計算機基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)淺談
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關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；計算機基礎(chǔ)；實驗教學(xué)；中醫(yī)藥院校
計算機基礎(chǔ)是面向我校大一學(xué)生開設(shè)的一門通識必修課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的醫(yī)學(xué)信息素養(yǎng)和實踐操作能力，目前采用的是基于BB平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容不再限于某一種軟件的學(xué)習(xí)，而是分為9個不同的知識模塊。該門課程采用了案例+項目驅(qū)動的教學(xué)方法，每個教學(xué)模塊都設(shè)有上機實驗，教師課堂講授完畢之后，學(xué)生需要根據(jù)實驗要求通過實驗操作完成一個作品，提交并記為該教學(xué)模塊的成績。實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生將課堂所學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實踐操作能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實驗教學(xué)在計算機基礎(chǔ)課程中占1/3的學(xué)時，比重較大。但通過2個學(xué)期的教學(xué)觀察，筆者發(fā)現(xiàn)該門課程的實驗教學(xué)中存在以下三大問題。
1.1實驗教學(xué)模式落后
雖然計算機基礎(chǔ)課程革新了教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)模式，但是沒有改革實驗教學(xué)模式，依然采用傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式，即學(xué)生根據(jù)教師提出的實驗要求按部就班進行實驗，這種實驗?zāi)Ｊ絿乐刈璧K了學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能滿足信息化時代計算機實驗教學(xué)的需求，不利于提高學(xué)習(xí)者的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，必須進行改革。
1.2實驗開展缺乏深度
9個教學(xué)模塊內(nèi)容分布在12周的教學(xué)活動中，每次課上3學(xué)時，而且?guī)缀趺恐芏紩袚Q新的知識模塊進行學(xué)習(xí)，部分學(xué)生存在還沒有很好地消化上一教學(xué)模塊的內(nèi)容，就進入一個新的教學(xué)模塊的現(xiàn)象。由于課堂實驗時間較緊，每一個模塊的實驗任務(wù)的設(shè)計僅僅停留在知識應(yīng)用的表層，沒能引導(dǎo)學(xué)生進行深入的思考和探究性研究，實驗深度不夠，實驗效果不明顯。
1.3實驗設(shè)計未能與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相結(jié)合
我校學(xué)生專業(yè)以中醫(yī)藥、針灸等為主，還有管理和文法等專業(yè)學(xué)生，目前設(shè)計的計算機實驗題目具有很大的公用性，所有專業(yè)學(xué)生進行同樣的計算機實驗。由于未能充分結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)進行實驗題目設(shè)計，致使學(xué)生感覺計算機課程的學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)沒有太大關(guān)聯(lián)和幫助，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)目的不明確，因此大大降低了計算機實驗教學(xué)的效果和作業(yè)質(zhì)量。
2思維導(dǎo)圖
思維導(dǎo)圖又稱腦圖、心智地圖、靈感觸發(fā)圖，是20世紀60、70年代英國人東尼•博贊創(chuàng)造的一種先進的筆記方法。思維導(dǎo)圖使用特定的圖形來組織和表征知識與知識之間的關(guān)系，幫助學(xué)習(xí)者進行有效的思維和記憶，是表達發(fā)散性思維的有效圖形思維工具[1]。與流程圖相比，思維導(dǎo)圖除了可以反映流程的先后順序之外，它更多地關(guān)注通過發(fā)散性思維來表示知識的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到教學(xué)過程中，可以幫助學(xué)習(xí)者清晰地呈現(xiàn)思維過程，易于發(fā)現(xiàn)新舊知 識的聯(lián)系和沖突，更能體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的自主性[2]。計算機學(xué)科本身是個比較抽象的學(xué)科，利用思維導(dǎo)圖可以變抽象為形象，更加易于學(xué)生的思維能力培養(yǎng)和知識點的內(nèi)化。所以，思維導(dǎo)圖在計算機課程中的應(yīng)用研究越來越多，許多高校教師將其運用到計算機教學(xué)中，進行了開拓性研究，并取得了一些有益的研究成果。筆者在計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)中引入了思維導(dǎo)圖，旨在通過構(gòu)建基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式來提高計算機基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)質(zhì)量，希望通過更加深入的研究來對該模式進行反復(fù)的教學(xué)實踐驗證和不斷改進，進一步優(yōu)化該實驗教學(xué)模式，提高實驗教學(xué)效果，并期望能推廣到其他計算機類課程的實驗教學(xué)中去。
3計算機實驗教學(xué)模式的改革
3.1思維導(dǎo)圖應(yīng)用于計算機實驗教學(xué)的教學(xué)設(shè)計原則
由于計算機基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)內(nèi)容涵蓋9個不同的知識模塊，實驗教學(xué)具有容量大、知識點多、章節(jié)聯(lián)系不緊密等特點，為了提高實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量，按照思維導(dǎo)圖的設(shè)計原則和使用要求，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于計算機基礎(chǔ)實驗教學(xué)的教學(xué)設(shè)計應(yīng)遵循獨立性、自主性和系統(tǒng)性3個原則。（1）實驗專題獨立性的原則。由于計算機基礎(chǔ)課程的章節(jié)知識模塊之間聯(lián)系不緊密，所以，思維導(dǎo)圖應(yīng)用于實驗教學(xué)時是按章節(jié)專題進行設(shè)計的，每個專題內(nèi)容的選擇具有一定的獨立性、可操作性。在實驗專題設(shè)計時，利用思維導(dǎo)圖注重引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考和探究性研究，加深實驗深度，增強實驗效果。（2）發(fā)揮學(xué)生自主性的原則。在實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生實驗的積極主動性，鼓勵學(xué)生參與實驗思維導(dǎo)圖的繪制過程、實驗實施、總結(jié)歸納的整個過程，切勿將教師的設(shè)計理念和實驗想法強加于學(xué)生。（3）關(guān)注知識系統(tǒng)性的原則。教師要注重指導(dǎo)學(xué)生把實驗中用到的零散知識點，進行較系統(tǒng)的組織、歸納和分類，促進學(xué)生通過實驗對本章節(jié)模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容有更深入的認識和理解，掌握知識點之間的聯(lián)系，在頭腦中形成知識體系圖，通過實驗內(nèi)化并升華課堂教學(xué)內(nèi)容，達到實驗教學(xué)開展的最終目的[1]。
3.2構(gòu)建基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式
為了革新落后的實驗教學(xué)模式，讓學(xué)生能更加明確深入地進行實驗，按照思維導(dǎo)圖的設(shè)計原則和使用要求，基于以上3點教學(xué)設(shè)計原則，結(jié)合思維導(dǎo)圖工具與計算機實驗教學(xué)的特點，將思維導(dǎo)圖引入到計算機實驗教學(xué)中，構(gòu)建了一個以學(xué)生為中心的基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式[3]。在構(gòu)建的基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式中，按照思維導(dǎo)圖的設(shè)計原則，充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)化與整體性強、教學(xué)效率高、形象生動的特點，以實現(xiàn)復(fù)雜實驗過程的可視化。借助可視化的思維導(dǎo)圖可充分展示整個實驗的過程，還可以利用思維導(dǎo)圖逐層展開的功能，通過關(guān)鍵字鏈接加入圖形、文字、聲音、圖像和動畫等多種媒體素材，更加形象地將復(fù)雜的實驗過程展現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生明確深入全面地開展計算機實驗項目。在基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式中，實驗教學(xué)不再以教師為中心，而是以學(xué)生為中心開展的，教師是整個實驗活動的組織者、指導(dǎo)者、幫助者和評價者，學(xué)生繪制實驗方案思維導(dǎo)圖，在實驗任務(wù)的驅(qū)動下進行探究性實驗。思維導(dǎo)圖作為思維表征的工具可以很好地幫助學(xué)生實現(xiàn)問題解決過程的構(gòu)建。對于單個作業(yè)的實驗，學(xué)生可以自主探究獨立完成實驗方案思維導(dǎo)圖。對于小組協(xié)作的實驗，可以借助BB平臺中的小組討論來協(xié)作探究完成實驗方案思維導(dǎo)圖。由此學(xué)生將課堂所學(xué)內(nèi)容通過繪制思維導(dǎo)圖進行主動回憶、思考并完成知識內(nèi)化，不但可以提高學(xué)生的認知層次，而且可以增強學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，提升實驗設(shè)計的深度，進而提高計算機實驗教學(xué)質(zhì)量[4]。
3.3緊密結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)設(shè)計實驗任務(wù)
本著以學(xué)生為中心、因材施教的教學(xué)宗旨，開展實驗設(shè)計時應(yīng)該充分考慮學(xué)生所學(xué)專業(yè)特點，并結(jié)合學(xué)生專業(yè)進行計算機實驗題目設(shè)計。為達到最佳的實驗教學(xué)效果，每個實驗都應(yīng)該按照學(xué)生的專業(yè)進行選題并設(shè)計。這就對計算機教師提出了較高的要求，要結(jié)合學(xué)生專業(yè)進行實驗設(shè)計，計算機教師首先必須了解學(xué)生專業(yè)特點。因此教師需要提升自己的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，不僅要精通計算機專業(yè)知識，還要做到教什么專業(yè)的學(xué)生，就要全面了解該專業(yè)的知識內(nèi)容體系架構(gòu)，這樣才能設(shè)計出高質(zhì)量的實驗題目，使學(xué)生感覺計算機課程的學(xué)習(xí)與專業(yè)學(xué)習(xí)有關(guān)聯(lián)和有幫助，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進而提高計算機實驗教學(xué)的效果和作業(yè)質(zhì)量[5]。
3.4以學(xué)生為中心開展實驗教學(xué)
在這種實驗?zāi)Ｊ街?，實驗的設(shè)計和開展將以學(xué)生為中心，教師是整個實驗活動的組織者、指導(dǎo)者、幫助者和評價者。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，圍繞思維導(dǎo)圖列出的主題進行自主探究實驗或協(xié)作探究實驗，進一步完善和深化對知識的意義建構(gòu)。教師不再過多地給出學(xué)生實驗的具體要求和步驟，而是給出一個實驗的方向與范圍，學(xué)生緊密結(jié)合所學(xué)專業(yè)的特點進行選題，在設(shè)計實驗方案時，教師會引導(dǎo)學(xué)生運用思維導(dǎo)圖圍繞實驗主題進行思考，將所有要留意的意念寫下來，然后標出意念的先后順序，就可繪制出一個清楚具體的實驗方案，然后學(xué)生們在該方案的指導(dǎo)下進行發(fā)散思維和探究實驗[6]。
4教學(xué)實踐
筆者嘗試在計算機基礎(chǔ)課程的第8個教學(xué)模塊“網(wǎng)頁制作”中引入了基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式，取得了較好的教學(xué)效果。學(xué)生在構(gòu)建思維導(dǎo)圖的過程中能夠有意識地將所學(xué)知識更加系統(tǒng)地轉(zhuǎn)化到實驗設(shè)計中去，不但達到了較好的知識內(nèi)化效果，而且在思維導(dǎo)圖的指引下，學(xué)生的實驗?zāi)繕烁用鞔_，實驗過程更加清晰，實驗設(shè)計的深度變大，實驗作品更加優(yōu)秀。同時結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點進行實驗項目設(shè)計，學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣變得很濃，感覺計算機知識更加實用。本著在行動中研究、在研究中行動的思想，筆者在后繼的研究中將對構(gòu)建的基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式進行更多輪反復(fù)的教學(xué)實踐驗證和改進，以期得到一個最佳基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式，并予以推廣。
5教學(xué)效果
為了驗證基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式的實施效果，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，筆者對所教班學(xué)生進行了問卷調(diào)查和多次訪談。其中，調(diào)查問卷的統(tǒng)計結(jié)果顯示，97%的學(xué)生都很喜歡在計算機基礎(chǔ)課程中引入基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式，98%的學(xué)生認為基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式有助于提高探究能力和協(xié)作創(chuàng)新能力，100%的學(xué)生希望在以后的計算機課程中繼續(xù)采用基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式。對學(xué)生進行訪談的結(jié)果也表明該教學(xué)模式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，受到了學(xué)生們的肯定與歡迎。無論是課堂上，還是在Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，教師都能觀察到學(xué)生們充滿興趣、積極主動學(xué)習(xí)的痕跡。因此，從學(xué)生的調(diào)查問卷結(jié)果和訪談反饋、實驗設(shè)計作品以及教師的教學(xué)觀察3個方面都證明了基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式取得了很好的教學(xué)效果。
6總結(jié)與展望
通過構(gòu)建基于思維導(dǎo)圖的計算機實驗教學(xué)模式，解決了以往中醫(yī)藥院校計算機實驗教學(xué)中存在的教學(xué)模式落后、實驗缺乏深度以及實驗設(shè)計未能與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相結(jié)合的問題。革新了落后的以教師為中心的實驗教學(xué)模式，讓學(xué)生能更加明確深入地進行實驗，同時緊密結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點，顯著提高了計算機實驗教學(xué)的教學(xué)效果。筆者在今后的計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)中將會繼續(xù)采用該模式進行計算機實驗教學(xué)，通過更多的教學(xué)實踐不斷地改進并完善該教學(xué)模式。
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作者：王蘋 郭鳳英 唐燕 單位：北京中醫(yī)藥大學(xué)信息中心
