快速推進計算機基礎教學改革的“三個階段”

劉茜1，李廉

（1.高等教育出版社，北京100029；2.合肥工業大學，安徽合肥230009）

1 背景

以計算思維能力培養為核心推進計算機基礎教學改革，是計算機基礎教學一項重要、長期和復雜的核心任務[1]，也是應對信息科學全球化、網絡化、普及化發展的挑戰，更是培養新的歷史時期合格人才的教育改革重任。搶抓機遇，積極推進這項工作對于我國大學計算機課程的改革和發展具有深遠意義。

自2010年以來，教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會（以下簡稱“教指委”）開展了以計算思維能力培養為核心的計算機基礎教學改革工作。這項改革工作，一方面順應了技術的發展趨勢，符合教學改革的方向，成為推進計算機基礎教學改革的重要抓手；另一方面，大幅提升了原有教學體系，在教學內容、教學方法、教學評價等環節上提出了更高要求。

為快速推進教學改革，教指委、學校、企業三方凝聚力量，以項目研究為抓手，按照“示范—試點—推廣”三個階段快速推進計算機基礎教學改革。

2 第一個階段：以立項方式組織牽頭高校建設示范性教學方案

20 12年，教指委在高教司支持下設立22個項目。該批項目組織部分高校先行先試，解決教

學方案“落地”問題，通過立項研究科學描述大學計算機課程新的知識體系和實驗體系，收集、整理一批應用計算思維的案例，制定在高校計算機基礎教學中培養計算思維能力的若干種課程實施方案。項目成果包含課程資源建設、教學方法改革、實驗實踐平臺建設等內容，為成果推廣提供基本條件。

2.1 分層分類的示范性教學方案

示范性教學方案首先是分層次的。大學計算機的教學總體目標被分成“普及計算機文化、培養專業應用能力、訓練計算思維能力”三個遞進層次。“普及計算機文化”使學生了解信息技術給人們生活、工作、學習方式所帶來的變化和對經濟社會發展所做出的巨大貢獻，了解信息技術與自然科學、工程技術、人文社科等相互滲透、交叉融合，促進各學科的發展；“培養專業應用能力”使學生理解和掌握計算科學的基礎知識和基本方法，掌握基本的信息技術應用能力，掌握利用計算工具解決專業領域問題的思路和做法；“訓練計算思維能力”要求學生掌握利用計算思維能力解決專業領域問題的思路和做法，這是計算機教育新形勢下的科學認識[2]。

示范性教學方案同時也是分類的。按照理工、農林、醫藥、人文、社科、藝術等6個專業大類，分頭組織，使得各個試點方案具有明確面向的對象，并有側重地體現大學計算機三個層次的教學目標，實現項目成果的多樣化。

2.2 取得的標志性成果

該階段的立項工作取得了一系列標志性成果，為后續工作奠定了良好基礎。

（1）以教材為代表的課程資源建設成果。這些教材以培養計算思維能力為主線，在思路、結構上大膽創新，得到了廣泛的應用[3]。這批教材作者還建設了與教材配套的數字課程，開通了內容豐富的慕課，充分利用現代教育技術手段，提高課程資源的建設質量，為一線教師和廣大學生提供了最為關鍵的支撐。

（2）以評測系統為標志的實驗實踐平臺建設成果。部分高校牽頭建設了多種評測系統，例如同濟大學研制的“大學計算機”課程評測系統、浙江大學研制的程序設計實驗教學平臺（programmingteachingassistant，簡稱PTA）、西安交通大學研制的大學計算機基礎課程統一水平測試系統，都為通過統一組織的在線考試和自動評測方法客觀評判學生的課程學習效果提供了有力的支撐。這些評測結果對各高校課程開設質量的評價是建立在科學客觀的數據之上，改變單憑經驗和直接進行效果評價的現狀，同時積累我國高校大學計算機課程開設質量的客觀數據，對高校課程教學改革起到積極的推動作用。

3 第二個階段：借助立項組織不同范圍的試點工作

2014—2016年期間，在“校企合作專業綜合改革項目”（后更名為“產學合作協同育人項目”）平臺上，教育部高教司分別與微軟、谷歌等多家公司合作，組織高校通過項目研究積極探索適合于本地高校的“計算思維”課程實施模式，并基于已有的示范性教學方案開展不同范圍的試點工作。

在3年間共設立了73個項目，通過“總項目+子項目”的組織形式，由13所牽頭高校帶動了103所其他高校參與項目研究工作。采用信息技術手段將課程資源引入本地高校的教學實踐，對接和引入已有的項目研究成果，組織師資培訓，開展基于網絡學習環境的教學實踐工作，實現了優質教學資源在更大范圍內的共享。

特別是設立了“中西部高校基于慕課的大學計算機課程改革”項目，在中西部高校中開展試點工作，借力慕課資源引入優質教育資源，推進大學計算機課程教學體系建設和師資隊伍優化。2015年有10所高校參與，2016年有26所高校參與。通過這種方式，既解決教學資源共建共享的瓶頸，推動優質教學資源的快速普及，又解決因高水平師資短缺而無力進行課程內容提升與改革的難題。

以計算思維為導向的課程改革方案，通過試點，并結合實際情況，形成了多種適合各高校的個性化實施方案，為大規模推廣奠定了基礎。

4 第三個階段：通過立項開展大規模的教學成果推廣工作

在試點的基礎上，組織大規模的交流與研討，擴大教改成果的輻射面，幫助廣大高校的計算機基礎教學教師提升教學水平和教學質量；同時，發動各省采用不同方式，分別在各省的省教育廳、省計算機教學指導委員會、省級教學研究會等相關組織的支持下，開展廣泛而深入的課程教學改革立項工作。

以廣東省為例，廣東省教育廳在2015年啟動了“廣東省普通高等學校計算機基礎教學改革項目（三期）”。這批項目建設強調融入計算機思維，突出計算機技術與學科的融合理念，進一步提高廣東省高校計算機課程資源共建共享受益面。通過立項建設，廣東省推出了以優質資源和名師教學為核心的“知識點學習+同步練習+網上互動+綜合實訓+認證測評”一體化課程資源，在全省30多所高校中得到深入應用，極大提升了廣東省的計算機基礎教學水平，為計算思維的推廣提供了有力支持。

再以內蒙古自治區為例，內蒙古自治區教育廳在“2015—2016年度內蒙古自治區高等學校教學改革科學研究項目”立項中，專項支持了一批體現計算思維的計算機類課程創新教育改革項目。研究內容包括課程實施方案的研究與實踐，教學方法、教學內容、教學評價的改革，網絡教學平臺建設、網絡課程、數字化資源建設和教材建設等方面。內蒙古自治區的12所本科院校參加了立項工作，快速推進了計算思維改革方案的落實與推動。

5 結語

通過創新工作方式，計算機基礎教學改革的工作得到順利開展。首先是快速，在短短幾年時間里面，推動幾百所高校實施了以計算思維為導向的課程改革方案；其次是平穩，各個高校自主自愿開展工作，通過示范、激勵的方式擴大改革的影響力，由點及面、由近及遠、由淺入深，順勢擴大試點面，沒有采用任何行政命令的手段；最后是順暢，通過項目研究成果（包括在線開放課程、教材）以及教師培訓、教學研討等多種支撐條件，解除了院校管理部門以及教師的后顧之憂，使得只要是愿意主動改革的教師，都可以快速獲取相關支持條件。

[1]九校聯盟.九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明[J].中國大學教學,2010(9):4-5.

[2]劉貴松,李茂國.大學計算機系列課程改革思考[J].中國大學教學,2012(11):39-41.

[3]李廉.大學計算機教程:從計算到計算思維[M].北京:高等教育出版社,2016.