技術(shù)優(yōu)勢(shì)下的信息類課程課堂教學(xué)改革研究

李忠+劉海軍

摘要：在高等教育領(lǐng)域，以信息技術(shù)為依托，進(jìn)行教學(xué)模式的改革，可提高教學(xué)質(zhì)量和效果，達(dá)到更理想的教學(xué)目標(biāo)，這是我國(guó)高等教育信息化改革的方向。依托信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革是大數(shù)據(jù)時(shí)代高等教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文從信息技術(shù)應(yīng)用能力入手，分析了信息技術(shù)類課程教師在計(jì)算機(jī)軟硬件、程序開發(fā)語言、應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)思維等方面的優(yōu)勢(shì)，探討了信息類課程教學(xué)在MOOC、微課、課堂管理和考核方式等方面的改革思路，指出信息技術(shù)類教師應(yīng)當(dāng)成為大學(xué)教學(xué)改革的排頭兵，為大學(xué)課程教學(xué)改革累積經(jīng)驗(yàn)，積極推動(dòng)我國(guó)高等教育事業(yè)的信息化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：教育信息化；“互聯(lián)網(wǎng)+”；大數(shù)據(jù)；課堂管理

目前，中國(guó)處在信息化高速發(fā)展的時(shí)代。“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智慧城市等，每天都充斥在我們的生活中，可以說我們已經(jīng)生活在信息化時(shí)代。在高等教育領(lǐng)域，以信息技術(shù)為依托，各高校發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，針對(duì)不同課程特點(diǎn)進(jìn)行著教學(xué)模式的改革，期望提高教學(xué)質(zhì)量和效果，達(dá)到更理想的教學(xué)目標(biāo)，這是我國(guó)高等教育信息化改革的方向。

一、高校教師信息技術(shù)應(yīng)用能力分析

我國(guó)高校信息類課程主要由計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)一級(jí)學(xué)科下的各專業(yè)背景的教師擔(dān)任主講教師。這部分教師具有深厚的信息技術(shù)理論和應(yīng)用背景，熟悉硬件和各類系統(tǒng)平臺(tái)，掌握多種程序開發(fā)語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，是教育信息化建設(shè)的主力軍。其對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用能力體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.信息系統(tǒng)平臺(tái)

作為信息化建設(shè)的平臺(tái)，操作系統(tǒng)是除硬件建設(shè)之外第一需要的軟件。操作系統(tǒng)有很多種，需要根據(jù)應(yīng)用需求、軟件平臺(tái)等各方面進(jìn)行選擇。目前，具有計(jì)算機(jī)學(xué)科背景的教師不僅熟悉操作系統(tǒng)的原理，對(duì)于目前流行的Windows系統(tǒng)、Linux、Unix甚至移動(dòng)平臺(tái)的Android、IOS等都能夠熟練操作。

2.開發(fā)語言

具有計(jì)算機(jī)學(xué)科背景的教師，在學(xué)生時(shí)期就完成過若干軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)工作，完成的代碼量一般都超過20000行。任職教師之后，因?yàn)闃I(yè)務(wù)和教學(xué)的需要，也會(huì)從事程序設(shè)計(jì)工作，基本能夠熟練使用兩門以上的開發(fā)語言編程。目前常見的軟件開發(fā)語言主要有：Basic、Java、Net、C/C++、JSP、ASP、PHP、Physon、R語言等，其中PHP、Java和C++已經(jīng)成了程序員必須具備的技能。一個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)可能需要結(jié)合多種語言，以達(dá)到軟件的高效性和多樣性。以開發(fā)網(wǎng)站為例，服務(wù)器端可以選擇PHP、Java、C甚至Python，客戶端采用HTML與JavaScript、VBScript等。

3.計(jì)算機(jī)思維素養(yǎng)

按照張曉如教授的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)思維是“人們有意識(shí)地將計(jì)算機(jī)用于生產(chǎn)、生活等各個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)知活動(dòng)以及人們解決計(jì)算機(jī)問題的認(rèn)識(shí)過程”。目前已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)作為一個(gè)工具，已經(jīng)完全深入人們生活的方方面面，如工作、學(xué)習(xí)、娛樂、交流等，因此，人們?cè)诮鉀Q、處理問題時(shí)應(yīng)該采取計(jì)算機(jī)思維的方式，這是必然的。計(jì)算大師Dijkstra曾說過“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習(xí)慣，從而也將深刻地影響我們的思維能力”。計(jì)算機(jī)思維有許多人類思維所不具備的優(yōu)勢(shì)，如軟硬件分離、存儲(chǔ)和刪除機(jī)制、多維數(shù)據(jù)處理與分析、菜單列表、快捷模式、多種結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)機(jī)理等，這些都屬于計(jì)算機(jī)思維的范疇。以Matlab語言為例，其存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示等均采用多維矩陣運(yùn)算，是典型的計(jì)算機(jī)思維模式，不但計(jì)算速度快，而且多維顯示也更直觀炫目。各類實(shí)用軟件界面均采用菜單式，而計(jì)算機(jī)專業(yè)教師對(duì)此有一種本能的理解，在遇到一款新軟件時(shí)可以快速地“摸索”出使用方法，了解其功能，熟悉其應(yīng)用。

二、信息類課程的教學(xué)改革探討

信息處理技術(shù)類課程教師的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平普遍較高，對(duì)于各類軟件、課件、圖形圖像處理、流程圖制作、視頻和動(dòng)畫制作等非常熟練，因此可以快速地制作出微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等需要的課件和資料。

1.課堂教學(xué)形式改革

（1）MOOC式教學(xué)

大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，即MOOC（massive open online courses），是自2012年后興起的一種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過建立巨大的網(wǎng)絡(luò)課程資源庫，對(duì)有志于學(xué)習(xí)知識(shí)的人提供一個(gè)開放的、自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，可以隨時(shí)隨地上網(wǎng)獲取知識(shí)。MOOC課程資源豐富，制作質(zhì)量?jī)?yōu)秀；教學(xué)形式新穎，有趣味性，非常適合使用智能手機(jī)、iPad等設(shè)備的年輕人使用；強(qiáng)大的互動(dòng)性學(xué)習(xí)方式，學(xué)生隨時(shí)提問，教師在線隨時(shí)回答，雙方在一個(gè)自由、和諧的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教學(xué)相長(zhǎng)，共同提高。

計(jì)算機(jī)專業(yè)教師能夠快速利用相關(guān)軟件完成有關(guān)MOOC資源的建設(shè)、教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)等工作，為學(xué)生提供MOOC教學(xué)服務(wù)。如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)課程，可以利用Flash軟件制作挖掘算法的演示，利用Matlab編寫算法并進(jìn)行挖掘結(jié)果顯示等，使學(xué)生能夠快速了解并掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

（2）微課堂

微課堂是近年來興起的一種教學(xué)形式，一般用3～10分鐘講解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這完全契合了現(xiàn)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和生活習(xí)慣，彌補(bǔ)課堂時(shí)間不足的缺陷。如果說MOOC教學(xué)強(qiáng)調(diào)一門課程的系統(tǒng)性的話，那么微課將把一門課程分解為若干知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。如在數(shù)據(jù)庫原理課程中，SELECT語句使用是一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，可以采用微課的方式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生理解和掌握該語句的應(yīng)用，寓教于樂，提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂和翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)

智能技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及使得大學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)自行查找資料、了解相關(guān)知識(shí)、共享優(yōu)質(zhì)教育資源，不再單純地依賴教師去學(xué)習(xí)知識(shí)。MOOC、微課教學(xué)模式的推廣，使大學(xué)生普遍受惠，也使得課堂上教師和學(xué)生的角色發(fā)生了很大變化，教師更多的作用是引導(dǎo)學(xué)生如何獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)和互動(dòng)管理，使大學(xué)生在課堂上具有更大的主動(dòng)性，這就使得翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式變得可行。

但是，翻轉(zhuǎn)課堂也存在一些不足，如學(xué)生客觀條件不同、教師年齡差異、學(xué)生適應(yīng)快慢等，教師仍然是課堂的主導(dǎo)者。而翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)教學(xué)模式（Flipped Learning） 是對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的進(jìn)一步延伸與拓展。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)是集中式學(xué)習(xí)，知識(shí)傳遞的過程發(fā)生在課堂上，而知識(shí)內(nèi)化或鞏固的過程則由學(xué)生在課后各自進(jìn)行。翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)則與之相反，學(xué)生分開的時(shí)候各自利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行個(gè)別化、碎片式的學(xué)習(xí)，而集中在一起時(shí)則互相分享交流所學(xué)知識(shí)。學(xué)生不再被動(dòng)接收，而是主動(dòng)掌握知識(shí)，將教師作為一種“資源”加以利用；教師可以根據(jù)學(xué)生的差異性進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)和指導(dǎo)，以達(dá)到共同進(jìn)步和提高的目的。

2.信息類課程課堂管理改革

相信所有大學(xué)教師都遇到這樣一個(gè)問題：教師在講臺(tái)口若懸河講課，學(xué)生在下面鎮(zhèn)靜自若玩樂，這種現(xiàn)象在現(xiàn)代大學(xué)校園里是普遍存在的。原因是多方面的，但一個(gè)重要的因素是教師沒有充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行課堂管理和教學(xué)。現(xiàn)代的大學(xué)課堂已經(jīng)不再是學(xué)生獲取知識(shí)的唯一渠道，學(xué)生獲取知識(shí)的途徑越來越廣泛，如智能手機(jī)、iPAD、便攜電腦等。其中，智能手機(jī)以其功能強(qiáng)大、安全可靠、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為大學(xué)生最主要的信息獲取工具。因此課堂管理可以通過手機(jī)信號(hào)管理來達(dá)到目的，而這需要進(jìn)行硬件和軟件的開發(fā)才能實(shí)現(xiàn)。

例如，設(shè)計(jì)一種控制機(jī)獲取進(jìn)入課堂的手機(jī)信號(hào)，建立手機(jī)與學(xué)號(hào)的關(guān)聯(lián)，完成考勤管理；利用Wifi技術(shù)，將課程內(nèi)容推送到課堂內(nèi)的手機(jī)內(nèi)，強(qiáng)制學(xué)生學(xué)習(xí)，將注意力拉回到課堂；建設(shè)課堂題庫，隨時(shí)進(jìn)行小測(cè)試，刺激學(xué)生的興奮點(diǎn)，牢記課堂知識(shí)，達(dá)到教學(xué)目的。通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)課堂的有序管理是未來大學(xué)教學(xué)管理的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

3.考核方式的改革

目前高校的考核形式主要由平時(shí)成績(jī)加期末成績(jī)組成，平時(shí)成績(jī)包括考勤、作業(yè)、期中等部分，這在一定程度上解決了“一考定終身”的問題。但是，隨著大學(xué)生年級(jí)的變化，再加上智能手機(jī)的普及，這種考核方式也有些落伍，因此需要借助信息技術(shù)的力量進(jìn)行考核方式的改革實(shí)現(xiàn)，其具體體現(xiàn)在：第一，利用Wifi技術(shù)解決考勤問題，自動(dòng)完成學(xué)生考勤，教師的作用只是分配一個(gè)合理的權(quán)重系數(shù)即可；第二，作業(yè)數(shù)字化，全部通過教學(xué)軟件完成并提交，自動(dòng)批閱，自動(dòng)給分，還能夠進(jìn)行查重比對(duì)，檢出雷同作業(yè)，節(jié)省了批改作業(yè)的時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；第三，實(shí)驗(yàn)課可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)或者仿真來指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)；第四，最后的課程考核可以通過具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)來完成。以信息技術(shù)手段為依托，通過Wifi技術(shù)和設(shè)計(jì)開發(fā)相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)，讓學(xué)生回歸課堂和實(shí)驗(yàn)室，既提高了教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果，又解放了教師時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、結(jié)論

在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的今天，信息化建設(shè)已經(jīng)跨上一個(gè)新臺(tái)階，教育信息化應(yīng)該充當(dāng)我國(guó)信息化建設(shè)的排頭兵。在大學(xué)課堂信息化教學(xué)改革中，擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的計(jì)算機(jī)科學(xué)類專業(yè)背景的教師應(yīng)當(dāng)成為信息化課堂教學(xué)改革和考核改革的先鋒。而信息類課程教學(xué)的教師，擁有深厚的技術(shù)背景和工程經(jīng)驗(yàn)，可以通過技術(shù)手段完成從課堂管理、作業(yè)批改、小測(cè)試、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、考核方式等一系列教學(xué)過程的改革，探索大數(shù)據(jù)環(huán)境下、智能設(shè)備普及的現(xiàn)代大學(xué)課堂教學(xué)改革思路和考核方式，積累經(jīng)驗(yàn)，推廣普及，為其他課程的教學(xué)改革提供成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持，這對(duì)我國(guó)大學(xué)教學(xué)改革是一件有意義的事情。

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