高校非计算机专业计算机基础课程教学改革研究
摘 要：文章分析了现阶段高校非计算机专业（以下简称“非计专业”）计算机基础教育面临的困境，结合培养目标，提出了基于微课的混合教学模式的非计专业计算机基础教育改革思路。从结合专业需求，建立新的课程体系，更新教学内容；建设微课，丰富课程资源；改革教学模式，提倡混合教学，提高教学实效；构建学习社区；调整考核方式，综合评定学生成绩五个方面进行教学改革，提升教学质量。
关键词：非计算机专业；计算机基础教学；微课；教学模式
一、高校非计专业程序设计课程面临的困境
随着计算机及应用技术的深入普及，高校新生入校时的计算机应用能力及应用水平在不断提高，但很多高校的非计专业计算机基础教育却相对处于停滞状态，逐渐陷入困境。一方面，教师面临学时压缩、内容繁多的困惑，不能在有限的时间内将课程知识讲全、讲透，不能与专业结合，得不到各专业学生的专业认同；部分教师缺乏对教研的投入，教学资源零乱，相互联系较少，很难将不断发展的信息技术很好地在计算机基础课程中进行诠释。另一方面，学生来自不同地区且计算机基础不一样，而且在应试教育环境下，学生主动学习意识不足，学习被动，很多人在无监督情况下学习效率不高，缺乏计算思维能力和研究能力的培养，缺乏创新意识与创新精神，不能很好地利用计算机技术来解决实际问题。加之教学模式以课堂讲授知识为主，忽视了个体差异，学生兴趣日减，教学效果普遍得不到认可。
二、微课与混合教学模式
（一）微课
2008年，美国新墨西哥州圣胡安学院的David Peose提出了微课程（Micro-lecture）的概念[1]。孟加拉裔美国人Salman Khan创立了可汗学院（Khan Academy），将课程内容由易到难分解为约10分钟的教学短片，辅以相关练习和考核。这些微课视频注重内容，免费开放，学习者不仅可以反复观看，还可以按照自己的步调自主学习。2010年，广东省佛山市教育局在国内率先将“微课”作为基础教育资源加以建设。2012年12月底华南师范大学和凤凰卫视于联合推出“凤凰微课”。此后，各级各类教师设计和制作各种微课，并探索微课在教学中的应用。
微课的核心是承载教学内容的微视频，及与教学活动相关的教案、课件、习题、延伸阅读书目清单、点评、反馈、反思等其他辅助性教学材料。微课提供方便有效的网络教学资源，这些资源具有“短、小、精、趣”的特点，从以“学”为本的理念出发，推动了学生自主学习，提升了学生主体地位，还解决了教育需求多样性、资源便捷性等问题。
（二）混合教学模式
混合教学模式是指将翻转课堂模式、一体化教学、案例教学等多种教学模式根据课程需要实施。混合教学模式可有效提高学生自主学习的能力、加强师生间的交流沟通。翻转课堂（flipped classroom）教学模式最初是2007年美国科罗拉多州林地公园高中的Jon Bergmann和Aaron Sams两位化学教师为帮助缺席学生自习补课而设置的，结果广受学生欢迎，于是推广开来。翻转课堂教学模式要求学生在课前观看由教师提供的教学视频，完成教师布置的导学内容，课堂的大部分时间用于学生的作业答疑、小组协作探究及师生间的课堂交流等。翻转课堂教学方法的成功主要归功于两点，一是学生的学习自由度提高，二是知识内化中的障碍由于教师的帮助而极大减少。
一体化教学，就是整理融会理论教学与实践环节，把培养学生的计算机应用能力的理论教学与实践教学作为一个整体考虑，在教中练、练中学，使学生能将所学的理论知识及时消化吸收，是一种立竿见影的教学方法。
案例教学法起源于20世纪20年代，由美国哈佛商学院所倡导，当时是采取一种很独特的案例形式的教学，这些案例都是来自商业管理的真实情境或事件，此种方式有助于培养和发展学生主动参与课堂讨论的兴趣。
三、改革思路研究与实践
为探索非计专业计算机基础教育的新出路，立足高校人才培养面向专业、面向社会应用的需求，基于计算思维，培养应用型、复合型、技能型的具有创新精神与实践能力的高级人才。我们探索从计算机基础课程体系、课程资源建设、教学模式、教学评价等方面进行改革并逐步实施。具体是建立新的课程体系，建设以微课为基础的课程资源，线上辅助学生学习，课堂教学运用混合教学模式，培养学生积极、自主地探索学习。调整考核方式，综合性地评价学习过程，在知识传授和技能训练的基础上，更加重视培养学生的信息素养和解决问题的能力，达到提升学生学习能力、动手能力的目的。
（一）结合专业需求，建立新的课程体系，更新教学内容
随着信息产业发展的日新月异，大量的新概念、新技术层出不穷。如果课程体系、教学内容跟不上时代的发展，就会导致学生对该类课的兴趣下降。非计专业的计算机基础教学既要学生掌握计算机的基本技能，又要为学生今后的专业课程学习提供基础。为此，我们深入调查研究湖南大学（以下简称“我校”）各专业学生的知识构成，建立了新的課程体系，同时依此规划课程内容和教材内容，将我校非计专业计算机基础课程在课程体系上分为3个递进层次，首先是大一的计算机基础课程，其次是开设多门计算机类通识选修课，最后是在大一学年结束的小学期开设实训课程，如表1所示。
开设计算机基础课程是为学生后续学习打基础，在教学内容的编排上，又分为公共模块和应用提高模块。公共模块分为理论与实践两部分。理论部分简要讲解一些基础性、原理性的内容，侧重介绍最新的概念和技术以及前沿趋势，实践部分为Office办公软件的操作实践。公共模块以计算机实践基本能力为主，采用自学的方式，通过考试即可。应用提高模块的内容若与学生后续的专业学习无关，学生体会不到学习它的必要性，学习兴趣不大。我们在深入调查研究各专业学生知识构成的基础上将其分为5个模块，教授不同内容。
工科类专业需要掌握程序设计的基本方法，提高编程能力，因此选用C语言作为教学内容。
理科类专业需要掌握在软件辅助下解决实际工程问题建模、运算的能力。MATLAB软件在矩阵运算的基础上具有强大的数值运算和数据分析能力，因此选用它作为理科类专业的教学内容。
管理类专业应了解数据库的基本原理，学会使用数据库管理软件来建立、维护数据库，并能进行简单的数据库应用系统的开发。这类专业开设MySQL数据库和PHP应用开发，结合实例来全面介绍使用PHP和MySQL开发应用程序的方法和技巧。
经法类专业需要掌握基础的统计学知识及原理，并且要学会使用专业软件进行数据处理及分析统计，从中挖掘出有用的知识。选用SPSS作为教学内容并进行数据录入、整理、分析，并结合实际问题详细介绍多种常用统计分析方法的原理和实现技术。
文史艺术类专业要能熟练使用办公集成软件，并初步了解多媒体方面的理论知识，掌握图形图像处理、动画制作、音频、视频等软件，并结合自身的艺术修养制作出多媒体作品。在这些专业开设多媒体技术及应用课程，简要介绍多媒体系统的基本概念、基本原理，再以案例形式介绍Photoshop、Flash、Audition、Premiere、网页制作等制作工具的使用技巧及多媒体软件的开发流程。
开设多门计算机类通识选修课是为了扩展学生知识面，并针对不同专业的后续需求，开设内容新颖并具有一定广度的特色通识选修课以及跨专业选修课程，如从自然世界到智能时代、大数据时代的数据处理、大学生竞赛作品创新方法与技巧、社交网络及应用技术、Python语言、数据可视化等课程。
开设小学期实训课程是为进一步提升学生计算机应用能力，以两周为一个周期，采用项目教学法。语言类课程对应相应的程序设计训练，经法类对应调查研究及SPSS数据分析，文史艺术类对应的是网站设计与制作。
（二）建设微课，丰富课程资源
我校建设了课程中心等网络教学平台，并为非计专业计算机基础课程搭建课程平台，上传微课资源、管理微课，进行习题发布、答案及解析发布、信息统计等工作。这些微课资源包括微课视频、主教材、实验指导书、案例库、试题库、拓展教学资源、优秀学生作品等，以多途径丰富课程资源内容，打造立体学习环境。学生在这个平台上能开展微课学习，如播放微课视频，查阅导学案、参考资料，进行习题做答，查阅答案及解析，进行测试等。利用微课导学、复习、补漏、扩展知识面、深化兴趣点等功能，对课堂教学进行有益补充，适应学生自主学习。该平台易于使用，资源共享，且可以不断更新、扩充、修改和完善。
（三）改革教学模式，提倡多元化教学，提高教学效率
大学计算机基础课程的知识点繁杂、教学内容多，传统的“满堂灌”式模式难以提升学生学习兴趣。我们在非计专业计算机基础课程推广以“学”为主的微课教学改革，根据教学内容、专业需要、学生个性发展需要开展翻转课堂、一体化教学、案例教学等结合在一起的混合教学。教师在课前明确教学内容，给出自主学习任务单，将简单的记忆、理解、运用放在课下，而综合运用和创新则在课堂上进行。实现学生自主学习，教师帮助学生学习知识、内化知识，而且帮助学生发展独立思考的能力。如在讲授C语言的基本程序语句时，涉及繁杂的C语法规则，不适宜在课堂上面面俱到地讲授，我们就采用翻转课堂教学模式，由教师给出导学案，提供“引导讲授型”微课教学视频及对应练习题，安排学生课前先自学。
在多媒体教室进行“教学做”一体化教学。多媒体交互式教室集计算机、多媒体教学设备为一体，并安装了电子教室软件。授课过程中，通过投影或屏幕广播，学生可清晰地看到教师的操作过程，并能根据教师指导及时进行实际操作。如在编程课給出编程案例，要求学生边思考、边动手编程，完成实际案例的编程。在重难点处，通过设问引导学生思考、讨论，梳理学习内容、内化知识。课堂部分主要还包括对课前自学过程中疑问的解答、编程方法（实验方案）的讨论或编程（实验）结果检查，也有很多时候，采取任务驱动的案例教学模式。教师先讲解知识点，实现示范的案例，通过案例的讲解使学生明白可以使用计算机解决的问题、实施的步骤，然后让学生对类似的任务进行练习。遇到学生的共性问题，教师可以引导学生讨论共同解决问题，也可以单独对学生进行辅导，因材施教。教师使用这些教学手段，充分地把“教学做”融为一体，既加深了学生对理论知识的理解，也强化了其实践动手能力。
教师可以课后布置比课前练习更高难度的练习或基本理论的工程应用练习题，要求学生复习所学并完成练习，巩固所学知识后给出延伸内容，并提供习题讲评型、复习总结型、知识延展型、深入探究型微课；督促学生及时完成任务单上的任务，使自主学习成为习惯，并跟踪学习进度，收集每次课程的反馈信息，填写反馈记录表及点评表，通过反馈掌握每个学生的学习情况，进行个别化指导及点评并定期进行达标测试；对于学生自学能懂的技能型课程（如办公自动化软件操作实践等），采用翻转课堂模式，由学生在网上利用微课学习，将操作中的重难点和规律、同类型软件的拓展比较、软件发展的历史和趋势等知识、学生优秀作品的赏析转为课堂教学。由以前的教授操作技能转变为强调信息素养的培养。改革后的教学模式如下图所示。
（四）构建学习社区，加强学习交流
在混合教学模式中，对于每门课程的学习，教师都要建立课程学习的QQ群，或者微信群，或者课程论坛，利用微信、QQ、论坛等网络社交平台或在网上课程平台构建学习社区，鼓励学生积极提问、回答问题、交流学习心得、交流经验、互帮互助；还可以开辟各种不同的讨论组或专题论坛，发起话题，引导学生思考，比如，为鼓励和辅导学生参加学科竞赛，可以开辟竞赛专题论坛，介绍相关赛事内容，点评作品，讲解原理，传授技巧。
（五）调整考核方式，综合评定学生成绩
计算机基础课程是实践性很强的课程，死记硬背概念和理论并不能提高学生的计算机应用能力。学习效果的评价方式应从面向目标的考核转化为侧重于过程的考核。降低期中、期末考试所占权重，确保期末考试权重不超过50%，增加阶段性、过程性的教学评价，如将平时作业、平时测验和大作业成绩作为考核依据，以教师综合评价为准，具体成绩组成如表2所示。期中、期末考试均为机试、均为考查学生实际动手能力的主观题。
其中，大作业应该以学生自由组合完成项目的形式进行，这种评价方式不仅可以增强学生的学习兴趣，还有助于打开学生的思维空间，培养学生分析问题、解决问题的能力，也可以培养学生团队协作能力。通过对优秀作业的选拔，教师可以进一步引导那些对计算机有特殊爱好的学生参加学科竞赛，对获奖的学生给予适当加分。实践证明，以学科竞赛来促进学生学习，有很好的激励作用。
四、结语
科技不断进步，将信息技术应用于教学是必然的趋势。基于微课的多元教学模式的非计算机专业计算机基础教育教学改革，有助于提升学生计算思维、计算机应用能力，有效提高教学质量，服务于专业需要，有助于培养学生积极、自主、探索性学习。但其中有许多问题值得我们探索与实践，比如，如何进行教学内容设计，将专业性很强的计算机科学知识点变为逻辑上合理、学生易接受的知识单元；如何制作优质微课，突出教学特色、专业特色、学校特色；如何提升教师的信息化教学能力；如何具体化多元化课堂教学模式的设计与实践，提高教学实效；等等。
参考文献：
[1]梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究——基于国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013，19（1）：65-73.
[2]国务院关于印发国家教育事业发展“十三五”规划的通知[Z].国发〔2017〕4号.2017-01-10.