計算機基礎課程主動學習改革策略

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摘要：針對軍隊院校計算機基礎課程的地位和存在的問題，為了滿足計算思維培養(yǎng)及訓練的課程教學目標的要求，按照主動學習進行教學過程設計，借助MOOC開展《大學計算機基礎》課程翻轉課堂實踐，以問題驅(qū)動入手，依據(jù)BOPPPS模型設計《計算機程序設計》課程教學過程，并從考核方式上進行多元化改革，調(diào)動和激發(fā)學員自主學習的內(nèi)在動力。實踐證明，一系列主動學習的改革措施在計算機基礎課教學中取得了良好的效果。

關鍵字：主動學習；MOOC；BOPPPS；多元化考核

計算機基礎課程在軍隊院校理工類各專業(yè)的基礎課程中占據(jù)重要地位，隨著當前信息化技術發(fā)展和學員信息化素養(yǎng)的要求提高，計算機基礎課程教學目標由常用計算機工具使用轉變?yōu)橛嬎闼季S培養(yǎng)及訓練，對學員的計算機應用能力培養(yǎng)有了更高要求。但是教學實施仍面臨一系列問題：（1）學員入學時的存在明顯差異。不同地區(qū)生源在高中時接受的信息技術課程差距很大，因而新生入學時具備的計算機技能和素養(yǎng)差距明顯。（2）課堂教學和實踐時間有限。教學目標變化，學時減少，課程內(nèi)容增多，計算機學科知識寬度和深度較以前有所增加。（3）技能和思維培養(yǎng)如何兼顧。教學目標由計算機工具使用轉變?yōu)橛嬎闼季S培養(yǎng)及訓練，如何在教學過程中更好達到要求，提高教學效率是課堂教學面臨的主要問題。教學過程中體現(xiàn)因材施教，提高教學效果，照顧個體差異，注重能力培養(yǎng)，成為計算機基礎課改革主要目標。課程組將新的教育理念與方法應用到課程教學中，針對教學目標和設計，為了提高教學效果，引入主動學習，形成一套較成熟的做法。主動學習是指采取多種教學模式，通過增強學習者的參與度和責任感來提高學習效果的教學方法。主動學習中學員不是被動地“聽”，要“做”，在“做”中思考，學員要參與活動(做)：閱讀、討論、寫、活動/游戲等，主動學習強調(diào)發(fā)展技能大于傳遞知識，重視學員的態(tài)度、價值觀、學習動機，學員得到教師的及時反饋，注重發(fā)展分析、綜合、評價等高層次思維能力[1]。愛德加•戴爾對各種學習方式下，2周后學員的學習內(nèi)容平均存留率進行統(tǒng)計，如圖1所示：“聽講”是最熟悉最常用的方式，學習效果卻是最低的，兩周以后學習的內(nèi)容只能留下5％，“小組討論”可以記住50％的內(nèi)容，“教別人”或者“馬上應用”可以記住90％的學習內(nèi)容，因此個人學習或被動學習等幾種傳統(tǒng)方式的學習效果，明顯低于平均存留率50％以上的團隊學習、主動學習和參與式學習。

一利用MOOC翻轉課堂，實施《大學計算機基礎》主動學習

翻轉課堂是授課教員預先將課程材料布置給學員當作業(yè)，用上課時間進行討論學習，體現(xiàn)主動學習。課堂以教師為中心轉變?yōu)橐詫W員為中心，教師的角色作用也發(fā)生變化，上課討論，知識講解以外的其他環(huán)節(jié)如何實施？MOOC即大型開放式網(wǎng)絡課程（massiveopenonlinecourses），提供了一種新型在線教育模式，MOOC的非正式學習、混合學習等特征，提供了課前自學開展主動學習的環(huán)境和條件[2][3]。利用MOOC，課程組實施《大學計算機基礎》課程翻轉課堂實踐。

（一）《大學計算機基礎》教學翻轉課堂改革嘗試

第一次《大學計算機基礎》翻轉課堂教學實施，教學班授課模式調(diào)整為三個環(huán)節(jié)：課前根據(jù)教員給定的要求自學預習，課堂實施翻轉課堂，課后交流作業(yè)。課前、課后學員登錄大學計算機基礎SPOC完成，課上主要按照知識總結、討論答辯、練習討論和評價4個環(huán)節(jié)進行：（1）知識總結。學員總結講解本節(jié)課內(nèi)容為主，教師補充為輔；（2）討論答辯。學員提出問題為主，教師補充問題為輔進行討論，90分鐘的教學內(nèi)容可以提煉出10~15個知識點，討論時間大約占總課時的40%左右;（3）習題討論。討論課前練習題的解題思路、解題方法和答案，課堂上新給出的3~4道題難度較高的或有實際工程應用背景的練習，進行鞏固和加強訓練;（4）每個環(huán)節(jié)可設置為教師可對學員或?qū)W員對學員進行評價打分。課堂四個環(huán)節(jié)時間分配約為30%、40%、20%及10%。第二次嘗試在第一次嘗試的基礎上進行改進：（1）采用更靈活的MOOC學習模式，使視頻學習與課堂教學的有機結合：部分內(nèi)容課前看視頻自修，課內(nèi)講授重點難點；部分內(nèi)容課內(nèi)先講解，課后看視頻加強；有的內(nèi)容只安排課外看視頻，課內(nèi)不再講解；（2）利用答題器，擴大參與寬度和深度。教員提出問題，學員思考問題后由答題器給出答案，教員根據(jù)答案情況進行下一步講解或討論；（3）精心設計駐點問題、研討題目。好的駐點問題有助于發(fā)現(xiàn)學員對知識的理解程度、角度以及聽課的集中程度；設置研討案例，加強學員對知識的應用、綜合分析，例如某型導彈發(fā)射失敗的原因進行分析討論，學員較好地理解了二進制表示與數(shù)值精度之間的關系，進而在此基礎上引導學員對提出改進方法。進而在此基礎上引導學員對提出改進方法。

（二）教學效果分析

課程結束后，組織試驗班和普通班學員于同一時間參加課程考試?？荚嚥捎脵C試，試題從試題庫中隨機抽取，包括主觀可客觀題，力求做到從基礎知識掌握程度、綜合運用能力等多角度、全方位地考察學員的知識掌握情況和知識應用能力。愛德加•戴爾金字塔一利用MOOC翻轉課堂，實施《大學計算機基礎》主動學習翻轉課堂是授課教員預先將課程材料布置給學員當作業(yè)，用上課時間進行討論學習，體現(xiàn)主動學習。

課堂以教師為中心轉變?yōu)橐詫W員為中心，教師的角色作用也發(fā)生變化，上課討論，知識講解以外的其他環(huán)節(jié)如何實施？MOOC即大型開放式網(wǎng)絡課程（massiveopenonlinecourses），提供了一種新型在線教育模式，MOOC的非正式學習、混合學習等特征，提供了課前自學開展主動學習的環(huán)境和條件[2][3]。利用MOOC，課程組實施《大學計算機基礎》課程翻轉課堂實踐。

（一）《大學計算機基礎》教學翻轉課堂改革嘗試

第一次《大學計算機基礎》翻轉課堂教學實施，教學班授課模式調(diào)整為三個環(huán)節(jié)：課前根據(jù)教員給定的要求自學預習，課堂實施翻轉課堂，課后交流作業(yè)。課前、課后學員登錄大學計算機基礎SPOC完成，課上主要按照知識總結、討論答辯、練習討論和評價4個環(huán)節(jié)進行：（1）知識總結。學員總結講解本節(jié)課內(nèi)容為主，教師補充為輔；（2）討論答辯。學員提出問題為主，教師補充問題為輔進行討論，90分鐘的教學內(nèi)容可以提煉出10~15個知識點，討論時間大約占總課時的40%左右;（3）習題討論。討論課前練習題的解題思路、解題方法和答案，課堂上新給出的3~4道題難度較高的或有實際工程應用背景的練習，進行鞏固和加強訓練;（4）每個環(huán)節(jié)可設置為教師可對學員或?qū)W員對學員進行評價打分。課堂四個環(huán)節(jié)時間分配約為30%、40%、20%及10%。第二次嘗試在第一次嘗試的基礎上進行改進：（1）采用更靈活的MOOC學習模式，使視頻學習與課堂教學的有機結合：部分內(nèi)容課前看視頻自修，課內(nèi)講授重點難點；部分內(nèi)容課內(nèi)先講解，課后看視頻加強；有的內(nèi)容只安排課外看視頻，課內(nèi)不再講解；（2）利用答題器，擴大參與寬度和深度。教員提出問題，學員思考問題后由答題器給出答案，教員根據(jù)答案情況進行下一步講解或討論；（3）精心設計駐點問題、研討題目。好的駐點問題有助于發(fā)現(xiàn)學員對知識的理解程度、角度以及聽課的集中程度；設置研討案例，加強學員對知識的應用、綜合分析，例如某型導彈發(fā)射失敗的原因進行分析討論，學員較好地理解了二進制表示與數(shù)值精度之間的關系，進而在此基礎上引導學員對提出改進方法。

（二）教學效果分析

課程結束后，組織試驗班和普通班學員于同一時間參加課程考試?？荚嚥捎脵C試，試題從試題庫中隨機抽取，包括主觀可客觀題，力求做到從基礎知識掌握程度、綜合運用能力等多角度、全方位地考察學員的知識掌握情況和知識應用能力?？荚嚱Y束后，教研室對兩個班學員的成績進行了統(tǒng)計，如表1。通過成績對比發(fā)現(xiàn)，試驗班學員的成績明顯高于普通班。除了同卷成績，實驗班鼓勵參與，激發(fā)了學習熱情，學員提高了表達、思辨能力，學員與教員有更多、更深入的交流，并表現(xiàn)出對計算機學科的持續(xù)關注。

（三）教改引入MOOC的教學反思

利用MOOC開展教改試點具有重要的實際意義，提高課堂資源的利用率，有利于開展主動學習，同時教師和學員了解和適應了MOOC這個新生事物。對教學帶來的影響主要包括以下幾點:（1）課堂形式變化。傳播知識被網(wǎng)絡全部或部分代替，韓愈的《師說》曰：“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，網(wǎng)絡時代，傳道由在線教學資源全部或部分代替，教師應更關注“授業(yè)、解惑”的工作。（2）教師角色變化。從以教師為中心真正轉變?yōu)橐詫W員為中心，教學實施關注課堂的過程設計，體現(xiàn)學為主體，教為主導的理念。在這種教學模式中教員負責學習組織、課堂講授、助教、過程設計師等多個角色，教員的付出更多，開展MOOC學習對教員的能力素質(zhì)提出更高要求。（3）MOOC不能替代傳統(tǒng)課堂。傳統(tǒng)課堂上我們有很多與學員交互的方式：隨動的PPT、激光筆或教鞭、教師的眼神、手勢、與學員近距離對話，尤其對于新生這些是非常重要的，而MOOC是不具備的。（4）利用MOOC有利于主動學習。按照布魯姆的教育目標分類，將認知領域的教育目標由低到高分成6個階段：記憶→理解→應用→分析→綜合→評價，傳統(tǒng)教授達到對認知的記憶和理解，主動學習則可以達到綜合這一階段目標，因而利用MOOC有利于開展翻轉課堂進行主動學習。

二基于BOPPPS教學模型，開展《計算機程序設計》主動學習

BOPPPS教學模型將課程教學過程分為六個階段，依次為B—Bridge-in（引入）、O—LearningObjective（學習目標）、P—Pre-Test（課前摸底）、P—ParticipatoryLearning（參與式學習）、P—Post-Assessment（課內(nèi)評估）、S—Summary（總結）。BOPPPS模型遵循“教學目標→教學行為→學習活動→教學評估→教學目標”的教學循環(huán)過程，使教師能夠有效地組織課程教學，獲取反饋信息[4]；從培養(yǎng)計算思維的角度來看，該模型還可以幫助學員思考如何分析問題、如何探尋學習難點、如何反思學習的盲點等問題，是實施主動教學較好的工具?！队嬎銠C程序設計》課程從問題驅(qū)動入手，依據(jù)BOPPPS模型設計教學過程，確立研究問題、解析問題、討論交流解決問題和總結評價等課堂實施環(huán)節(jié)。例如以循環(huán)嵌套教學內(nèi)容為例，首先通過衛(wèi)星發(fā)射倒計時視頻，引出“秒針分針”倒計時的任務，明確學習目標為學習循環(huán)嵌套的實現(xiàn)形式，掌握循環(huán)嵌套的程序設計要點，并利用循環(huán)嵌套實現(xiàn)窮舉等問題；接下來在單重循環(huán)基礎上，通過類比分針秒針運動規(guī)律來講授循環(huán)嵌套是什么，通過發(fā)射倒計時和輸出特定圖形等任務案例講解循環(huán)嵌套程序設計要點，解決怎么做的問題；參與式學習環(huán)節(jié)由學員分組實現(xiàn)“百錢買百雞”問題完成，引導學員總結循環(huán)嵌套來實現(xiàn)窮舉類問題以及改進的方法；例如通過3~4題由易到難的選擇測驗進行教學反饋，檢驗學員學習掌握情況，最后由學員或教員對本次課內(nèi)容進行總結。實踐證明從問題任務出發(fā)設計課堂教學環(huán)節(jié)，較好地揭示了知識點及知識點的運用過程，有利于學員理解計算機進行信息處理的思路和過程，了解計算機求解問題的思路，掌握問題求解的方法，激發(fā)了學員運用理論知識解決實際應用問題的興趣，提升了學習計算機程序語言的信心。

三實施多元化考核，促進主動學習

計算機基礎課采用過程考核和終結性考核相結合的多元化考核模式，過程考核為平時成績，占總成績30~40%，包括課堂發(fā)言、筆記、作業(yè)、章節(jié)總結、階段性測試，建議任課教員至少選擇3中以上組成平時考核成績，例如采用課堂發(fā)言、作業(yè)、階段性測試組成形成性成績，分別占形成性成績的30%、30%、40%。終結性成績?yōu)檎n程結束后進行的綜合考試，占總成績60~70%，采用閉卷客觀題與主觀題，以機試形式完成?？陀^題考核基本理論知識掌握情況，主觀題考核學員課程學習后應具備的邏輯思維能力，對較復雜事物或系統(tǒng)進行分析與綜合、歸納與演繹、比較與分類、抽象與假設等的科學實踐能力。試題庫建設以課程標準為依據(jù)，題型一般包括單選題、填空題、判斷題，各題型題量與課程教學學時相當。實踐證明推行全過程、重基礎、練能力的多元化考核模式，樹立了以“能力考核”為中心的理念，加大平時成績的定量考評力度和學員參與考評的程度，倒逼學員重視過程學習，充分調(diào)動和激發(fā)學員自主學習內(nèi)在動力，有效促進了課堂主動教學的實施。

四總結

軍隊院校計算機基礎課教育應順應互聯(lián)網(wǎng)時代高等教育發(fā)展潮流，積極研究教育教學對象，合理利用優(yōu)質(zhì)的教學資源，探索運用有效的教學模型進行教學過程設計，開展主動學習、參與式教學，使學員主逐漸內(nèi)化計算思維，滲透學科思想方法的培養(yǎng)，達到提高教學效果，能力培養(yǎng)的目的。 

參考文獻

[1]徐珂.關于新課改背后西方學習理論的再認識——以布魯姆的掌握學習理論為主[J].大學教育.2014（2）：29-30.

[2]李菲，黃明東.幕課高校的機遇與挑戰(zhàn)[J].中國高等教育.2014（7）：22-26.

[3]楊海，張乃千，劉珍藍，胡罡.基于cMOOC和xMOOC的軍隊院校大學計算機MOOC教學[J].計算機教育，2014（6）：5-8.

[4]陳衛(wèi)衛(wèi)，鮑愛華，李清等.基于BOPPPS模型和問題驅(qū)動教學法培養(yǎng)計算思維的教學設計[J].工業(yè)和信息化教育，2014(6)：8-11.

作者：李瑛 劉瑜 單位：海軍航空工程學院基礎部計算機教研室