以自主學習能力培養為目標的計算機基礎教育

摘要：當今素質教育的核心是自主學習。將自主學習融會于計算機基礎教育中，在教授知識的同時進行自主學習能力的培養，是計算機基礎教育的重要課題。文章在論述計算機教育與自主學習關系的基礎上，構建包含課程體系、資源體系和師資體系的計算機基礎教育自主學習體系，提出在計算機基礎教學中貫徹自主學習的混合式教學模式和多樣化教學方法。

關鍵詞：自主學習；計算機基礎教育；MOOC；混合式教學模式；翻轉課堂

1 計算機基礎教育和自主學習

社會的發展離不開具有主體意識、主體能力和主體精神的創新人才，自主學習已經成為新世紀學習的主題，是當今素質教育的核心。計算機基礎教育的目的是培養學生的計算機素質，其核心是培養學生利用計算機技術和方法去思考問題，解決問題，即培養計算思維嘲。計算思維典型流程及方法如圖1所示，其中每一個流程、每一種方法中，無不貫徹著自主學習的本質，同時又無不需要自主學習的素質。

學習者學習的動力源自內在的求知欲，而對未知領域的探索需要計算思維，計算思維為自主學習提供思路與方法。學習者解決問題所需要的知識積累依賴于其內在的學習能力，而這種自主學習的能力是在計算思維的鍛煉中形成并不斷增強的。對現有問題的分析、總結與反思是推動學習者不間斷學習的重要力量，這種力量需要通過自主學習的精神來保障，并通過計算思維來實現。 無論是從過程性或是目標性角度來看，自主學習和計算思維均具有天然的一致性，兩者相輔相成，互相作用，促進學習者綜合素質和創新能力的提升。自主學習是計算機基礎教育的目標，同時也是計算機基礎教育的根本需要。

2 自主學習能力培養體系構建

2.1 課程體系

計算機基礎教育課程體系的構建以計算思維能力和自主學習能力培養為核心進行組織，其體系結構為“3+X+Y”型，包含基礎課、選修課和自修課3個層次，目前包括3門基礎課、7門選修課和5門自修課，開設于1-6學期，具體見表l。

3門公共基礎課程分別設置于第1、2、5學期，面向全校各專業學生開設，均為必修課程，主要講授計算機及其軟硬件的基礎知識和基本原理，要求學生理解計算思維，理解計算機求解問題的思路與方法。

7門選修課設置于2-6學期，面向全校各專業學生開設，學生可根據個人興趣選擇。選修課程主要進行計算機技術及應用的普及教育，要求學生能進一步理解并應用計算思維，能利用計算機解決實際問題。

根據學生的實際需求，設置5門自修課程，建議學生分別在1-6學期進行自修。自修課程不組織統一授課，主要以MOOC形式由學生進行自主學習，學校根據實際情況組織講座、研討、答疑等活動，學生自愿參與，充分發揮并培養自主學習能力。

2.2 資源體系

自主學習能力的培養建立在學生主觀能動性的基礎上，充分體現以人為本的原則。為發掘、保護并促進學生的自覺性和學習的積極性，必須要有完善的資源體系作保障。為此，可在已有的基礎資源基礎上，加大力度進一步進行計算機教室改造和MOOC資源建設，構建軟硬件先進、資源多樣、內容豐富的計算機自主學習資源體系。

在傳統的計算機基礎教學中，理論教學和實驗教學是分開的，理論教學在教室展開，以教師講授為主，而實驗教學在實驗室展開，以學生實踐為主，授課單位均為2學時。自主學習強調以學生為主，由學生主動進行知識的索取，學生在學習知識的同時，可以通過實驗來分析問題、鞏固知識并提出疑問進行課堂討論，而無論是傳統教室還是實驗室均不能滿足這種教學形式的展開。因此，可對微機中心進行改造，將傳統的計算機機房改造為計算機教室，包含投影、黑板等教學設備和計算機實驗設備，并通過教學管理系統，配合教室完善教學實施及管理過程，為自主學習提供良好環境。

MOOC（massive open online course）是一種新型的在線學習模式，可容納大規模的學習者，具有高度的自發性和社會性。計算機基礎類MOOC資源目前主要面向全校學生開放，包括所有自修課程，計劃1-2年內完成全部公共基礎課和公共選修課的制作。MOOC學習時，處于網絡之中的學習者通過必要的社交網絡工具，在學習者之間和學習者與教師之間進行資源共享、問題交流和協作學習。學習者在此過程中顯現出高度的自主性、自發性和構建性，培養了自主學習的能力。

2.3 師資體系

以自主學習能力作為培養目標，在計算機基礎教育中，教師不僅要教授學生計算機基礎理論及應用技術等內容，還要教導學生計算思維的方法，讓他們運用正確的學習策略，真正理解學習的目的，成為自主學習者，為其終生學習打下堅實的基礎。自主學習模式下的師生關系民主平等、積極互動，以達到教學相長和共同成長的目的。

計算機基礎教育的師資體系以團隊的方式構建，包含計算機軟件教學團隊、計算機硬件教學團隊和計算機創新實踐團隊。計算機軟、硬件團隊的建設主要依托相應課程的建設，包括若干課程組，每個課程組由1名組長作為課程負責人，l～2名副組長協助課程負責人進行課程規劃和建設，2-5名成員負責課程的全面建設和課程實施。根據教學規劃及教師自愿的原則，每名教師至少加入2門基礎課、2門選修課和2門自修課的課程組，學校鼓勵教師加入不同教學團隊和課程組之中，參與多門課程建設。

以海軍工程大學電子工程學院為例，其計算機創新實踐團隊是學院計算機基礎教育的特色團隊，是全面支持自主學習的重要基礎組織。該團隊義務進行全校電腦維修保障，組織每年計算機文化節各項活動，組織學生參加各項計算機類競賽。團隊成員包括教師和學生，各項活動和任務的實施和完成以學生為主，教師主要發揮指令性作用。計算機創新實踐團隊的建設充分發揮、培養并依賴學生的自主學習能力。

3 以自主學習為核心的混合式教學模式

傳統教學模式可以使教師及時了解學習者的學習情況和理解程度，合理安排教學方法和教學進度。MOOC教學模式可以充分考慮學習者的學習風格和學習習慣，讓學習者自主安排學習時間和地點，充分體現學習的個性化。這兩種教學模式各有利弊，可將二者有機融合，構建混合式教學模式，充分發揮兩種教學模式的優勢，提高教與學的效率。

混合教學模式的核心是通過在恰當的時間對合適的人采用適當的學習方式來匹配不同學習者的學習風格，以使他們更好地掌握知識技能，讓學習效果達到最優化。以下為混合教學模式下的幾種典型教學策略：

1）分級教學。

計算機基礎教育的根本目的是提高學生的計算機素質。分級教學強調學生有個性地學習，有利于培養具有創新思維和創新能力的人才。分級教學打破原有的教學模式，學生間的相互競爭使學生看到了差距和努力的方向，同時由于分級后同級學生的基礎相當，也有利于教師掌握教學內容和進度，使學生在學習中獲得成功與自信，極大地激發他們的學習興趣，提高學習的積極性和主動性，培養其克服困難的毅力，提高教學效果和質量。

分級教學可針對不同層次的學生制定不同的教學大綱，實施不同的教學方法，適當調整教學內容、知識容量及深度，真正做到因材施教，切實提高學生的學習興趣和學習效率。

2）專題講座。

教材內容分成若干個專題，每個專題以一個“小型講座”的形式呈現給學習者，這種策略開放且充滿個性，有利于全面創新教學理念和實施素質教育。將專題講座引入課堂教學，真正實現以學生為本，使教學過程人性化，充分調動和發揮學生的學習積極性；打破了傳統教學方式對教師能力的束縛，使教師的教學能力能夠充分發揮，更好地為學習者服務。

例如，在多媒體技術和數據庫技術及應用這兩門課程中開展專題講座教學，授課教師可以采取有效的教學方法與手段，對過于陳舊的內容進行升級，充分迎合學生的喜好進行講授，吸引學生的注意力，使其對經過加工的教學內容充滿熱情。

3）翻轉課堂。

翻轉課堂重新調整課堂內外的時間，讓學習的決定權從教師轉移到學生。這種模式下，學生課后自主規劃學習內容、節奏、風格和呈現知識的方式，教師則采用導學和協作的方法來滿足學生的需要，促成他們的個性化學習，其目標是讓學生通過自主學習更有效地獲取并掌握知識。翻轉課堂注重培養學生自主學習的能力和自控力，有利于促進知識的內化。同時，教師作為課堂指導者、學生學習的幫助者和資源的提供者，引導學生向探究的深層思維發展，以挖掘學習者學習的潛力，發揮學習者的主動學習積極性，注重探究過程，培養學生的科學素養。

例如，在計算機語言與軟件課程中開展翻轉課堂，主要包括教師備課、學生自主學習和交流以及面對面指導、總結和評價幾個環節。教師負責準備學習資源，給學生布置學習任務，為學生課前自主學習提供支持和幫助。學生主要按照教師的安排自主學習，并積極與其他學生或與教師進行交流。在課堂上，教師通過一個任務或者一個問題作為課程的開始，在每個小組合作完成任務或者解決問題的過程中，給予學生個性化的指導，并在課程結束時進行總結與評價。

4 結語

海軍工程大學電子工程學院在計算機基礎教育方面一直探索自主學習之路，并在課程教學、各類競賽和創新實踐取得了一定的進步和成績。近年來，學生計算機等級考試1級通過率為100%，2級通過率為95%。在計算機仿真大賽中，學生連續4年獲特等獎，多人在藍橋杯全國總決賽中獲獎。計算機文化節和電腦120已成為本校的重要名片之一。

在今后的道路中，還須一如既往地貫徹以自主學習能力培養為目標的計算機基礎教育，構建先進的計算機基礎教育體系和課程體系，改革完善計算機基礎教育教學和資源環境，提高計算機基礎教育者的學術水平、業務能力和師德素養，為培養新一代具有計算思維、自主學習能力的創新人才奠定堅實的基礎。