng)用，增加多媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)；五是增加關(guān)于新技術(shù)及其應(yīng)用的專題講座，不斷充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容，如網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

教學(xué)內(nèi)容改革要取得好的教學(xué)效果，就需要教學(xué)模式創(chuàng)新提供支持。采用靈活多樣的教與學(xué)方式，如案例教學(xué)、小組學(xué)習(xí)、基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)等，保證學(xué)生能夠有效開(kāi)展學(xué)習(xí)與掌握課程內(nèi)容。但是對(duì)于大一新生來(lái)說(shuō)，讓其理解比較抽象的計(jì)算機(jī)基本概念與原理是有一些困難的，如“進(jìn)程”、“中斷”、“圖靈模型”、“TCP/IP協(xié)議”等，我們采用教育技術(shù)手段，通過(guò)形象生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)來(lái)說(shuō)明復(fù)雜的技術(shù)原理，并且結(jié)合具體的案例進(jìn)行講解與說(shuō)明，以使學(xué)生易于接受，此外還精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，增加了技術(shù)原理性實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)踐。

4效果評(píng)估

2007年秋季學(xué)期，我們選取162名大一新生進(jìn)行了課程教改實(shí)驗(yàn)，課程結(jié)束后，我們對(duì)實(shí)踐效果進(jìn)行了一次調(diào)查，結(jié)果表明，上述改革思路可以作為當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的一條途徑，98％的學(xué)生認(rèn)為，通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，其計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平得到較大提高。

對(duì)交互學(xué)習(xí)環(huán)境，97.6％的同學(xué)認(rèn)為iTutor提供的真實(shí)情境，能夠支撐我們?cè)趪L試問(wèn)題解決的過(guò)程中發(fā)展技能，增加實(shí)踐機(jī)會(huì)，在交互環(huán)境下的有針對(duì)性指導(dǎo)能促進(jìn)技能的學(xué)習(xí)與掌握，如圖3所示。

對(duì)教學(xué)內(nèi)容改革，50.6%的學(xué)生認(rèn)為適當(dāng)增加對(duì)原理性內(nèi)容的學(xué)習(xí)非常有必要，能夠開(kāi)闊自己的視野，對(duì)操作和應(yīng)用計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，能夠嘗試進(jìn)行解決，如圖4所示。63.9%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)課程學(xué)習(xí)，較好地理解了網(wǎng)絡(luò)基本原理、WWW原理以及TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)等。92.8%學(xué)生認(rèn)為比較適應(yīng)教師的教學(xué)方式，采用案例與任務(wù)的方式能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)踐證明，在不增加課時(shí)和教師負(fù)擔(dān)的條件下，上述改革方案能夠較好的達(dá)成課程目標(biāo)，這一改革不僅必要而且可行。我們結(jié)合普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)信息技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目，在總結(jié)教改實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，形成了包括圖書(shū)、光盤(pán)和網(wǎng)絡(luò)的立體化教學(xué)資源，為進(jìn)一步深化課程改革提供了條件。我們非常愿意和從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的同行開(kāi)展交流與合作，共同探索課程改革的有效途徑與方法。

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