劉井蓮，李 鑫，司亞利，趙衛(wèi)績

（常熟理工學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215500）

0 引言

近些年，大學(xué)生就業(yè)競爭激烈，崗位之間的競爭在一定情況下是以專業(yè)能力為基礎(chǔ)的綜合能力和素質(zhì)的全方位競爭，利用計算技術(shù)解決復(fù)雜專業(yè)問題的綜合能力是學(xué)生就業(yè)的砝碼之一［1］。在計算機技術(shù)不斷融入各專業(yè)的今天，大學(xué)計算機通識課程教學(xué)如何適應(yīng)各專業(yè)對計算機技術(shù)的緊迫需求，是當(dāng)前計算機通識教育中值得深入研究和思考的問題。計算機通識教育課程是公共基礎(chǔ)課，受眾面大，影響廣泛，承擔(dān)著所有非計算機專業(yè)本科生的計算機能力培養(yǎng)任務(wù)，其教學(xué)效果不僅直接影響到學(xué)生的計算機能力，在一定程度上也影響到本科教學(xué)質(zhì)量。因此，當(dāng)前大學(xué)計算機通識課程改革已經(jīng)勢在必行。結(jié)合應(yīng)用型大學(xué)人才培養(yǎng)特點，以社會需求為標(biāo)準(zhǔn)，堅持育人為本，融合課程思政元素，培養(yǎng)非計算機專業(yè)學(xué)生的計算機操作、信息處理能力和利用計算機技術(shù)解決復(fù)雜專業(yè)問題的計算思維能力是當(dāng)前計算機通識教育的主要任務(wù)。

1 相關(guān)研究

在大學(xué)計算機通識課程教學(xué)模式改革方面，牛國鋒等［1］提出“1+X+Y”的計算機基礎(chǔ)課程體系構(gòu)建模式、分類教學(xué)創(chuàng)新模式和“N+1”課程考核模式，有效彌合了“零起點”與“非零起點”學(xué)生在計算機基礎(chǔ)知識和技能的差異，對大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革具有很好參考價值；趙宏等［2］提出以能力目標(biāo)為導(dǎo)向的整體化計算機通識課程育人的3A5S新模式；王志敏等［3］提出在大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程中進(jìn)行模塊化教學(xué)，按內(nèi)容之間的聯(lián)系切塊教學(xué)內(nèi)容，按技術(shù)特長對計算機基礎(chǔ)授課教師團(tuán)隊進(jìn)行切塊，保證將最優(yōu)質(zhì)的教師部署到其最擅長的課程模塊教學(xué)中；范盱陽等［4］以項目驅(qū)動構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)，以競賽檢驗教學(xué)效果和學(xué)生能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和運用計算機知識的熱情；呂海燕等［5］提出課堂支撐—主題驅(qū)動—競賽進(jìn)階式課程教學(xué)改革模式，以課堂教學(xué)為支撐、主題活動為驅(qū)動、學(xué)科競賽為進(jìn)階，實現(xiàn)計算思維培養(yǎng)生根發(fā)芽—茁壯成長—開花結(jié)果的課程教學(xué)設(shè)計，為大學(xué)計算機基礎(chǔ)教育中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了一種新思路；郝興偉等［6］提出面向?qū)W科交叉融合的計算機通識教育“1+N”課程體系設(shè)計方案；何欽銘等［7］提出大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)要圍繞通識型課程、技術(shù)型課程以及交叉型課程組成有機關(guān)聯(lián)的、具有層次的“寬、專、融”的課程體系，形成對4年專業(yè)培養(yǎng)的持續(xù)支撐；季波等［8］通過對美國五所一流大學(xué)新一輪通識教育改革案例的分析，提出以學(xué)生發(fā)展為基礎(chǔ)，構(gòu)建塑造核心價值觀的通識教育價值理念體系；以學(xué)生學(xué)習(xí)為導(dǎo)向，構(gòu)建激勵學(xué)習(xí)的通識教育課程體系；以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)，構(gòu)建科學(xué)評估、協(xié)同優(yōu)化的通識教育管理體系。

立德樹人是新時代教育的根本任務(wù)。在計算機通識教育教學(xué)過程中融入課程思政元素，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索創(chuàng)新精神、自主學(xué)習(xí)能力、實踐操作能力以及團(tuán)隊協(xié)作精神都具有非常重要的意義。當(dāng)前國內(nèi)一些學(xué)者對融合課程思政的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)展開了研究，例如：施江勇等［9］提出將思想政治教育理念潛移默化、潤物無聲地滲透到大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)中，通過典型人物事跡、學(xué)校科研成果、時事政策、經(jīng)典案例講解等實現(xiàn)德育與智育的有機融合；李培等［10］針對大學(xué)計算機課程教學(xué)實際，提出集慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、課程競賽為一體的立體思政體系；沈軍彩等［11］提出三位一體的計算機基礎(chǔ)課程思政構(gòu)建思路，總結(jié)出一套圍繞學(xué)生培養(yǎng)的提升教師職業(yè)道德、課程思政能力的課程教學(xué)方法。以上研究對計算機公共課開展課程思政提供了良好借鑒。

計算思維是信息化時代人們認(rèn)識問題和解決問題的重要工具之一，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力是高校教育的重點。2006年，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授指出計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動［12］。2007年，美國國家科學(xué)基金會啟動“大學(xué)計算教育振興的途徑”計劃，通過計算思維從根本上改變本科計算教育的內(nèi)容［12］。2008年，中國計算教育研究會召開了“計算思維與計算機導(dǎo)論”專題學(xué)術(shù)研討會，主要探討在國內(nèi)高校開展計算思維能力培養(yǎng)的研究。計算機基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計算思維能力的培養(yǎng)，在2010年首屆“九校聯(lián)盟（C9）計算機基礎(chǔ)課程研討會”上，985首批9所高校提出計算基礎(chǔ)課程應(yīng)以計算思維為核心，將計算思維引入到大學(xué)通識教育中，為計算機基礎(chǔ)教學(xué)的發(fā)展指明了方向［13］。教育部高等學(xué)校大學(xué)計算機課程教學(xué)指導(dǎo)委員會（2013－2017）確立了推進(jìn)課程教學(xué)改革的總體目標(biāo)，明確以計算思維為導(dǎo)向的改革方向、探索多元化的教學(xué)方案、推動以在線開放課程為代表的教學(xué)模式改革、完善課程教學(xué)成效評測方式，建設(shè)適應(yīng)時代要求的新的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)體系［14］。近年來，一些學(xué)者和高校教師針對計算思維的能力培養(yǎng)進(jìn)行了探索與研究。例如，郭瑾等［15］提出計算思維導(dǎo)向的“在線課程—課堂教學(xué)—創(chuàng)新實踐”三位一體混合教學(xué)模式；姜洋等［16］提出基于計算思維層次化認(rèn)知的大學(xué)計算機課程改革方案，設(shè)計了針對不同層次計算思維認(rèn)知水平的混合式教學(xué)方法，提出了反映不同層次計算思維認(rèn)知能力的評價機制；林旺［17］認(rèn)為計算無處不在、無人不計算，提出以計算思維為核心的課程改革方案，在課程定位、課程設(shè)置、教學(xué)方法等方面做了具體闡述；蹇柯等［18］提出構(gòu)建面向計算思維的“寬、專、融”課程體系。

以上研究成果有許多可借鑒之處，但鑒于應(yīng)用型大學(xué)自身的特點以及人才培養(yǎng)需求，并不能完全適用。本文結(jié)合應(yīng)用型高校實際情況，分析當(dāng)前計算機通識課程面臨的新形勢，提出基于計算思維的大學(xué)計算機通識課程教學(xué)改革新思路，以期提高應(yīng)用型高校計算機通識課程的教學(xué)質(zhì)量和育人效果。

2 計算機通識課程教學(xué)改革策略

2.1 堅持德育引領(lǐng)，融入思政元素，承擔(dān)大學(xué)生價值引領(lǐng)、精神塑造任務(wù)

立德樹人是教育的核心理念。教育部《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中明確要求要將德育融入所有課程的日常教學(xué)活動中。計算機通識教育課程是全校公共基礎(chǔ)課，受眾學(xué)生數(shù)多，在計算機通識課程教學(xué)過程中潛移默化地滲透愛國主義教育對于提高學(xué)生道德修養(yǎng)、培養(yǎng)其價值選擇具有重要現(xiàn)實意義。建議從以下幾方面開展思政教育：

（1）加強學(xué)生愛國主義教育和服務(wù)意識，培養(yǎng)學(xué)生明辨是非的能力。對學(xué)生進(jìn)行國情教育和中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，在“七一”“八一”“十一”等重大節(jié)日，“七七”“九·一八”“一二·九”等重要紀(jì)念日對學(xué)生開展愛國主義教育，激發(fā)學(xué)生民族自尊心、自信心和自豪感，引導(dǎo)學(xué)生銘記歷史，不忘民族恥辱，牢記“落后挨打”的教訓(xùn)，增強學(xué)生民族認(rèn)同感，提高學(xué)生服務(wù)祖國和人民的意識。

（2）倡導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)文明修養(yǎng)，引導(dǎo)其文明上網(wǎng)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)道德教育和網(wǎng)絡(luò)安全教育。在知識產(chǎn)權(quán)、個人隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面進(jìn)行引導(dǎo)教育，幫助其抵制網(wǎng)絡(luò)違法、網(wǎng)絡(luò)謠言、邪教組織散布等不良信息的侵襲。

（3）培養(yǎng)學(xué)生友善品質(zhì)，潛移默化引導(dǎo)其正確處理合作與競爭的關(guān)系，使其理解誠信、友善的品質(zhì)對事業(yè)發(fā)展的重要性。

（4）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機交叉學(xué)科科學(xué)的好奇心和想象力，引導(dǎo)其主動學(xué)習(xí)、敢于挑戰(zhàn)自我，使其在挑戰(zhàn)性任務(wù)中獲得成就感與幸福感。

2.2 開發(fā)學(xué)生計算思維，實現(xiàn)從“擁有知識”到“具備能力”的轉(zhuǎn)變

應(yīng)用型大學(xué)計算機通識課程的教學(xué)目標(biāo)不僅是擴(kuò)展學(xué)生的計算機知識面，熟悉office辦公自動化操作，培養(yǎng)信息素養(yǎng)，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生采用計算機技術(shù)解決復(fù)雜專業(yè)問題的計算思維能力。如何開發(fā)和培養(yǎng)高校非計算機專業(yè)學(xué)生的計算思維方式，提高其應(yīng)用計算機知識分析和解決問題的計算思維能力，實現(xiàn)學(xué)生從“擁有知識”到“具備能力”的轉(zhuǎn)變，是當(dāng)前大學(xué)計算機通識課程中一項迫切需要深入研究和探索的工作，也是常熟理工學(xué)院計算機通識教育課改革的一個重要部分。相關(guān)工作主要從以下幾個方面展開：

（1）教材建設(shè)。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計算思維首要解決的是教什么、如何教的問題，教材建設(shè)至關(guān)重要。當(dāng)前市面上已有一些融合計算思維的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教材，但大多適合“985”“211”高校?！?85”“211”高校培養(yǎng)的是研究型人才，主要培養(yǎng)解決科學(xué)問題的計算思維能力，而應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)的是落地應(yīng)用型人才，培養(yǎng)的是解決應(yīng)用問題的計算思維能力。因此，建議一線教師結(jié)合自身教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)經(jīng)驗，編寫適用于應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的面向計算思維能力培養(yǎng)的計算機通識課程教材。

（2）程序設(shè)計。在教學(xué)中要強調(diào)使用編程解決特定問題的方式，即程序思維方法，而不是語言本身。教學(xué)實施中要注重實踐，使學(xué)生通過實踐切實感受和領(lǐng)悟計算機問題求解的基本方法和思維模式。結(jié)合不同專業(yè)需求選擇目前比較主流的編程語言作為實驗環(huán)境，如C語言、Python語言。此外，針對不同專業(yè)學(xué)生的興趣和需求，建議將基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新思維培養(yǎng)作為選修內(nèi)容。

2.3 分層次教學(xué)，彌合計算機基礎(chǔ)差異，促進(jìn)有潛力學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在信息化時代，不論是日常辦公操作，還是工業(yè)、技術(shù)操作都需要具備一定的計算機實踐動手能力。針對學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊的問題，以能力本位教育理念為指導(dǎo)，考慮不同專業(yè)對計算機知識的不同要求，提出分類、分層、分級教學(xué)方案，實施 X+1+Y 的課程分層體系，其中X為以計算機操作為主的基礎(chǔ)課，主要包括文檔處理、音頻處理、圖像處理、動畫制作等；1指以計算思維及程序語言為主的必修課；Y指以算法競賽或項目實訓(xùn)為主的選修課，是結(jié)合不同專業(yè)對計算機應(yīng)用需求，基于不同學(xué)生的潛力和興趣開設(shè)的算法競賽和專業(yè)相關(guān)的項目實訓(xùn)課。

大一新生的計算機知識和操作技能水平存在較大差異，將計算機操作納入選修內(nèi)容，通過考試方式考察學(xué)生實際水平。該課程主要針對大一零起點和基礎(chǔ)差的學(xué)生開設(shè)，考試合格的學(xué)生可免修。此外，考慮到不同學(xué)生的興趣和潛力，開設(shè)與專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用選修課程，促進(jìn)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生潛能，提高其創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜專業(yè)問題的能力。

2.4 融入創(chuàng)新意識，引入競賽和項目驅(qū)動機制，培養(yǎng)創(chuàng)新拔尖的復(fù)合型人才

計算機技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷數(shù)次重大變革，是技術(shù)發(fā)明創(chuàng)新的漫長過程，沒有創(chuàng)新就不可能有發(fā)展。在大學(xué)計算機通識教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力對教師是挑戰(zhàn)也是使命。發(fā)揮自主學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生的主體性，在其掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上給予輔助、引導(dǎo)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，形成知識到能力的轉(zhuǎn)變，主要從以下兩個方面出發(fā)：①引入競賽機制驅(qū)動教學(xué)法，開設(shè)競賽算法選修內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生算法興趣和創(chuàng)新能力；②引入項目實訓(xùn)驅(qū)動式教學(xué)法，設(shè)置綜合項目實訓(xùn)選修內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生項目實戰(zhàn)能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.5 集中優(yōu)質(zhì)師資進(jìn)行模塊化教學(xué)，充分發(fā)揮教師專長

當(dāng)前大多應(yīng)用型高校計算機通識課程教學(xué)主要是office辦公操作，部分理工科專業(yè)開設(shè)編程語言。由于長期從事計算機基礎(chǔ)教學(xué)工作，一些計算機公共課教師不能從整體上把握以計算思維為核心課程的知識脈絡(luò)，承擔(dān)以計算思維為核心的計算機通識課程教學(xué)任務(wù)還有一定壓力，需要一定時間轉(zhuǎn)變。因此，當(dāng)前大部分應(yīng)用型高校開設(shè)計算思維為核心的計算機通識課程面臨著一定師資困境。傳統(tǒng)計算機通識課程教學(xué)中任課教師是一個人負(fù)責(zé)所有內(nèi)容的講授，教師需要具備完整的理論知識體系，熟練掌握所有軟件的使用方法。針對一些應(yīng)用型大學(xué)計算機公共課教師師資問題，借鑒前人思路，建議采用模塊化教學(xué)，將計算機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容按內(nèi)容之間的聯(lián)系劃分成若干個模塊，每個教學(xué)模塊既相互獨立又有一定關(guān)聯(lián)，基于教師團(tuán)隊中教師的興趣和技術(shù)特長為每個教學(xué)模塊確定相對固定的教師，保證最優(yōu)質(zhì)的教師部署到其最擅長的課程模塊教學(xué)之中。每個教師專注于自己負(fù)責(zé)的模塊，將會促進(jìn)其授課質(zhì)量和技術(shù)的精進(jìn)，降低教師的時間成本，也有利于知識的交叉和教學(xué)內(nèi)容的有機融合，保證課程開設(shè)的高水平。此外，建議開設(shè)大學(xué)計算機通識課程的網(wǎng)絡(luò)在線課堂，進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)。

3 結(jié)語

本文針對應(yīng)用型高校特點，結(jié)合各專業(yè)領(lǐng)域復(fù)合型人才對計算機知識和能力的需求，從教育對象差異性、技術(shù)體系融合性、教學(xué)內(nèi)容實用型3方面探索應(yīng)用型高校的計算機通識能力課程建設(shè)，探討融合思政元素、因材施教、分層次教學(xué)、模塊化教學(xué)、線上線下混合式課堂等教學(xué)策略，以培養(yǎng)學(xué)生利用計算機技術(shù)解決專業(yè)和實際問題的能力，推進(jìn)計算機通識課程的教學(xué)質(zhì)量和育人效果。然而，高校計算機通識課程不同于專業(yè)課程，其教學(xué)學(xué)時有限。如何解決在較短學(xué)時內(nèi)保質(zhì)保量地完成知識體系龐大、技術(shù)難度復(fù)雜的以計算思維為核心的通識課程教學(xué)，對于應(yīng)用型高校十分有挑戰(zhàn)，這也是下一步需要重點關(guān)注的工作。