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大学计算机基础教学新模式研究


大学计算机基础教学新模式研究 摘要: 针对非计算机专业计算机基础教学改革深化遇到的新问题,分析教学 计划、教学内容、教学资源应用与能力培养的关系,提出整合教学改革成果和构 建“重文化-强能力-求创新”的计算机基础教学新模式。新模式充分考虑到专业差 异、个体差异以及学校的培养目标,以思维能力培养为核心、以教学资源建设为 支撑,满足非计算机专业对计算机能力的需求。 关键词:计算思维;教学模式;计算机课程改革;计算思维课程体系 0.引言 近年来, 众多专家学者关注计算思维,研究如何把它引入到大学计算机基础 教育课程中,认为计算思维是近十年来计算科学和计算机学科中最具有基础性、 长期性的重要学术思想。 同时, 国家提出了深化高等教育改革应该走以提高质量 为核心的发展道路。为此,我们将计算思维融入计算机基础教学,努力构建 “素 质培养-思维训练-拓展创新”课程体系,形成教学整体解决方案,新的计算机基 础教学计划已在北京交通大学全面实施。 1.“1+X”的计算机基础教学课程体系 1997 年高教司 155 号文件《加强非计算机专业的计算机基础教学的几点意 见》 明确提出高校要将计算机课程纳入学校基础课程范畴,确立了计算机基础教 学的必修课和入门课地位。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会 2006 年发布了计算机基础教学白皮书——《关于进一步加强高等学校计算机基 础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》 ,据此构建“大学计算机基础”课 程和 6 门典型核心课程的“1+X”的设置方案。“1+X”课程体系强调课程知识体系 的完整性,内容涉及知识面广,理论内容较深,但由于实践体系不完善,因此难 以达到教学目标。 在教学实践中我们发现该体系课程内容设置忽视了非计算机专 业对计算机知识的需求, 没有充分体现计算机公共基础课程的特征,同时缺少完 善的教学实践系统。 经过多年的教学改革,我们积累了从线上虚拟实践系统到机 房和硬件实验室的线下实验环境,我们整合这些资源,提出了 “重文化-强能力求创新”的计算机基础教学新模式(以下简称“新模式”) ,如图 1 所示。 实践育人是目前我国大学教育面临的新问题。 尽管多年来大学教育一直强调 教学实践,但是如何完善实验环境,使实践教学与课堂教学有机融合,是我们面 临的问题。新模式注重实践教学体系,从计算机技术的产生、发展以及发展过程 中里程碑式的人和事, 使学生对计算机技术影响人类文明发展有了全面系统的了 解;突出计算机技术在相关专业和交叉学科中解决问题的思维方式与科学方法, 进而激发学生的思维与创造力; 拓展学生的自我学习空间,构造多层次创新人才 成长环境,使学生充分感受到计算机科学与技术的渗透力,面对未来敢于挑战。 基于新模式构建的课程体系突出公共基础课程的特点, 从单纯的技能培养上 升到强调通识知识、 文化的学习和对学生计算机思维能力的培养。围绕新模式我 们开展了一系列教学实践,构建以资源整合为基础的实践训练平台。 2.以计算思维为导向的计算机基础教学课程新体系 计算机基础教学课程新体系以学分制为基础实施目标管理, 设定总体学分要 求,学生可据此自主构筑知识结构。新的课程体系内容包括如下 3 层: (1)素质培养层。通过大学计算机基础培养大学生所必须具备的计算机文 化基本素质,在计算机基础知识与综合能力方面打基础,为后继课程作准备。 (2)思维训练层。以培养学生计算思维的基本方法和运用计算机的基本能 力为目标。 计算机程序设计作为大学计算机基础课程后的一门重头课,教学内容 针对不同专业领域,覆盖面向对象的 C++

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