新工科背景下混合式“金課”建設的路徑
——以《計算機文化基礎》課為例

張志明 金維才

(1.銅陵學院 現代教育技術中心，安徽 銅陵 244061；2.安徽師范大學 教育科學學院， 安徽 蕪湖 241000)

“金課”“水課”是近期繼“慕課”之后高等教育領域又一熱門詞匯。教育部部長陳寶生在2018 年6月21日召開的全國高等學校本科教育工作會議上提出各高校“真正把‘水課’變成有挑戰度、有深度、有難度的‘金課’”[1]。隨即這兩個詞寫入教育部正式文件《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》(教高函〔2018〕8 號)[2]，文件要求各高校通過提升學業挑戰度、拓展課程深度、增加課程難度，達到打造“金課”、淘汰“水課”的目的。教育部高教司吳巖司長在 2018 年 11 月召開的第 11 屆中國大學教學論壇上明確提出“金課”標準：創新性、高階性和挑戰度[3]。創新性就是課程內容緊跟科技發展和時代前沿，教學方式具有互動性和先進性，評價形式具有科學性和多樣性；高階性就是培養學生利用專業知識解決現實社會中復雜問題的綜合能力；挑戰度是針對課程設計的難易程度提出的要求，教師通過整合課程優質資源，課上課下和學生一起探究，學生要對課程充分學習和認真反思才能領悟掌握。此次論壇吳巖還提出要建設兩萬門五大類型“金課”，即線上“金課”、線下“金課”、線上線下混合式“金課”、社會實踐“金課”和虛擬仿真 “金課”。

2017年2月，教育部高等工程教育發展研討會在復旦大學召開，首次提出建設“新工科”概念(稱為“復旦共識”)，倡導以人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等新技術為代表的的“新工科”和其他學科交叉融合，積極探索專業升級的新領域、新方向，培養跨學科創新人才。在新工科建設理念下，改變安于現狀的、固有的、守舊的學習思維，探索構建與新工科交叉融合的科學課程體系和新的教學方法，建設“金課”成為高校課程改革的必然趨勢。

《計算機文化基礎》是大多數高校面向全體大學生開設的提供計算機理論、實踐、思維的通識課程，新工科強調通識課程重視培養學生綜合利用不同領域的知識來解決復雜問題的能力，強化計算機課程在學科交叉融合中的重要作用。通過該課程的學習，學生要達到掌握計算機系統基礎知識和常規操作，正確運用計算機系統知識分析和解決實際問題，學會利用信息技術手段持續學習與創新[4]。

然而，雖然《計算機文化基礎》在各個高校都有很長的開課歷史，但對照新工科背景下計算思維與信息融合集成創新的要求，更多的是低階性、陳舊性和不用心的水課，缺乏高階性、創新性、挑戰度的“金課”。

一、《計算機文化基礎》教學中存在的問題

(一)內容更新慢，學生難以應用最新技術進行實踐創新

目前“云計算、大數據、移動互聯網、物聯網、智能技術”等技術迭代正對現實生活產生顛覆性的創新與挑戰，而《計算機文化基礎》課程內容雖然每幾年都有修訂，但總的來說，受到課時限制等原因，內容變化不大，很多內容在中學信息技術課中已經涉及，新技術“云、大、移、物、智”的內容偏少，缺乏典型的交叉融合的教學內容，難度低，實踐操作也缺乏與新技術相結合的創新性，幾乎相同的內容講了一年又一年，缺乏創新性和挑戰性，不利于學生信息技術融合創新能力的培養。

(二)教學方式單一

目前《計算機文化基礎》課程授課方式還是以紙質教材為本、主講教師為中心的“滿堂灌”。隨著教育信息化的發展，“粉筆+黑板”逐漸被“計算機+投影”代替，大多數教師根據課本制作了PPT課件，并在課堂上盡可能利用計算機展現技術的魅力，但教學模式依然是傳統的灌輸方式。教師滔滔不絕地講一整節課，學生無互動、無反思，機械地聽課，久而久之就會感到枯燥、乏味。很多學生認為課堂不用聽，期末對著教材看一遍就行了，課堂玩手機的“低頭族”逐漸增多。

這種灌輸式的教學方式類似于“填鴨式”的教學，學生對知識只需“飯來張口”即可，逐漸失去“獨自覓食”的動力和能力，不利于學生自主分析解決問題和協作學習等方面的能力的發展。

(三)考核評價缺乏科學性

《計算機文化基礎》的考核方式一般由平時成績和期末考核成績按比例組成，平時成績包括考勤和實驗操作，期末考核多為上機操作。這種成績評定方式是結果評價方式，缺乏及時反饋和對學生各種應用創新能力培養的評價，包括學生的自主學習能力、團隊合作能力、解決復雜問題的綜合能力等。目前，高等教育的價值觀特別是應用性型高校的價值觀正在實現由理論知識本位向應用能力本位轉變[4]。

二、線上線下混合式 “金課”建設思路

如何把《計算機文化基礎》課程打造成符合“兩性一度”標準的金課？對于培養應用型人才的本科院校，高階性、創新性和挑戰度的金課標準體現在教學過程中就是教師要轉變觀念，研究符合創新應用人才特點的課程體系，改變教學方法和評價模式，提高教學質量。

(一)課程內容的改變

《計算機文化基礎》課程圍繞培養學生的自學能力、綜合應用能力和創造能力，內容緊跟信息技術發展前沿,分為三個部分：計算機文化與生活、辦公軟件、計算思維。計算機文化與生活部分從日常生活中使用的計算機技術入手，引入大數據、云計算、人工智能等信息技術最新知識，激發學生學習計算機、網絡知識的興趣。辦公軟件部分以項目式實踐方案， 采用“現實問題→知識點分解→項目實踐”教學模式，促進學生系統掌握軟件的各種操作技能和現實聯系，培養學生利用計算機解決現實問題的能力。計算思維部分是為了提高學生應對復雜問題的綜合能力和高級思維,這也是當前該課程改革的大致方向[5]。通過“建模→分析→方案→比較→實現”向學生講授如何利用計算思維來解決日常生活中的實際問題。

(二)開展智慧教學，推進線上線下混合式 “金課”建設

針對大班授課很難兼顧不同學習能力的學生差異化學習，同時存在師生互動交流困難及評價方式滯后等問題，本課程基于智慧教學工具采取“線上”+“線下”的教學方式，結合傳統課堂教學與網絡教學的優勢，實現課內課外相結合，全方位監督學生學習過程，生成個性化報表，讓教與學更明了。

智慧課堂教學是在“互聯網+”背景下，基于建構主義、聯通主義等學習理論為指導，以“學習者”為中心，依靠先進信息技術手段構建“云—臺—端 ”的數據化、交互化、網絡化、智能化的學習環境，通過改變教學方式，支持課內課外、線上線下一體化，實現個性化學習和因材施教，培養學生以高階思維為核心的綜合智慧能力，促進學習者轉識為智、智慧發展[6]。

目前存在的智慧教學工具有課堂派、愛課堂、云班課、學習通和玩課等，但通過試用及相關文獻對比發現，清華大學和學堂在線共同推出的免費智慧教學解決方案“雨課堂”對于《計算機文化基礎》是最適用的，所以，筆者嘗試設計一種基于“雨課堂”的混合式教學模式(見圖1)。

圖1 線上線下混合式 “金課”教學流程圖

1.智慧教學工具——雨課堂

雨課堂是一款基于大數據、云計算、移動互聯網等智能信息技術打造的智慧教學工具[7]，用一臺能上網的電腦，將教師使用的PPT課件和微信對接，實現師生之間課上、課下的有效溝通互動。

雨課堂操作簡單便捷、功能強大：(1)互動性強。師生利用微信構建的虛擬課堂環境，對教師展示的PPT標注，同時教師端收到反饋，及時調整教學策略，其實時組卷、課堂答題、彈幕互動、分組討論、即時投票等功能，使互動學習在“課前—課中—課后”的每個環節都能開展[8]，先進的技術支持使學生獲得高效的互動體驗。(2)雨課堂開展雙通道學習，幫助“學生通過互聯網和智能設備，架起另外一個通路，開展同步學習和異步學習”[9]，學生根據自身情況對教師課前課后推送的教學內容開展自主“異步”學習，同時課上在教師的引導下，學生就學習內容進行“同步”學習。(3)教學大數據收集。雨課堂的大數據技術持續采集教學過程數據，精準的學情分析反饋到教師端，教師根據數據分析學生學習行為，評價學習效果，干預學習過程，從而更好地幫助和引導學生學習[10]。 雨課堂把全新的教學理念引入混合學習，對諸如深層次學習不足、診斷評價不到位、整體性學習等傳統混合學習中存在的問題能有效地協助解決，從而推動高級思維學習培養目標的順利實現。

2.雨課堂打造《計算機文化基礎》金課的思路和做法

為解決“學生需要學什么，如何幫助、評價和確保學生達到既定的學習成果”這個核心問題，根據OBE思想來重新設計教學目標和教學策略，即根據結果確定所要準備的教學內容和教學設計過程。

以教材“5.4課程成績計算”為例，設計實踐線上線下金課。

根據“課程成績統計”這個目標，進行知識點分解，設計教案(見表1)。

表1 “Excel2010 課程成績計算”教案

(1)課前實施

課前根據教案設計，制作好課程所需資料存放“雨課堂”云端，除了自行收集制作試題、操作視頻外，還有本校的《計算機文化基礎》精品課程網站和微課版教材資源可供使用。提前兩天將課前先學資料推送到學生端，學生微信端有提醒，課前先學資料包括知識點解析、課前小測、重難點投票。

“課程成績計算”所涉及知識點包括絕對引用、函數ROUND和RANK.EQ、IF函數嵌套、復雜條件格式與引用等，通過先學讓學生了解知識點，對于疑問，學生可以在知識點PPT下留言反饋，同時作答課前小測和重難點投票反饋預習結果。

(2)課中實施

教師開啟“雨課堂”并創建班級，學生掃碼登錄班級。教師根據學生課前先學結果反饋，在授課過程中，對于“課程成績計算”較難理解的薄弱環節進行重點突破，對于錯題進行集中講解，開啟彈幕、投稿、搶答，活躍課堂氣氛的同時促進師生、生生交流。 隨后利用“雨課堂”云端準備的資料組卷測試，學生將操作題作答后截圖反饋。

安排課后及下次課前先學內容簡介后，此次授課結束，學生可以在手機端看到自己的 “成績單”，“成績單”包括學生課堂表現和排名及課堂小測錯題集和自己對幻燈片的標記，如“不懂”或收藏，學生還可以添加學習心得。教師可以通過課堂教學日志了解學生本節課的總體表現，包括學生出勤率、優秀學生和預警學生及答題投票情況等。教師保留這些數據作為評價指標并填寫教學心得，積累經驗為以后教學借鑒。

(3)課后實施

教師將課后拓展練習資料推送到學生端，學生根據學習進度作答，對于“預警”同學，推送輔助視頻和進階測試助學，經過反復練習脫離“預警”；對于學習能力強的同學可推送難度高的題目，挖掘其潛力，追求更高層次知識。

(三)評價方式的多元化

教學評價是考核學習結果，同時也是為了指導激勵學習者。《計算機文化基礎》考核采取形成性評價和總結性評價相結合的多元評價方式進行。利用課前先學、課堂隨測、彈幕互動等教學活動中產生的全周期學習數據，以及教師評價、學生自評和同學互評相結合的方式，教師能對學生的學習效果作出精準地評價，這是個動態評價過程，通過評價來激勵學生主動參與，并根據評價指導和糾正學生的學習行為。教師也可以根據這些數據發現教學中的問題，及時調整教學策略。全面結果評價是在全部課程結束以后，根據學生在知識、思維、態度三維領域的數據，對學生作總的評價(見圖2)。

圖2 線上線下混合式 “金課”教學評價

三、教學改革實施效果

經過近一年的金課改革實踐，《計算機文化基礎》課程教學效果有很大提高，主要體現在：(1)課堂互動氛圍濃厚，學生從“低頭族”變成課堂教學的積極參與者和知識的主動建構者，手機不再是干擾課堂教學的障礙，而是協助學習的互動利器。(2)實驗內容項目化模擬現實情境，學生通過主動探究的實踐方式，獨立思考勤于實踐，用計算機知識解決現實中遇到的問題。一年來，學生還積極參與到各類計算機競賽中，多名學生在《大學生計算機設計大賽》中獲獎，創新創業能力潛力和實踐能力顯著增強。(3)經過一學年的金課教學改革實踐,學生的《計算機文化基礎》總評成績有顯著提高，筆者對于同是50人的三個班級進行比較，發現金課改革班級優秀率和平均總評成績明顯高于其他兩個平行班級(見圖3)。根據筆者設計的調查問卷，教學改革班級50人中，有 98%學生認為“金課”教學改革實踐對提高學生的自主探究能力有幫助，96% 學生認為學習積極性提高了，96%學生認為課堂互動提高了學習成績，92%的學生認為項目化實驗模式有助于學生綜合能力的提高。

圖3 線上線下混合式 “金課”教學效果對比

四、結語

通過對《計算機文化基礎》課程開展的金課建設探索，建立了線上線下混合式教學模式，加強了理論和實踐相結合的教學體系，促進學生計算思維和用計算機解決復雜問題的綜合能力的發展；提出了多種評價方式相結合的方式來考核學生的素質、知識和能力的發展，有效地激勵學生自主建構的學習，為打造有深度、有難度、有挑戰度的“金課”培養應用型技術人才提供參考。