高校计算机基础课程教学内容改革与学习环境构建

摘要：本文围绕新形势下高校计算机基础课程目标，针对当前课程教学存在的问题与困难，提出了一种改革方案，主要包括交互学习环境构建与教学内容改革两个方面，实践证明教学效果良好。

关键词：计算机基础；课程；教学内容；学习环境；交互

中图分类号：G642 文献标识码：B

高校计算机基础教育课程面向90%以上非计算机专业学生，主要目标是让学生掌握计算机基本技能，熟悉计算机的基本概念、原理与方法，培养应用计算机技术解决专业实际问题的意识与能力，为后续课程学习乃至今后工作做好必要的准备。通过课程改革实现教学目标是一项重要的工作。

1问题的提出与改革的思路

高校计算机基础教育至今已有20多年的历史了，围绕上述目标的教学改革与实践一天都没有停止过，这主要是由于计算机基础课程本身的特殊性所决定的。一是计算机科学与技术学科本身在飞速发展，新理论、新方法层出不穷，计算机基础课程的教学内容要适应学科的变化与发展；二是计算机和外语水平已成为用人单位考察大学毕业生业务素质与能力的主要指标，特别是对计算机能力的要求越来越高；三是从2000年开始，教育部颁布高中信息技术课程标准，高校计算机基础教育不再是零起点，需要解决教学内容的衔接与协调问题；第四，计算机技术已经渗透到各专业科研与教学工作中，对学生的计算机应用能力也有了更加明确和具体的要求。

为了适应上述种种变化与发展，计算机基础课程需要不断进行改革与探索，但当前改革也存在一些问题与困难。

第一，计算机基础课程的首要任务是培养学生掌握应用计算机的技能与能力，我们将其称为基本IT技能，因为这是日常学习与工作必不可少的工具与软件，主要包括：Windows操作系统、Office软件(Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等)以及计算机网络应用(IE浏览器、Outlook等)。上述内容在高中信息技术课中已有涉及，但由于各地区的教学情况并不一致，这使得目前大一新生的计算机水平还参差不齐。我们对华南师范大学教育信息技术学院2007级的162名新生进行了调查，75％的学生学习过“信息技术”课，但对计算机基本IT技能操作非常熟练的仅占1.2%，完全不了解计算机的占9.64%。对于基本IT技能中不同内容的掌握程度也存在明显差异，其中对各部分内容完全不会的学生还占有相当比例，如图1所示。

由于学生对基本IT技能的掌握并不处于同一起点，而IT技能训练需要在教师指导下进行上机实践，随着高校连年扩招，教师不堪重负，机房压力也很大，因此，必须从教育技术的应用寻找解决途径。我们的改革思路是：创设一种支持“做中学”的交互学习环境，从技术上解决对学生操作过程及结果的诊断与评价，自动提供反馈指导等学习支持服务。

第二，熟悉计算机的基本概念、原理与方法，培养应用计算机技术解决专业实际问题的意识与能力，是计算机基础课程目标的重要内容。这一目标的实现与课程教学内容改革有关。一项调查表明，进行课程教学内容改革是进一步提高计算机基础教育水平的最重要措施。事实上，如果学生能更多地学习基本概念与原理性知识，就能够在掌握技能的基础，透过现象看本质，对应用计算机和网络过程中出现的现象能从原理上做出解释，做到“知其然并能知其所以然”，这对学生的能力与素质发展很有好处。

就计算机基础课程而言，信息技术既是学习对象，又可成为学习的工具与环境，因此，我们认为，计算机基础课程改革要从两个方面开展，即交互学习环境构建与教学内容改革。

2交互学习环境的构建

对交互式学习环境的构建主要基于以下设计原则：一是IT技能训练与考核应基于真实情境；二是为学生自主学习提供个性化支持。

目前，大多数高校计算机课程采用上机实践方式完成IT技能训练，面对大规模学生，很难保证每位学生都能得到及时有效的指导。技能考核尽管也采用机考方式，但考核系统主要为仿真环境，只能解决某些固定方式的操作，无法应对真实环境下的各种操作。例如，对Word文档的复制操作，可以有不同的方式，如果学生采用快捷菜单以及快捷键操作，仿真环境下则难以判断，因为在仿真环境中，只有执行了正确操作后，界面上才会有反应，这显然不利于培养学生在真实环境进行操作时的动态反应能力。并且，开发高质量的仿真环境通常需要相当大的工作量，不亚于重新开发一套Office系统。实际上，这充分体现了在真实情境下进行训练与考核的重要性与必要性。

构建真实的学习环境是实现基本IT技能训练和考核的第一步。技能训练的最好方式是提供案例和在解决问题的过程中学习，这种类似于“一对一”的个别化教学最有效，但由于教师工作量太大而难以实现，需要从技术上寻找出路，这就是本文所说的交互学习环境，其特征是：为学生提供一些案例演示和真实的IT技能训练问题情境，当学生在真实问题情境进行练习的过程中，系统能够进行即时的诊断反馈，指出错误原因，提出学习建议和提供操作示范等，系统的功能流程如图2所示。

我们依托“IT技能测评自动化理论与技术”项目的研究成果，设计开发了计算机基础课程的学习支持系统iTutor与技能测评系统iTAS。iTutor实现了上述功能流程，能够有效支持“例中学”与“做中学”，创设有利于主动学习的交互环境，支持真实情境下的体验式学习，基于对问题解决过程与结果的跟踪、诊断和评价，提供个性化学习指导和操作示范，实现了“一对一”教学。iTAS将评价活动与教学过程相融合，评价方式从纸笔测验转向真实任务考核，从重视静态的总结性评价向重视形成性评价反馈调节的动态过程转移，基于技能获取过程评价建构学生模型，通过对学生技能操作的评价，判断学生当前的技能状态与水平，从而为下一步学习提供导向。iTAS解决了长期困扰信息技术教育的技能考核问题，被誉为是“我国信息技术教育难点问题研究的突破性进展”。

3教学内容的改革

构建基于真实问题情境的交互学习环境，较好地解决了IT技能训练与考核问题，并且节省了学时，减轻了教师工作量，这使我们有条件在增加基本概念、原理与方法等教学内容，从而更好地达成课程目标。

高校计算机基础教育不能仅仅停留就事论事的介绍软件和工具的简单操作，而应当引导学生掌握一般规律，培养解决实际问题的意识与能力。例如，很多学生都已经具有利用浏览器上网获取信息的能力，但经常碰到网页打不开的情况，学生通常就会有很多的“为什么”，会有一种欲望从原理上去了解或解释这些现象，探索解决问题的方法，实际上这就涉及到对计算机网络原理内容的学习。

基于上述考虑，我们认为教学内容改革主要从以下五个方面进行：一是结合Internet应用，增加计算机网络基本概念与原理的内容，如计算机网络体系结构，TCP/IP协议，物理地址、IP地址和域名地址的概念以及映射关系，WWW原理等；二是结合Windows操作系统应用，增加操作系统的基本概念与原理等，如中断、用户界面、进程以及资源管理等；三是增加计算机组成的内容，使学生对计算机硬件系统有所了解，如计算机组装、硬件性能指标等；四是结合Office软件应用，增加多媒体、数据库技术方面的基础知识；五是增加关于新技术及其应用的专题讲座，不断充实和更新教学内容，如网格计算技术、无线网络技术等。

教学内容改革要取得好的教学效果，就需要教学模式创新提供支持。采用灵活多样的教与学方式，如案例教学、小组学习、基于问题的学习等，保证学生能够有效开展学习与掌握课程内容。但是对于大一新生来说，让其理解比较抽象的计算机基本概念与原理是有一些困难的，如“进程”、“中断”、“图灵模型”、“TCP/IP协议”等，我们采用教育技术手段，通过形象生动的动画来说明复杂的技术原理，并且结合具体的案例进行讲解与说明，以使学生易于接受，此外还精心设计实验，增加了技术原理性实验和专业实践。

4效果评估

2007年秋季学期，我们选取162名大一新生进行了课程教改实验，课程结束后，我们对实践效果进行了一次调查，结果表明，上述改革思路可以作为当前计算机基础课程改革的一条途径，98％的学生认为，通过该课程学习，其计算机应用水平得到较大提高。

对交互学习环境，97.6％的同学认为iTutor提供的真实情境，能够支撑我们在尝试问题解决的过程中发展技能，增加实践机会，在交互环境下的有针对性指导能促进技能的学习与掌握，如图3所示。

对教学内容改革，50.6%的学生认为适当增加对原理性内容的学习非常有必要，能够开阔自己的视野，对操作和应用计算机和计算机网络中出现的一些问题，能够尝试进行解决，如图4所示。63.9%的学生认为通过课程学习，较好地理解了网络基本原理、WWW原理以及TCP/IP协议的基础知识等。92.8%学生认为比较适应教师的教学方式，采用案例与任务的方式能激发学习兴趣。

实践证明，在不增加课时和教师负担的条件下，上述改革方案能够较好的达成课程目标，这一改革不仅必要而且可行。我们结合普通高等教育“十一五”国家级规划教材《计算机信息技术基础》项目，在总结教改实践经验基础上，形成了包括图书、光盘和网络的立体化教学资源，为进一步深化课程改革提供了条件。我们非常愿意和从事计算机基础教育的同行开展交流与合作，共同探索课程改革的有效途径与方法。

参考文献:

[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[2] 谭浩强. 中国高等院校计算机基础教育课程体系2004[M]. 北京:清华大学出版社,2004.

[3] 余冠仕. 我国信息技术教育难点问题研究取得突破性进展[N]. 中国教育报,2002-1-19.