與專業(yè)相融合的計算機基礎課程改革研究

劉嘯 張傳慶 聶黎生

摘要：針對理工科人才培養(yǎng)的需求，分析總結了計算機基礎教學的必要性，提出了目前計算機基礎教學與學科專業(yè)聯系不密切的問題，通過行業(yè)內計算機應用發(fā)展的現狀得出計算機基礎教學與相關專業(yè)融合的切入點，給出課程改革中應該增加的課程模塊內容，并提出基于翻轉課堂的線上線下教學模式。對本科院校計算機基礎教學改革進行了有益的探索。

關鍵詞：計算機基礎;課程改革;專業(yè)融合;翻轉課堂;理工科

中圖分類號：G434? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）23-0114-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research on the Reform of Computer Basic Course Integrated with the Major

LIU Xiao1， ZHANG Chuan-qing2， NIE Li-sheng1

（1. School of Education Intelligent Technology， Jiangsu Normal University， Xuzhou 221116， China; 2. Logistics Management Office， Jiangsu Normal University， Xuzhou 221116， China）

Abstract： Analyses the demand of the cultivation of talents in science and engineering， summarizes the necessity of computer basis teaching， puts forward the basic computer teaching and the close contact of disciplines， through industry development present situation of computer application basic computer teaching and related professional integration of the breakthrough point， given should increase the course module content in the curriculum reform， and put forward based on turning the classroom online teaching mode. This paper probes into the reform of computer basic teaching in universities.

Key words： basis of computer; course reform; combination with specialty; flipped classroom; science and engineering

1 引言

計算機基礎課程是面向高等院校非計算機專業(yè)學生開設的公共必修課程，其教學目標是全面培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，提高學生的計算機應用水平和使用計算機解決問題的能力。由于大多數院校的新生入學時都已經初步具備了一定的計算機應用能力，因此對本門課程的開設始終存在著一些疑問。目前大多數院校的計算機基礎課程的內容以辦公套件的教學為主，學生對課程的興趣不易調動，與專業(yè)相融合進行教學內容和方案的調整不失為一個好的研究方向。下文以作者所在學校生命科學學院若干專業(yè)為切入點，討論與專業(yè)相融合的課程改革思路。

2 開設計算機基礎課程的必要性

在大學本科階段對非計算機專業(yè)學生開設計算機基礎課程是很有必要的，從以下幾點可以得到這個結論。

從人才培養(yǎng)角度看，2015年11月28日，教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會正式發(fā)布《大學計算機基礎課程教學基本要求》。明確提出高校要科學、系統(tǒng)地構建計算機基礎教學的“能力體系—知識體系—課程體系”。其中突出強調了《大學計算機基礎》課程在整個課程體系中的基礎性地位和作用?！洞髮W計算機基礎》作為各高校普遍開設的必修課程，有著無可比擬的重要地位。開設這門課程的主要目的是培養(yǎng)學生的操作技能、信息素養(yǎng)和計算思維，該門課程講授的知識，諸如進制轉換、ASCII碼表示以及數據的分類等，對后續(xù)計算機課程尤其是程序設計類課程起到重要的鋪墊作用。如果學生沒有系統(tǒng)學習這部分知識，將對后續(xù)課程學習造成疑惑，帶來學習上的困難。

從工作實際看，計算機應用技術在各個領域發(fā)展迅速。為了適應知識經濟和信息社會發(fā)展的需要，熟練操作和應用計算機已成為人們必須具備的一種基本技能。許多單位、部門已把掌握一定的計算機知識和應用技能作為職務晉升、職稱評定、上崗資格的重要依據之一。本課程所涵蓋的實踐操作內容滿足了對學生計算機技能培養(yǎng)的需求，尤其是本課程中辦公軟件的高級應用操作對學生實踐能力的提高提供了切實的保障。

從當前就業(yè)角度看，很多領域都要求畢業(yè)生取得計算機等級考試證書。比如報考公務員、事業(yè)單位編制，教師招聘等，都明確要求取得全國計算機等級考試二級及以上證書;再者上海等地落戶就業(yè)申請一次性提交的申請材料亦要求計算機等級證書。本課程中的理論知識和實踐操作正好對應了全國計算機等級考試中相關類別的一級、二級考試內容，通過本課程的學習能夠幫助學生獲得相應的計算機等級證書。

從我校學生信息素養(yǎng)看，我校教務處在每年開學初會組織大一新生進行計算機免修考試。該方案自實施以來，雖然歷年學生報名考試熱情高漲，但是能夠達到免修標準的學生每年從未超過五人。說明我校新生計算機應用能力和信息素養(yǎng)總體水平不高，仍然需要通過系統(tǒng)的理論學習和實踐進一步提高計算機應用水平。

3 課程改革的原因

隨著新興信息技術與各行業(yè)、領域的深度融合，各學科專業(yè)對計算思維、信息素養(yǎng)的培養(yǎng)需求急劇增加。目前，我校計算機基礎教學著重于計算機基礎知識和通用技能的培養(yǎng)，與學科專業(yè)的結合不夠緊密，教學目標傾向于統(tǒng)一化，沒有充分體現計算機基礎教學對各學科人才培養(yǎng)的支持與影響。依據教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會編制的白皮書，即《大學計算機基礎課程教學基本要求》，按照通識教育與專業(yè)教育相融合的培養(yǎng)理念，我們將完善大學計算機基礎課程的教學，其教學體系要依據與學科專業(yè)緊密關聯的角度來進行設置，進一步明晰通過該課程學習我院學生應獲得的知識、素質與能力。

生命科學學院設本科專業(yè)方向有生物科學（師范）、生物技術和生物制藥，仔細研讀我院2018版人才培養(yǎng)方案后總結各專業(yè)對于學生計算機方面的能力培養(yǎng)要求如下。生物科學（師范）：具備較為扎實的數學、物理學和化學方面的基礎理論及知識，同時具有計算機科學和信息科學等方面的基礎知識，具有一定的計算機及信息技術應用的能力;生物技術：具有較強的數學、統(tǒng)計學、化學、計算機科學等方面的知識和較強的計算機操作技術，具有一定的計算機及信息技術應用的能力;生物制藥：掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術跟蹤并獲取信息的方法。各專業(yè)對于大學計算機基礎課程教學的需求主要是使學生通過學習掌握計算機科學知識基礎知識、較強的計算機應用技能，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和計算思維，進而能夠解決專業(yè)問題。因此，生命科學學院的大學計算機基礎課程內容要突出計算機科學基礎知識和基本專業(yè)技能相結合，為后續(xù)本專業(yè)涉及的數據獲取、數據分析、定量化、建模等應用打好基礎，其中生物科學（師范）專業(yè)還要有對師范生教育教學能力方面的培養(yǎng)，優(yōu)質幻燈片課件的制作、慕課及微課的設計與制作也必不可少。

4 行業(yè)計算機應用現狀及教學改革的切入點

2018年5月，第六屆數學、計算機與生命科學交叉研究青年學者論壇在北京成功舉辦。本論壇旨在加強從事 “數學、計算機與生命科學交叉研究”青年學者之間的聯系，交流生命科學與計算生物學研究領域的最新成果，了解相關國際發(fā)展動態(tài)和研究熱點，促進我國數學、計算機與生命科學交叉研究與應用實踐的更好發(fā)展。由此可見生命科學的研究和計算機的應用密不可分。

當今的時代生命科學與計算機科學皆在迅猛發(fā)展，與生物專業(yè)相融合的計算機基礎教學改革要找到一個合適的切入點。兩個領域的交叉，尤其是計算機在生命科學中的應用日趨廣泛和深入，基礎生物學和計算機密切相關。在生物學研究方面，計算機可利用經典力學定律模擬微觀分子的相互作用，存儲和管理海量的實驗數據，發(fā)掘隱含于實驗數據中的自然規(guī)律。

生命科學是一門實驗的科學，計算機自投入應用以來即在實驗科學中發(fā)揮著作用，承擔了大量實驗數據的存儲、處理以及分析，一些適合于不同類型生物學實驗數據處理的軟件包紛紛問世，為科研人員的實驗提供了巨大的方便。

計算機系統(tǒng)結構和操作系統(tǒng)兩個分支為分子生物學提供了其必需的高性能計算平臺;計算機網絡技術為其創(chuàng)建了高帶寬的分布式計算和網絡應用環(huán)境;算法研究和軟件工程則直接涉及分子生物學工具與軟件的設計與開發(fā);數據庫技術為生物學信息的存儲檢索提供了有效手段。以上這些計算機領域的理論和應用技術可以作為不錯的課程內容改革的切入點。

5 大學計算機基礎課程與專業(yè)相融合應該增加的模塊內容

開設《大學計算機基礎》課程的目的是以計算機作為輔助工具，培養(yǎng)學生運用計算機及其相關知識解決本專業(yè)實際問題的能力，所以教學內容應將專業(yè)需要用的一些計算機知識融入計算機課程教學中。首先，除計算機基礎的基本教學模塊外各專業(yè)增加生物學軟件包簡介，例如Emboss;其次，生物科學（師范）專業(yè)學生應加強課件、微課、慕課制作方面所涉及的內容，比如音視頻編輯軟件、網頁制作軟件的簡介，以及各大課件、微課、慕課資源平臺的介紹;生物技術專業(yè)要求學生有較強的數據處理方面的技能，建議加強程序設計、數據分析、數據庫類軟件的介紹。

通過調研，為了滿足學生學習需求，在教學和各種實驗練習中常用的軟件有如下幾種，見表1：

為了確保課程改革的實現，通過使用翻轉課堂的理念，重構傳統(tǒng)課堂教學，著力開發(fā)數字化學習資源，深度融合線上線下教學優(yōu)勢，拓展學習模式和空間。其中線下和線上具體實施如下。

1）線下部分

在課程理論部分增加以下內容：計算思維的內容，介紹計算思維的概念，計算思維的現狀及計算思維的應用等;在計算機應用部分增加與我院各專業(yè)相融合的計算機應用模塊，在課堂上介紹與專業(yè)相融合的2到3種軟件工具，其他工具在線上提供學習鏈接;案例與專業(yè)相融合。

2）線上部分

在線選修課程的設計，以及案例庫，網址庫，共享軟件庫，參考資料庫等資源的提供。

通過初步調研，為了提升和改進公共課教學質量，并進一步推動大學計算基礎課程改革，針對理工類學生計算機基礎教學現狀和學生實際出發(fā)，設計如下選課方案，見表2。

6 結束語

通過對大學計算機基礎課程以與專業(yè)相融合為方向進行教學內容的調整，提升了學生對本門課程的興趣，為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習在計算思維與計算機應用方面打下堅定的基礎。

參考文獻：

[1] 崔舒寧，桂小林，吳寧，等.新工科創(chuàng)新理念的計算機基礎實訓案例設計[J].計算機教育.2019（3）：155-158.

[2] 張雪洪.計算機在生命科學中的應用[M].上海：上海交通大學出版社，2011.

[3] 梁正平，朱澤軒，李延紅，等.學科融合型“大學計算機基礎”MOOC教學改革初探——以面向生命科學學科的“大學計算機基礎”學科融合型特色教學內容設計為例[J].工業(yè)和信息化教育.2017（7）：7-11.

[4] 安建成.關于在理工科院校普及《MATLAB語言》的探討[J].太原理工大學學報： 社會科學版.2001（2）：36-38.

[5] 王巖，孟亞坤，宋欣.基于學生專業(yè)區(qū)分的SPOC教學模式在計算機基礎課程的應用研究[J].課程教育研究.2018（37）：232.

[6] 運海紅，黃成哲，鄭妍，等.地方應用型本科院校計算機基礎教學改革研究[J].信息技術.2019，（4）：164-166.

[7] 李琴，王靖.移動互聯網和大數據背景下的高校計算機基礎課程改革研究[J].計算機產品與流通.2019（4）：190.

[8] 左風云，吳雅琴，楊曉麗，等.智慧教育視域下醫(yī)學計算機基礎教學改革初探[J].科技風.2019（10）：57.

【通聯編輯：王力】