大學新生計算機基礎調查及教學建議

孫微微，陳湘驥，王金鳳

（華南農業大學數學與信息學院，廣州 510642）

1 非計算機專業新生計算機基礎調查

在當前的信息時代，諸如大數據、人工智能等計算機新技術層出不窮，具備計算機基礎知識和計算思維已經成為當代大學生的基本要求，為此各高校為非計算機專業學生開設了計算機通識教育課程。以華南農業大學為例，自九十年代末期開始，為理工類、經濟類、農科類、藝術類等不同專業陸續開設了《計算機文化基礎》、《數據庫應用》、《C 語言程序設計》、《Java語言程序設計》等計算機通識教育課程。由于培養計劃和學時調整，2010年取消《計算機文化基礎》課程，但將其內容合并到其他三門課程中。

《C語言程序設計》是理工科新生的首門計算機課程，在C程序自動評判系統的上機實驗前設置了一個調查問卷，意在了解新生的計算機基礎。調查問卷設置以下問題及單選選項。

問題1：入校前的高中所在地：

A.縣城；

B.普通中小城市；

C.直轄市、省會城市等大城市；

問題2：入校前接觸計算機的情況：

A.未使用過計算機；

B.會操作常用軟件；

C.熟練操作常用軟件；

問題3：入校前對程序設計語言的掌握情況：

A.未接觸過編程；

B.學過至少一門計算機語言，但都不熟；

C.熟練掌握至少一門計算機語言；

問題4：覺得學習編程對自己有用嗎？

A.無用，將來也用不上；

B.不清楚，不好說；

C.有用，會用上；

1.1 調查對象及統計方法

統計了2013級至2019級新生的調查，共計7個年級17182人，主要涉及到材料與能源學院的材料科學、木材工程、能源環境、制藥工程專業，電子工程學院的電子信息科學與技術、電子信息類、電子科學與技術、光電信息科學與工程專業，工程學院的車輛工程、電氣工程、機械制造、自動化類專業，林學與風景園林學院的城鄉規劃、風景園林專業，食品學院的包裝工程、生物工程、食品安全、食品工程專業，數學與信息學院的工業設計專業，水利與土木工程學院的建筑學、水利水電、土木工程專業，資源與環境學院的測繪工程專業等。

對問題1～4的選項作如下數據處理：統計每個選項的選擇人數及在本年級總人數中的百分比；對問題2～4 的每個選項取值 A=1，B=2，C=3，記作向量 v=（1，2，3）；設置 3 個向量 Q2，Q3，Q4，每個向量包含 3 個元素，分別對應問題2～4的每個選項的選擇人數；設本年級總人數為n，以公式（1）得到人均問題得分s。對問題2～4的選項這樣設置取值之后，可綜合表示學生的計算機基礎和學習積極性，得分越高則計算機基礎越好、學習積極性越高。未將問題1計入s是考慮到生源地并無高下之分，不宜用數值定量表示，故問題1只是作為定性輔助分析。統計結果見表1。

表1 2013級～2019級問題2～4選項人數百分比及人均問題得分

1.2 統計結果分析

從表1的各年平均值可以看出，每年仍有5.19%的學生在大學之前“未使用過計算機”（問題2-A）。經檢查各年分專業數據，發現機械制造專業學生“未使用過計算機”占比最高，2016年甚至達到其專業人數的11.97%（14人/117人），同時其生源地來自“縣城”的比例也偏高，這說明中小學信息技術教育在縣城的開展還有待加強。

可喜的是，“會操作常用軟件”（問題2-B）的比例（年均64.60%）呈逐年增加的趨勢，特別是2017級～2019級，這說明中小學信息技術教育近年來逐漸普及，使越來越多的學生具備操作計算機的基本能力。

僅有30.20%的學生能夠“熟練操作常用軟件”（問題2-C）。經與部分學生交流，其能夠熟練操作的常用軟件是QQ，瀏覽器，視頻播放軟件及游戲等，辦公軟件以Word和PowerPoint居多，Excel較少用到，這與其個人興趣愛好和作業需求有關；家庭電腦的主要用途是娛樂購物等，用于查找學習資料或者參加線上課程的學生不多；也有部分學生反映其家長管教嚴格，為防止網癮游戲成癮的隱患，禁止其操作電腦。

每年有84.58%的學生“未接觸過編程”（問題3-A），且此比例多年來基本持平。這說明我國絕大部分中小學的信息技術教育尚未達到程序設計層面，仍處于教授學生操作常用軟件層面。

14.49%的學生“學過至少一門計算機語言，但都不熟”（問題3-B）。此項比較突出的是2016年的16.49%和2017年的17.30%，經檢查分專業數據，發現主要來自人數較多且有計算機偏向的電子信息科學與技術、電子信息類等電子類專業的貢獻，例如2016年電子類選擇“學過至少一門計算機語言，但都不熟”的學生占比達24.56%（127人/517人），從學生專業可以看出，（主動）學習編程受學生興趣影響較大，這也印證了“興趣是最好的老師”。

僅有0.92%的學生“熟練掌握至少一門計算機語言”（問題3-C）。這是因為中學課業繁重，除了有志于參加信息學競賽的少數學生會下功夫深入學習編程以外，絕大多數學生是無暇顧及課外的編程學習的。

從問題2和問題3的統計可以看出，通過多年來中小學信息技術教育的啟蒙，近95%的大學新生具備一定的計算機基礎，但由于地域差別和教學深度限制，大學新生的計算機基礎參差不齊且普遍較薄弱，需要通過大學課程理論和實驗兩方面予以加強，補齊入學前的知識差距，并拓寬拓深知識結構，提高實踐能力。

年平均僅有1.99%的學生認為學習編程“無用，將來也用不上”（問題4-A），且此比例明顯呈下降趨勢，如2019級的此比例僅為2014級的約24%。

有31.16%的學生認為學習編程對自己的作用“不清楚，不好說”（問題4-B），同問題4-A一樣，此比例也呈下降趨勢。這些處于迷茫狀態的學生可能是由于剛入大學，對自己專業和社會對大學生要求的了解尚膚淺片面，尚未認識到目前各行各業均需計算機來輔助管理生產。相信隨著大學學習的進行，學生會逐漸意識到計算機能力、計算思維、編程素養等軟性能力在潛移默化地提高其自身素質。

每年平均66.85%的學生認為學習編程“有用，會用上”（問題4-C），且呈明顯的上升趨勢，如2019級的此比例與2014級相比增加了18.33%。可見在信息時代，越來越多的學生已經認識到計算機乃至編程對自己未來學習和工作的重要性，這些學生的學習積極性和興趣更高。

人均問題得分也表現出了上升趨勢，自2016級開始，每年的人均問題得分均高于歷年的平均得分6.06。這說明近年來中小學信息技術教育的效果逐漸顯現，大學新生的計算機基礎能力和學習積極性逐漸提高。

2 中小學信息技術課的發展建議

雖然教育部在2000年要求在中小學普及信息技術教育，然而由于地區差異、師資不足、教學實踐條件差、課程評價體系不重視等原因，信息技術教育的開展不盡如人意，如華南農業大學仍有5.19%的大學新生在入學前處于中小學信息技術教育未覆蓋到的“角落”。

直轄市、省會城市及經濟發達地區城市的基礎實施條件好且師資力量充足，信息技術教育不僅開展得早，而且較深入。例如北京市海淀區引入計算機專業的碩士博士作為信息技術師資，不僅設置了程序設計等軟件內容，還設置了機器人等硬件內容，近期還要增加人臉識別、機器視覺、人工智能等課程[1]。而偏遠省份的縣城和農村學生連基本的計算機操作、甚至開關機可能都不熟悉[2-3]。

如何彌合城鄉和地域間的“數字鴻溝”，除了政府的投入和扶持以外，地區和學校也可以主動思變。2020年的新冠疫情迫使全國學校實施線上教學，正是一次檢驗網絡基礎設施和普及計算機教育的良機，同時也使線上教學資源大增。可以將優質的以及有特色的信息技術課程內容制作成一系列慕課微課，建立共享的線上教學資源庫[4]，這樣可以彌補部分地區師資力量缺乏、教學內容陳舊的不足，促進和啟發課程創新，使得先進地區的高水平課程的受益群體更廣泛。

中小學的學生特點是好奇心強、想象力豐富、思維活躍、擅長具象思維，但專注力弱，知識基礎弱。所以中小學信息技術課程內容不宜關注技術細節，重點在于訓練和培養學生將復雜問題分成簡單步驟解決的計算思維。目前有一些適合中小學生的積木式編程軟件，如Scratch、Alice等，可充分發揮學生的創意和興趣，與語數英等課程內容結合起來有趣地“玩”，不僅對課程內容記得牢，而且也理解了抽象的面向對象程序設計概念。

3 如何提高大學計算機通識課程教學效果

作為中學“產品”的接收者，大學有義務有能力將入學基礎參差不齊的新生培養成計算機能力相近的人才。鑒于非計算機專業學生的計算機通識教育課程僅一至兩門，故課程的重要任務是在有限學時內培養學生的大學學習習慣以及如何有效解決問題的計算思維方式，而不只是教會學生把計算機當做一個工具[5]。

根據不同專業的專業需求和學生基礎，設置不同的計算機課程。例如藝術類專業學習較簡單的《數據庫應用》，理工科、農科學習程序設計課程，但都會有計算機系統的基礎知識，這是為了在起跑線上帶動“近零基礎”的新生，不至于由于中學的信息技術基礎弱而落后。為了提高學生的學習積極性和將來的就業競爭力，引導和鼓勵學生參加計算機等級考試。

根據專業、班級和學生的實際情況，提供靈活調整的教學內容，讓高、中、低水平和學習興趣的學生都能得到滿足。以程序設計課程為例，學習吃力的學生完成學時安排的實驗即可，但程序自動評判系統7×24小時在線，提供各種難度的題目，學習興趣高的學生可隨時登錄練習。實施效果明顯，每年的校園程序大賽都有非計算機專業的學生取得不錯的成績。

如何培養良好的大學學習習慣也是計算機課程的任務之一。在長期的教學實踐中發現，大學新生仍然處于中學的學習習慣中，有以下幾個表現：希望教師手把手教，自學能力弱；希望像高中班主任一樣人盯人地關注，沒有監督就怠慢學習，放松要求；以為所有問題都有“標準答案”，對自己的解決方法不自信，不敢“創新”；普遍反映教師“講得快”；等等。

不僅是大學計算機課程，其實基本所有的大學課程特點都是概念眾多且學時有限，對剛入學新生的思維和學習習慣“沖擊”很大。為幫助學生實現高中大學的平穩過渡，采取以下教學方法：

（1）建立課程的班級群，隨時和學生交流，增加互動。事實表明建與不建班級群差別很大，建群的班級明顯活躍，學習積極性也高，對教師的督促學習也樂于接受。而不建群的班級感受不到授課教師的關心，上課氣氛沉悶，易走神，學習效果差。

（2）針對課程概念眾多使學生產生畏難情緒的問題，提醒學生抓大放小，把精力放在上課及課件中所提到的知識點。逐漸訓練學生從海量信息中迅速抓住關鍵點的能力。

（3）不給學生設置條條框框，只要能完成程序功能，怎樣實現都可以，沒有什么“標準答案”，鼓勵學生創新和發揮想象力。逐漸擺脫思想束縛的學生經常能提交有趣的、出人意料的作品。

（4）幾乎所有課程都會有學生反映“進度太快”，但這是大學教學不同于高中的特點，大學不可能像中學一樣對一個知識點反復講反復練，要提醒學生跟著老師的精、簡、快、慢節奏來學習，同時要引導和培養學生的自學能力，對新知識自己鉆研，這將使學生受益終生。

4 結語

從連續7年的非計算機專業新生的計算機基礎調查數據看，中小學信息技術教育存在地區和城鄉差異，新生基礎普遍薄弱，但學習意識漸強。為了提升大學生計算機能力，不斷改進教學方法，調整教學內容和課程設置，使大學計算機課程適應信息時代的發展，任重而道遠。