武漢傳媒學院 孫佩娟
大學計算機基礎(chǔ)作為一門計算機類通識課,承擔著為大學生普及計算機基礎(chǔ)知識,掌握計算機基本操作的任務。但是隨著技術(shù)的更新、時代的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)將不再像Web1.0只存在桌面上,也不再像Web2.0那樣存在智能手機上,它將是無所不在的。Web3.0也可以被稱為無所不在的網(wǎng)絡,因為你周圍的大多數(shù)東西都是在線連接的。大學計算機基礎(chǔ)課程作為大學生進入高校校園的第一門計算機類公共課,需要順應時代的發(fā)展,除了幫助學生掌握計算機基本原理和操作外,還要幫助其重新認識計算機和互聯(lián)網(wǎng),并學會深度利用計算機和互聯(lián)網(wǎng)獲取信息、甄別信息和運用信息,以期對后續(xù)的專業(yè)課程起到支撐作用。因此,對大學計算機基礎(chǔ)課程進行改革勢在必行。
本課程面對的對象是跟隨互聯(lián)網(wǎng)成長起來的“00后”,他們是全程享受互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成果的一代,技術(shù)的革新讓他們擁有了更多的技能,也有了與上一代完全不一樣的思想特點和生活觀念。以2018年浙大校園《錢江晚報》現(xiàn)場發(fā)放200份“2018級新生入學小調(diào)查”為例,結(jié)果顯示在“你來報到,哪三樣東西是最有價值或最不可缺少的”一項里,60%的人寫了手機,30%的人寫的電腦。同時作為新生代的他們,自信張揚,想法更為多樣,有一進校園就想彌補自己在中學階段因為學業(yè)問題而耽誤的興趣特長的,也有一進校園就開始為一年后5%轉(zhuǎn)專業(yè)名額而制訂奮斗計劃的,還有的人在大一開始關(guān)注專業(yè)考研為進入更高學府進行專業(yè)深造而努力的……另外,在2018年1月16日上午,教育部召開新聞發(fā)布會,介紹了《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》的有關(guān)情況。在此次“新課標”改革中,正式將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理劃入新課標,2018秋季入學的高中生將要學習人工智能。也就是說,如果要進行課程改革,那不僅要考慮如何適應“00代”移動端和PC端并用的現(xiàn)狀,還要考慮新的課程內(nèi)容是否能夠吸引新時代學生的目光,是否能夠滿足學生對于計算機學習的更高追求。
綜上所述,筆者將大學計算機基礎(chǔ)課程改革的目標定位在除了滿足高校各專業(yè)人才培養(yǎng)目標中對信息工具的使用需求外,還可以讓學生掌握能幫助專業(yè)學習和自我提升的思維形式,讓學生能夠運用計算機知識和信息化手段不斷增強學習能力,以便更好地適應“互聯(lián)網(wǎng)+”時代社會發(fā)展與創(chuàng)新的要求,讓學生做學習的主人,成為終身學習者。其改革方案如下所示。
面對“00后”手機已經(jīng)成為生活必需品的現(xiàn)實,計算機類課程的授課不能僅僅依靠在機房完成,要更重視如何運用移動端完成相關(guān)教學內(nèi)容的傳授。比如,可以將本門課的基礎(chǔ)知識和基本理念以錄制視頻的形式進行線上教學,線下課時主要用來解答線上的疑問以及根據(jù)學情拓展知識。那么在進行線上教學準備的時候要考慮學生使用手機的實際情況,錄制線上視頻的時限不能太長,最好控制在10分鐘左右,方便學生利用碎片化時間學習,同時線上視頻的大小不能太大,方便學生隨時利用網(wǎng)絡流量進行學習。同樣的線下授課也可以考慮利用手機App進行課程互動,增強學生的課堂參與意識,提升教學效果。
如果要進行出行路線規(guī)劃,在沒有導航軟件的時候,我們想要規(guī)劃從A點到B點的最近路線,可能要花費不少工夫,往往是根據(jù)經(jīng)驗進行判斷,并不精確,很難有足夠的時間和精力去尋找最優(yōu)解。當我們用電子地圖來表示實際地理情況,用坐標點來表示實際位置時,最短路線的問題就轉(zhuǎn)化為比較地圖上A點到B點的各種線段組合的長度問題。從輸入起點和目的地到導航軟件給出導航路線不到半秒的時間里,后臺服務器已經(jīng)進行了高達千萬次甚至上億次的運算,這種效率高出人類N個數(shù)量級。也就是說,要是能充分利用計算機和算法作為解決問題的工具,那么就會將解決問題的效率提升N倍。早在2006年3月,美國卡內(nèi)基·梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授給出并定義了計算思維(Computational Thinking)的理念。周教授認為,計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。正如印刷出版促進了3R的普及,計算和計算機也以類似的正反饋促進了計算思維的傳播。
面對剛剛邁進大學校園的大一新生,筆者認為可以用“可視化程序設計”作為切入點,建立學生的計算思維,提升學生運用信息解決問題的能力。但是作為一門公共基礎(chǔ)課,大學計算機基礎(chǔ)課程面對的是高校大部分甚至是所有專業(yè),那么選用哪種程序語言、采用何種教學方式就成了重中之重。在此,筆者推薦使用Scratch作為編程設計的導入工具。Scratch是麻省理工學院開發(fā)的一款簡易圖形化編程工具,它采用積木搭建的方式完成程序編寫,最終生成的成品也是混合了圖片、視頻、音頻、動畫和邏輯判斷的可視化作品,并且可以直接發(fā)布到網(wǎng)絡上讓全世界的人看到。對程序作品進行設計的過程也是學生調(diào)用藝術(shù)思維,使用多種媒介產(chǎn)品進行創(chuàng)作的過程,能夠幫助學生將計算思維和自己的專業(yè)學習相融合,形成使用計算機解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力,助力專業(yè)人才培養(yǎng)方案中信息素養(yǎng)目標的實現(xiàn)。在建立了學生程序設計的基本理念后,可以進行Python語言程序設計的講授。Python語言以其自身的簡潔性、易讀性以及可擴展性,一經(jīng)推出就受到了廣泛的關(guān)注,并迅速風靡開來。作為一門高級編程語言,Python提供了高效的高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),還能簡單有效地面向?qū)ο缶幊?。Python語法和動態(tài)類型,以及解釋型語言的本質(zhì),使它成為多數(shù)平臺上寫腳本和快速開發(fā)應用的編程語言。它不僅是數(shù)據(jù)科學中最流行的語言,可以幫助計算機專業(yè)人士進行大數(shù)據(jù)和人工智能的開發(fā),還可以幫助非計算機專業(yè)學生進行辦公自動化操作,通過網(wǎng)絡爬蟲進行數(shù)據(jù)收集和篩選。對于大一新生來說,學習Python語言的過程,也是學習如何使用計算機硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)解決問題的過程,對于幫助學生建立計算思維并運用計算思維解決問題有著不可替代的作用。
信息技術(shù)發(fā)展的終極目標是基于物聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)設備無所不在的連接,開發(fā)各類應用,提供多種數(shù)據(jù)支撐和服務,但僅僅是連接遠遠不夠,物聯(lián)網(wǎng)中的設備應當具有一定的計算能力和智能能力。每個身處其中的人都不可避免地要和智能網(wǎng)絡的節(jié)點發(fā)生交互,想想看四年前筆記本的標配硬盤是250G,但是今天移動電話的內(nèi)存就有256G,那么作為大學生進入大學后的第一門計算機類基礎(chǔ)公共課,知識更新速度必須適應時代發(fā)展的需要。為此在原有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上,除了通過可視化程序設計建立學生的計算思維外,筆者認為至少需要包括以下內(nèi)容。
網(wǎng)絡使節(jié)點互通、信息流動,但是如何在浩瀚如煙的網(wǎng)絡中快速有效地獲取準確有效的信息,是新時代人才必須具備的知識和技能。當代大學生必須熟練使用信息工具準確高效地獲取自己所需要的知識,才能防止知識老化,不斷更新知識,適應當代信息社會發(fā)展的需求。在大學計算機基礎(chǔ)課程中引入信息檢索的相關(guān)知識,可以幫助剛剛跨入大學校門的學生建立有效的信息意識,增強學生對信息的敏感性、選擇能力和消化吸收能力。同時,還應教會學生了解各種信息來源、熟練使用檢索工具,并且能對檢索效果進行判斷和評價,最后熟練地運用信息解決自己學習和生活中遇到的各種問題。
Office辦公軟件憑借強大的功能和簡潔的操作已經(jīng)成為無紙化辦公的首要選擇,當代大學生熟練掌握其常用操作已經(jīng)成為基本要求。在大學計算機基礎(chǔ)課程中還可以利用Python語言進行辦公自動化教學,培養(yǎng)學生在典型工作場景中使用商業(yè)生產(chǎn)力工具解決實際問題以及結(jié)合本專業(yè)分析、決策、溝通和協(xié)作的能力。此外,還可以根據(jù)學生能力進行分層次教學,對學有余力的同學進行較高難度的計算機相關(guān)知識教學,幫助他們通過國家認證的計算機等級考試,滿足學生對于計算機學習的更高追求。
本次改革的創(chuàng)新之處是將立足點從計算機這個看得見、摸得著的物理設備轉(zhuǎn)變到計算思維和信息素養(yǎng)的建立,將培養(yǎng)方式從培養(yǎng)學生單一的計算機技能轉(zhuǎn)換到如何利用計算機和網(wǎng)絡解決實際問題,將培養(yǎng)目標從計算機基本應用提升到支撐學生的專業(yè)課程學習和專業(yè)人才培養(yǎng)目標,從而從根本上提升學生的專業(yè)競爭力和綜合社會價值,幫助學生更好地適應“智能+”時代的發(fā)展需求。