大学计算机课程教学研究综述 大学计算机课程教学研究综述 基于近十年中文核心期刊与ＣＳＳＣＩ期刊文献的分析 阳小华刘志 明 李华新 （南华大学计算机学院， 湖南衡阳４２１００１） 摘要近年来，一些新概念和新理论的引入为大学计算机课程添加了新的元素，注入了新的活 力。文章通过对近十年来在中文核心期刊与ＣＳＳＣＩ期刊公开发表的文献分析，厘清了大学计算机课程 教学研究的发展脉络、研究热点与研究主题。研究发现：大学计算机课程教学研究涵盖了教学目标、 教学内容与课程体系、教学模式与方法、实验教学与环境、教学管理与评价、计算思维等诸多研究领 域，其中计算思维已成为大学计算机课程教学的重要主题与研究主线，并引发了教学各个环节的积极 联动，但计算思维在教学方面的研究层次尚浅，研究内容较为抽象，需进一步细化与完善。 关键词 大学计算机；文献；定量分析；教学；计算思维 中图分类号Ｇ４０—０５１ 文献标识码Ａ Ａ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｏｒｅ Ｊｏｕｒｎａｌｓ ａｎｄ ＣＳＳＣＩ Ｊｏｕｒｎａｌ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ Ｄｅｃａｄｅ ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｈｕａ，ＬＩＵ Ｚｈｉ—ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｈｕａ—ｘｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ，Ｈｅｎｇｙａｎｇ，４２１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ａｄｄｅｄ ｎｅｗ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｎｅｗ ｖｉｔａｌｉｔｙ ｆｏｒ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ａ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｔｅｒａ— ｔｕｒｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｏｒｅ ｊｏｕｒｎａｌｓ ａｎｄ ＣＳＳＣＩ ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｓ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ ｄｅｃａｄｅ，ｃｌａｒｉｉｆｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｘｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｃｕｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏｐｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｆｏｕｎｄ：ｔｈｅ ｒｅ— ｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｖｅｒｓ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｕｒｒｉｃ－ ｕｌｕｍ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｎｋｉｎｇ－ｅｔｃ．Ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｎｋｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｔｈｅｍｅ ａｎｄ ｍａｉｎ ｌｉｎｅ ｏｆ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｔｅａｃｈｉｎｇ，ａｎｄ ｌｅａｄｓ ｔｏ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｎｋｉｎｇ ｉｎ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｆｅｌｄ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｓｈａｌｌｏｗ ａｎｄ ａｂｓｔｒａｃｔ－ｗｈｉｃｈ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｆｉｎｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｕｒｓｅ；ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ；ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｎｋｉｎｇ ・收稿日期２０１５—０５—２０ ’ 资助项目湖南省教育科学“十二五”规划课题“基于计算学科基本问题的计算思维培养模式研究” （项目编号 ＸＪＫ０１２ＣＧＤ０２０）． 作者简介 阳小华（１９６３一）男，湖南衡阳县人，教授，主要从事软件工程与计算机基础教育研究． ・ｌ１９・ 高等理斜教育ＨＩＧＨＥＲ ＥＤＵＣＡＴ１０Ｎ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥＳ 大学计算机课程是非计算机专业大学新生的 必修课，是培养信息时代大学生综合素质和创新 能力不可或缺的重要环节。近年来，计算机技术 日新月异，各种新概念、新理论层出不穷，教学 媒体、教学方法持续更新，都为大学计算机课程 注入了新的活力。因此，越来越多的学者与一线 教师从不同角度和侧重点对大学计算机课程教学 进行了解析，取得了一系列的研究成果，但至今 还缺乏系统的梳理与总结，这在一定程度上限制 了该领域研究的深入开展。及时总结我国大学计 算机基础教育领域的研究进展，不仅有利于指导 当前我国大学计算机课程的教育教学实践，还能 为学者们开展后续研究提供借鉴与参考。因此本 文试图对国内学者在计算机基础教学领域公开发 表的学术文献进行定量分析，以期发现该领域的 研究内容、特点，从整体上把握该领域的发展现 状和趋势，为业内学者与一线教师提供参考。 一、研究对象选择 北京大学中文核心期刊与南京大学ＣＳＳＣＩ期 刊在我国认知度高，受到了学术界的广泛认同， 其发文质量较高，具有一定的代表性与权威性。 因此，本文以近十年来国内公开发表的关于大学 计算机教学的中文核心期刊与ＣＳＳＣＩ期刊论文为 研究对象，以“计算机基础”“大学计算机”和 “计算机文化”等为主题检索词。由于近十年来 关于大学计算机基础教学的政策性文件以及新概 念、新技术出现较为频繁，所以我们将时间限定 为２００５－－２０１４年，选择中国知网ＣＮＫＩ“中国期 刊全文数据库”进行检索，得到文献４２４篇， 去除会议通知、广告等无关文献与重复文献，共 得有效文献３４３篇。 二、大学计算机课程教学研究的发展现状 ３４３篇文献按发表时间的分布情况如图１所 示。发文量具有明显的时间节点特征——以某一 时间段为周期呈现渐进式推进趋势，说明该领域 在某一时间节点具有新的研究增长点。２００６年 教育部发布了《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 ・１ ２０・ ２０１５年第４期（总第１２２期） 求（试行）》文件，明确提出了进一步加强计算 机基础教学的１１条建议，引起了学者们的广泛 关注。因此，从２００５年开始，文献量逐年增加， 于２００９年到达顶峰。２０１０年７月，西安交通大 学主办了九校联盟（Ｃ９）计算机基础课程研讨 会，会上明确提出要把“计算思维能力的培养” 作为计算机基础教学的核心任务 ｊ，从此拉开 了计算机基础教育转型的序幕。因此，从 ２０１０－－２０１２年间，发文量又有明显的增长。 ２０１４年被称为在线教育元年，慕课、微课程、 翻转课堂等新的教学媒体对传统教学形式带来了 巨大的冲击，也为计算机基础课程改革提供了新 的思路与方法。因此，２０１４年发文量又迎来了 一个高峰。可以预见，随着微课程、慕课的广泛 应用，今后几年发文量将持续增加。计算机基础 教学经历了近二十年的发展，该领域的研究已趋 于稳定，国家政策的引领、新理论、新概念的引 入成为计算机基础教学研究的新的增长点与助推 剂，使得该领域的研究呈螺旋式上升与发展。 单位：篇 ２００５ ２００６ ２００７ ，∞ ２０∞ ２０１０ ２Ｏｎ ２Ｏ１２ ２０｜３ ２０１４ 图１ ２００５－－２０１４年间文献数量 三、大学计算机课程教学研究的主题与热点 关键词是学术论文核心思想的凝练，在论文 中所占篇幅虽然很少，但却是论文的精华所 在 。正是基于这一认识，本文希望通过对关 键词的分析来厘清计算机基础教育领域研究的热 点问题与发展趋势。 我们将提取到的有效关键词用Ｅｎｄｎｏｔｅ进行 词频排序，涉及“计算机基础”“计算机”“计 算机基础教育”等不能代表论文实际内容的关 键词不纳入统计。将出现频次高于５次的关键词 定为高频关键词，并将关键词出现的频次高低按 时间顺序进行排列。如表１所示。 大学计算机课程教学研究综述 表１ 历年高频关键词排序表 ＼＼＼频次排序 ＼ 年度＼＼ Ｎ０．１ Ｎ０．２ Ｎ０．３ Ｎ０．４ Ｎ０．５ ＮＯ．６ ２ｏｏ６ ２０ｏ７ ２００８ ２Ｃｌ０９ ２０１０ ２０１ｌ ２０１２ ２０１３ 学习过程 教学改革 教学改革 教学改革 教学改革 教学方法 计算思维 计算思维 教学改革 教学模式 教学方法 实验教学 创新能力 教学改革 教学改革 教学改革 信息技术 信息素养 教学模式 教学质量 教学模式 教学资源 教学模式 创新能力 文字处理软件 学习过程 创新能力 信息素养 案例教学 计算思维 能力培养 实验教学 任务驱动 任务驱动 实践能力 创新能力 实验教学 实验教学 教学方法 教学模式 知识单元 创新能力 考试改革 程序设计 计算思维 考核方式 实验教学 协作学习 ２０１４ 教学改革 计算思维 微课程 翻转课堂 实验教学 Ｍ００Ｃｓ 注：２００５年文献量较少，未纳入统计。 表１显示了计算机基础教育文献高频关键词 的变迁过程。从中可以清楚地看到，针对教学方 实验教学与环境、教学评价与管理、计算思维６ 个研究主题。 法、教学模式、实验教学等教学改革的探讨是当 前我国大学计算机基础教育领域中持续性的研究 热点，时间维度贯穿近ｌ０年来的整个阶段；学 生创新能力、实践能力、信息素养等方面的培养 已成为大学计算机的重要教学目标；教学质量、 考核评价等关键词也出现在列表中。此外，该领 域的研究还出现了一些新的主题。从２０１０年开 四、大学计算机课程教学研究的内容分析 关键词分析只能显示某一研究领域的热点问 题，不能反映该领域的研究全貌，具有一定的局 限。因此，为了对计算机基础教育研究领域的热 点问题与研究增长点进行更加全面、深入的了 始，关于“计算思维”的研究成为学者们新的 研究增长点，２０１２年与２０１３年两年间国内学者 对于计算思维的研究到达了顶峰。２０１４年，高 频关键词列表中出现了新的元素， “微课程” “翻转课堂”以及“ＭＯＯＣｓ”等新的教学媒介与 教学手段开始进入计算机基础教学改革研究者的 视野，一线教师、学者纷纷探索新的教学媒体与 手段在计算机基础教学中的应用，由此引发了新 一解，我们引入了内容分析法。 （一）类目及分析频次统计 为了体现研究的完整性，获得对大学计算机 教学研究领域更全面、深入的了解，我们通过对 ３４３篇文献进行调研后，将上述各研究主题的文 献量及文献量占当年发文量百分比按时间维度进 行统计。为了对计算思维这个新的研究增长点有 更全面细致的认识，我们将计算思维研究分为计 轮的教学改革研究热潮。 由于教学改革的外延太广，结合关键词分 算思维内涵、计算思维教学内容与课程以及计算 思维能力培养３个主题并单独列出，见表２所 示。（注：由于一篇文献可能涉及多个主题，因 此，总文献量大于实际文献量。） 析，我们将大学计算机教学领域的研究内容分为 教学目标、教学内容与课程、教学方法与模式、 ・１２１・ 高等理科教育ＨＩＧＨＥＲ ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥＳ ２０１５年第４期（总第１２２期） 表２各主题文献量的历年分布 ＼章 类目、＼ ＼ ２００５ ２００６ ２００７ ２０ｏ８ ２００９ ２０１０ ２０１１ ２０１２ ２０１３ ２０１４ ４ ６ １Ｏ ８ ３ ４ ６ ４ ５ 总计 教学目标 ５０．０％ １９．４％ ２１．２％ ｌ６．１％ １６．０％ ９．４％ １１．１％ ７．７％ ９．１％ ７．７％ ５７ 教学模式与方 法 １１ １２ ｌ１ ２０ ｌ０ １１ １６ ９ ｌ１ ｌＯ ６ ４ １１ ６ ６ ２２ ９ １０ ｌ５ ２ ６ ２３ １４ ６ １４３ ７３ ６２ ５２ ３７．５％ ３５．５％ ３６．４％ ３２．３％ ３２．０％ ３１．３％ ３０．６％ ２８．２％ ３４．１％ ３５．４％ 教学研究 教学内容与课 ｌ ３８７篇 程 １２．５％ １６．１％ ３３．３％ １６．１％ １８．０％ １８．８％ ｌ６．７％ １１．５％ ４．５％ ２１．５％ ６ ２ １９．４％ ６．１％ ｌ７．７％ ２２．０％ １２．５％ １６．７％ １２．８％ １３．６％ ９．２％ ３ １ １１ ６ ５ ６ ９ ５ ６ ９．７％ ３．Ｏ％ １７．７％ １２．Ｏ％ ｌ５．６％ １６．７％ ｌ１．５％ ｌ１．４％ ９．２％ ２ ３％ １ ２．８％ ４ ５．１％ ２ ４．５％ １ １．５％ 实验教学与环 境 教学评价与管 理 计算思维内涵 ６．ｌＯ 计算思维 计算思维课程 研究５２篇 与教学内容 计算思维能力 培养 １ １ １ ｌ ７ ｌｌ ３ ７ ２ ８ １４ ２８ ３．１％ ２．８％ ９．０％ ６．８％ ３．１％ ３．１％ ２．８％ １４．１％ １５．９％ ｌ２．３％ （二）主题分析 １．教学目标 教学目标历年发文量呈明显下降趋势，说明 教学目标越来越明确——以“知识传授”向 过分重视计算思维能力训练，而忽视专业应用能 力培养，人为地将这两种教学目标割裂开来。计 算思维能力与专业应用能力应是互为基础、互相 渗透的，现有研究中较少见将两者联系起来的文 献。 ２．教学内容与课程 “能力培养”转变，主要将信息素养、创新能 力、实践应用能力、解决问题的能力以及计算思 维能力等作为计算机基础教学的目标。具体来 说，大学计算机课程教学目标的演变分为３个阶 段——普及计算机文化、培养专业应用能力以及 从２０１１年开始发文量逐渐减少，说明该领 域的研究趋于稳定。我国现阶段基础教育已经开 设了信息技术课程，且随着计算机的普及，学生 训练计算思维能力＿３ Ｊ。第一阶段（２０世纪８０年 已经具备一定的计算机基础知识与计算机操作能 力，计算机基础教学内容也应该由“计算机普 及教育”向“服务专业应用”与“计算思维培 养”转变。服务专业应用方面，有些高校针对 不同专业学生对于计算机能力要求的不同设置了 代＿２０００年），由于此时计算机普及率比较低， 所以这一阶段计算机基础教学的目标是普及和推 广计算机知识；第二阶段（２０００－－２０１０年），随 着计算机与网络技术的普及，计算机与各行各业 的结合越来越紧密，因此，这一阶段计算机基础 教学的目标以培养学生专业应用能力为主；第三 阶段（２０１０年至今），计算机日益成为人们不可 或缺的工具之一，计算思维已成为人们创新与解 决复杂问题的重要思维之一。因此，２０１０年Ｃ９ 些针对性较强的模块化课程，王晓勇等构建了 服务于专业应用的课程体系，由体现知识分层设 一计的“知识普及课程群”和体现按专业分类的 “专业应用课程群”两大模块组成 ｊ。还有些高 校通过设置选修课的方式满足不同专业学生的专 业发展需求，但由于课时受限以及学习氛围欠 缺，这种方式往往不能落到实处，需要对课程选 明确将计算思维能力培养作为计算机基础教学的 核心任务。目前教学目标存在一个认识误区就是 ・１２２・ 大学计算机课程教学研究综述 修制度进行改革。目前对于计算思维教学内容改 革主要有两种观点：内容重组与全面更新（将 在计算思维主题详细论述）。２０１４年该领域发文 量急剧增加，产生了新的研究增长点——微课程 络媒体的广泛应用，学者们纷纷探索计算机基础 教学的新模式、新方法。杨在宝等提出在计算机 基础课程中应用“翻转课堂”学习模式改进教 学，并从教学流程、师生角色、学习资源的设计 几个方面陈述了“翻转课堂”的核心问题＿９ ； 钟琦等构建了基于高校计算机基础课程的“微 课程”教学模式框架并阐述了教学模式各阶段 的实施要点 Ｊ２ 粥。“翻转课堂”与“微课程” 的引入——微课程的引入点燃了学者们对于计算 机基础教学中内容与课程改革的研究热情。钟琦 等论述了基于高校计算机基础课程的“微课程” 的设计理念与原则 ＿２６ ，但遗憾的是，尚未见 到对于微课程设计方法与实例的进一步论述。 ３．教学模式与方法 教学模式与方法的改革是教学研究的重点， 发文量占教学研究的３６．８％，历年发文量增长 平稳。总体原则是以学生为本，利用现代教育技 都是针对某一特定问题或细化知识点的教学解决 方案，将能体现计算思维的若干经典案例以 “微课程”的方式进行组织与教学，不失为计算 思维教学改革的可行途径，但遗憾的是，尚未见 有翻转课堂、微课程应用于计算思维教学的文 献。 术，激发学生的学习能动性与创造性，体现学生 的学习主体地位。因此，项目驱动与任务驱动的 教学模式被广泛采用，通过创设与教学目标相关 ４．实验教学与环境 实验教学是培养学生应用能力与动手能力的 的真实事件任务，让学生在解决与工作和生活实 际问题的过程中深入思考，从而达到提高学生计 重要手段，学者们特别强调实践教学的重要性， 从实验环境建设、实验内容、实验教学模式等方 算机应用能力、培养学生信息素养和创新意识等 高阶思维能力的目的。胡晓红设计了“封闭型” 面对此进行了探索。实验教学方法主要通过案例 教学法，设计计算机知识和专业领域问题结合的 与“开放型”两种不同的任务类型及其教学流 程，发现“封闭型”问题能有效提高学生对各 知识点的掌握程度，而“开放型”问题能有效 提高学生分析问题与解决问题能力。。 。 随着网络教学平台的普及，越来越多的学者 案例，让学生在实践中深刻体会运用计算机知识 解决专业应用问题的思路和做法，训练学生的计 算思维能力，刘光蓉将ｃ程序按难易程度分成３ 个模块，并构建了验证型、设计型以及综合型实 验教学内容，在实验教学中通过规范上机实验流 程、加强指导、倡导算法多样性以及反思实验过 程多个环节培养学生的计算思维能力 。 另外，在计算机基础实验教学过程中，存在 一开始将课堂教学与网络教学结合起来，探索课堂 学习和网络学习相结合的混合型教学模式，充分 利用两者的优势，提高教学效率与效果，通过网 络教学的优势实现分层、分类教学，以满足不同 基础与不同专业学生的学习需求，弥补传统教学 课时不够的难题。邹显春等提咄了“以计算机 技能和信息化素养培养为核心的计算机基础课程 分类分级教学改革”ｌ ，利用网络辅助学习环 个很大的问题是实验管理与实验需求之间的矛 乏，因此需对实验环境进行改革。不少学者提出 了相应的解决方案。周翔鹰等提出依托现有公共 盾，一些依赖于硬件投入的实验教学条件相对缺 境，以“网络辅助学习＋课堂教学”模式推动 课堂教学改革，积极推行协作学习和探究学习等 教学方法，取得了比较好的学习效果。王芬等通 过开发基于计算思维的大学计算机基础网站以及 大学计算机基础课程练习测试平台，对学生计算 思维能力进行训练 。 计算机房的实物实验平台，利用虚拟机技术构建 突破硬件条件局限的虚拟实验环境 】 。另外， 在“云计算”与“大数据”背景下，计算机基 础实验教学环境逐渐向虚拟化、网络化发展。林 瑜华提出了云计算环境下实验教学的设计与实现 方案 ，以当前广泛应用的云计算平台“百会 网”为基础，利用其软件即服务（ＳａａＳ）理念， 构建了通过“云服务”在线编辑与存储的实验 ・随着以开放教育资源运动的蓬勃发展以及网 】２３・ 高等理科教育ＨＩＧＨＥＲ ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥＳ 教学环境，实现了数据存储、协作学习和云计算 的无缝整合。周围等人设计了满足教学需求的开 源软件实验环境，并对不同开源云计算软件产品 的选择和应用进行了研究，探讨了建设教学实验 开源云服务平台的可能性¨ 。 ５．教学评价与管理 该主题发文量逐年下降，研究有弱化趋势。 将学生能力纳入评价体系、运用多样化的考核方 法以及加强对学习过程的考核已成为业内学者的 共识，然而，现有研究仅限于宏观的理论探讨， 缺乏对于学生计算机相关能力的具体描述与标 准，尚未制定科学、规范的评价体系，仍需进一 步研究与努力。此外，由于尚未对计算机基础教 学中计算思维特征与内涵进行明确表述，计算思 维能力培养的评价体系研究还处于空白，这也是 计算思维研究主题的研究增长点与突破口。教学 管理方面，历年发文量较少且缺乏延续性，处于 边缘化地位，已有的一些研究文献主要是针对成 教类学生的管理研究，现有一些新的教学方法与 手段尤其是网络教学的引入，都对教学管理提出 了新的要求，网络环境下的计算机基础教学管理 研究应引起重视，使之成为教学质量的重要保 障。郝兴伟等提出了一种基于网络的计算机基础 教学过程管理思想，开发了相应的网络教学支撑 平台，实现了对学生学习过程如作业、考试、参 考文献阅读、问题、创新等一系列学习行为的记 录和评价 ，并将它作为学生课程最终成绩的 计算依据。 ６．计算思维 第一，计算思维内涵与特征。２００６年周以 真教授提出计算思维定义后，学者在此基础上进 行了积极的探讨，根据自己的知识背景从不同角 度对计算思维进行了解读。虽然目前的表述形式 众多，但学者们对于计算思维的本质特征是 “基于计算模型和约束的问题求解”这一观点取 得了共识，并由此推论出计算思维的核心方法就 是“构造”。另外，抽象与自动化是计算思维最 为显著的两大重要特征也成为学者们的共识。陆 汉权等人认为计算思维方法包含３种构造形态： 对象构造、过程构造和验证构造，并将计算机学 ．１ ２４． ２０１５年第４期（总第１２２期） 科的１２个重复出现的基本概念与“构造”进行 关联分析，认为这１２个基本概念实际上就是针 对对象构造、过程构造和验证构造的不同的方法 与原则 １５１５５ 。龚沛曾等通过分析计算思维的定 义，提出了计算思维由意识、方法和能力３个层 次的内容组成 。这些观点明确了计算学科 的内涵与外延，对学科内容做了清晰、层次分明 的表述，为在教学层面建立计算思维的知识体系 提供了理论参考。遗憾的是，在计算机基础教学 中如何体现计算思维的内涵与特征的文献较少 见，还需要更加具体和细化的研究。 第二，计算思维教学内容与课程体系。发文 量于２０１２年增至最高后逐渐回落，说明对于这 一主题的研究逐渐形成共识。目前对于计算思维 教学内容改革主要有两种观点：内容重组与全面 更新。前者认为已有的知识内容已蕴含计算思维 规律和特点，只是需要对课程内容结构以计算思 维为主线重新组织，突出计算思维这一主题的直 接性与系统性，这一观点比较符合目前的实际教 学情况，也是业内主流观点；后者则较为激进， 认为应将课程教学知识点进行大幅度更新，加大 和突出与思维训练有关的知识点，开设类似 “计算思维概论”的通识课程。李波以培养学生 “合理抽象、高效实现”的构造性过程能力为目 标，把教学内容分为数学基础篇、科学篇、构造 篇和展望篇４个部分并给出了详细的内容框 架＿】 ；陆汉权等人从思维科学出发，从计算思 维与计算机学科关系最密切的数学思维、逻辑思 维和工程思维的交集中得到３种不同的问题求解 类型——抽象级、指令／语言级以及系统级，在 此基础上提出了一个课程教学内容的组织架构， 包括“计算的历史与影响、计算模型、处理器 模型、信息的编码与存储、算法和程序、操作系 统、计算机网络”７个模块内容 ５ｊ 。总体而 言，计算思维教学内容侧重于算法和程序设计、 计算机系统组成和计算机网络等方面，而软件应 用类教学内容如何与计算思维能力培养相结合尚 少有研究者涉及。 第三，计算思维能力培养。计算思维能力培 养是计算思维领域研究的重点，发文量逐年稳步 大学计算机课程教学研究综述 增长。总体思路是以计算思维核心方法—— “构造”为出发点，突出以“构造”为特征的问 题求解方法的能力培养。具体做法是以算法与程 序设计、计算机网络等方面为主要教学内容，通 过改进教学方法（例如研究性学习、任务驱动 式、网络自主学习等）引导学生体会知识背后 所蕴含的计算思维规律和特点，研究中注重介绍 这些内容中所涵盖的计算思维应用。龚沛曾等人 提出通过计算机基础教学课程体系中各门课程联 动改革来培养计算思维的方案【１６１５１ ，即通过 “大学计算机基础”“程序设计”以及“‘ｘ’门 应用课程”来由浅入深地培养学生的计算思维 能力。计算思维能力被公认为是继读、写、算之 后的第四种基本能力，是能广泛应用至社会各个 领域的基本能力。一方面，不能简单地将计算思 维能力的培养局限于程序设计等方面，应加以拓 展至计算机基础其他知识模块乃至其他课程，使 之能够对人们的学习、工作、生活等领域起到指 导与促进作用；另一方面，需要对加强对计算思 维能力培养的教学设计研究，为一线教师提供具 体的、可供参考的教学案例。此外，计算思维具 有强大的创新能力，培养计算思维能力的高层次 目标是为了创新，但目前缺少应用计算思维进行 创新的方法论与教学实践，这方面的工作仍然非 常艰巨 引。 五、总结与建议 自１９９７年教育部高教司发布的《加强非计 算机专业基础教学工作的几点意见》首次确立 了大学计算机的基础课地位后，计算机基础教学 至今已有近２Ｏ年的时间，取得了一系列的研究 成果，总体已趋于稳定，国家政策的引领、新理 论、新概念的引入成为计算机基础教育研究的新 的增长点与助推剂，使得该领域的研究呈螺旋式 的上升与发展。 从研究内容来看，大学计算机教学研究已经 涵盖了教学目标、教学内容与课程体系、教学模 式与方法、实验教学与环境、教学管理与评价、 计算思维等诸多研究领域，研究较为成熟，研究 内容也较为全面。从２０１０年开始，大学计算机 教学呈现一个明显的趋势——以计算思维为主 线，从教学目标、教学内容、教学模式、实验教 学等环节向计算思维方向倾斜，计算思维已成为 大学计算机教学的重要主题。 从研究层次来看，一些新兴的研究领域如计 算思维、微课程等仍然以宏观、定性方面的文献 为主，侧重于论述其概念与意义，忽略了其教学 设计案例等微观层面的研究，这不利于计算思维 与微课程等新概念、新技术在教学领域的广泛开 展，应进一步细化，使之能够指导具体的教学实 践。 从研究主题分析结果来看，虽然国内学者在 若干个大学计算机教学领域主题上的研究已日趋 成熟，但未来研究还需要在这些成熟的研究主题 上深人探究，可就网络教学管理与监控、服务专 业应用的课程体系与管理制度等方面开展相应研 究。此外，对于一些新兴的研究主题如计算思维 方面，应细化计算思维教学内容与课程，尤其是 计算思维能力教学设计案例方面的研究，计算思 维能力培养的评价体系研究还处于空白，这也是 计算思维研究主题的研究增长点与突破口。微课 程、翻转课堂等在大学计算机课程教学研究中仍 处于起步阶段，有较大的研究空间，需要广大教 师和学者们的共同努力。 参考文献： ［１］董荣胜．《九校联盟（ｃ９）计算机基础教学发展战略联合 声明》呼唤教育的转型［Ｊ］．中国大学教学，２０１ｏ（１Ｏ）： １４—１５． ［２］刘则渊，尹丽春．国际科学学主题共词网络的可视化研究 ［Ｊ］．情报学报，２００６（５）：６３４—６４０． ［３］刘贵松，李茂国．大学计算机系列课程改革思考［Ｊ］．中国 大学教学，２ｏ１２（１１）：３９—４１． ［４］王晓勇，方跃峰，肖四友，等．以专业应用为导向的计算机 基础课程教学改革与实践［Ｊ］．中国大学教学，２Ｏｌ１（７）： ３９—４３． ［５］钟琦，武志勇．高校计算机基础课程的“微课程”教学模 式研究［Ｊ］．现代教育技术，２ｏ１４（２）：２６—３３． ［６］胡晓红．应用“任务驱动”教学提高学生计算机操作能力 的研究［Ｄ］．北京：首都师范大学，２００５． （下转第１０７页） ・ｌ２５・ 关于开设“生态学通识课”的重要性、必要性及可能性探讨 步的生态知识，所以，学生在选修“生态学” 课程时不用先修其他课程，随时都可以进入生态 学的学习。而且，得益于大家平时对生态学的具 各类学校同时可以开设专门的生态学知识教 育网站，普及生态学的理论知识、解答大家所关 心的生态学问题、解读生活中存在的生态保护误 区。 体实践感知，对于生态学的理论学习也会非常轻 松。 （四）举办野外体验，进行实践教育 四、在大学生中开设“生态学通识课”的 具体措施 （一）开设生态学课程，进行课堂教育 有条件的学校可以开设普通生态学、生物多 样性与保护等生态学系列课程，供广大学生选 修。学校选派有经验的专业老师进行专门授课， 系统培训大家的生态学知识。 （二）举办系列学术讲堂，进行系统教育 组织大学生到附近的自然中去亲身体会生态 环境的现状，参与一些生态环境保护的活动，让 大家从实践中获取生态环境保护的知识。 参考文献： ［１］国家中长期教育改革和发展规划纲要（２０１０－－２０２０年） ［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１０—０７—２９）［２０１３—０３－２０］．ｈｔｔｐ：／／ ｎ ｇｏｖ・ｅｌｌ ［２］曾参，子思．大学・中庸［Ｍ］．西安：三秦出版社，２００８． ［３］百度百科［ＥＢ／ＯＬ］． ［２０１３一Ｏ３—２０］．ｈｔｔｐ￣／／ 对于生态学基础薄弱的学校，可以请其他学 ｂａｉｋｅ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｍ． 校的生态学老师进行定期的生态学知识讲座，普 及生态学知识。 （责任编辑李世萍） （三）开设专门网站，进行普及教育 （上接第１２５页） ［７］邹显春，张小莉．基于网络环境的计算机基础课程分类分层 次教学改革与实践［Ｊ］．西南师范大学学报：自然科学版， ２０１０（１２）：２１４—２１９． ［１３］周围，时庆国．高校计算机基础实验开源环境及云服务研 究［Ｊ］．实验技术与管理，２０１４（３）：１４７—１４９． ［１４］郝兴伟，龙世立．基于网络的计算机基础教学过程管理研 究与实践［Ｊ］．中国大学教学，２０１０（３）：４９—５１． ［８］王芬，黄晓涛．基于计算思维的大学计算机基础在线教育平 台研究［Ｊ］．现代教育技术，２０１４（６）：７８—８３． ［９］杨在宝，许海成，杨波．“大学计算机基础”课程教学实践 ［１５］陆汉权，何钦铭．基于计算思维的“大学计算机基础”课 程教学内容设计［Ｊ］．中国大学教学，２０１２（９）：５５—５８． ［１６］龚沛曾，杨志强．大学计算机基础教学中的计算思维培养 ［Ｊ］．中国大学教学，２０１２（５）：５１—５４． 探索［Ｊ］．教育与职业，２０１４（１１）：１４９—１５１． ［１Ｏ］刘光蓉．以计算思维能力培养为导向的Ｃ程序设计实验教 学［Ｊ］．实验技术与管理，２０１３（１）：１５４—１５６，１９１． ［１１］周翔鹰，范开涛．虚拟机辅助计算机实验教学探讨［Ｊ］．昆 明理工大学学报：理工版，２００８（２）：３４—３７． ［１７］李波．计算思维与大学计算机基础［Ｊ］．中国大学教学， ２０１２（７）：４３—４５． ［１８］牟琴，谭良．计算思维的研究及其进展［Ｊ］．计算机科学， ２０１１（３）：１０—１５．５０． ［１２］林瑜华．云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践 ［Ｊ］．实验室研究与探索，２０１１（８）：２７１—２７４． （责任编辑李世萍） ・１０７・