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摘要：文章结合教学实际，对《计算机导论》课程教学中遇到的问题进行了深入分析，从如何培养学生的计算思维，利用计算思维更好地优化和调整教学的角度对课程的教学内容、教学方法和课程考核改革提出了一些思考和建议。
关键字：计算思维；翻转课堂；混合式教学；计算机导论；应用型高校
中图分类号：TP30 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）08-0063-02
1 引言
《计算机导论》课程的構建问题是计算学科的学术界、教育界长期以来一直探讨的问题， 早在1989 年，ACM（美国计算机协会）攻关组提交的“ 计算作为一门学科”（Computing as a discipline）报告中，就将“计算机导论”课程的构建问题列为计算学科教育面临的三个必须解决的重大问题之一[1] 。
本文所指的计算思维（Computational Thinking），是指2006年周以真教授在美国计算机权威杂志ACM会刊《Communications of the ACM》中给出的概念，是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。[2]“计算思维”的归纳、提出引起了美国教育界以及科学界的广泛关注，ACM在2008年公布的《CS2001Interim Review》草案中，就明确将“计算思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，要求该课程讲授计算思维的本质。随后，“计算思维”促成了NSF（美国国家科学基金会）的重大基金资助计划CDI，旨在促进自然科学和工程技术领域产生革命性成果，进一步保持美国在自然科学与工程等领域所具有的世界领先地位[3]。
计算思维的重要作用同样引起了国内学者和计算机教育专家的关注，2010年，“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”上，确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革。随后，一些计算机教育者开始在课程的教学中探讨计算思维的应用和实践，如董荣胜教授在《计算思维与计算机导论》一文中提出的“以学科思想与方法为基础”的《计算机导论》课程讲授大纲，并已被多所高校采用。
综上，根据ACM的要求，以及国内专家学者对课程构建和教学的探讨，《计算机导论》课程应该以计算思维能力的培养为核心，为学生将来的专业学习和职业发展打好基础。
2 《计算机导论》课程教学中存在的问题
《计算机导论》是计算机科学与技术、信息类相关专业的基础课程，课程的主要任务是面向大一新生讲授有关计算机的软硬件基础知识、培养学生面向学科的思维能力、激发对专业的学习兴趣、领会学科力量以及从事本学科工作的价值。目前，很多高校都在导论课中明确了培养学生计算思维能力的教学目标，但由于各高校的专业培养目标不完全相同，对导论课教学内容的构建存在着很大的随意性，导致课程的教学中出现了一些问题，主要表现如下：
1） 教学内容广而散，是后续所学专业核心课程的浓缩版。教师仍然停留在围绕旧知识组织教学的阶段，导致多数学生完成该课程后，获得的只是一些零散的概念、以及对计算机的基本操作技能，而对计算科学、计算机难以有系统性的理解，更无法达到建立利用计算机求解问题的要求。
2） 教学方法过于单一。相对教学内容的增加和更新，教学方法、教学手段甚至是某些老师的教学理念相对滞后，授课教师并没有将先进的教育教学技术带入课堂融入教学，导致大一学生面对课程学习感到枯燥、困难，学习上提不起兴趣，无法积极建立专业认知。
3） 学生“非零起点”，“非同一起点”的现状，而教学内容、过程均缺乏针对性。经调查，目前已基本不存在入校前完全没有接触过计算机的学生，绝大多数学生已具备了一定的操作技能、了解软硬件知识，但由于中学阶段的教育背景不同，学生的掌握情况存在较大差异，特别是理论内容方面的差异，这也给课程教学带来一定的困难。
以上问题的存在给大学第一门专业课程《计算机导论》的教学带来挑战：如何在有限的课时中完成丰富的教学内容，达到计算思维能力的培养目标；如何利用现代化的教育技术、教学手段激发学生的学习兴趣，提升学生的专业认知；如何设计课程考核方案适用于计算思维能力培养的评估？在多年的课程教学中，我们结合自身教学经验、学生学习反馈、以及专业发展和社会需求，做出了《计算机导论》混合式教学的改革。
3 《计算机导论》混合式教学改革实例
3.1 围绕计算思维的教学理念，修订教学内容
目前，各高校《计算机导论》课程教学内容的构建主要有三种类型：一种是等同非计算机专业的《大学计算机基础》课程，一种是把导论课程作为大学期间后续专业核心课程的浓缩版，第三种是以学科思想与方法为基础，讲授计算学科的基本问题、核心概念、数学方法、系统科学方法等，对应用型本科院校的人才培养这三种类型的课程内容均存在着不同程度的不足。第一、二种主要是“计算思维”概念出现前，前者过于简单，偏向计算机基本操作技能的培养，达不到课程的“专业引导”作用；后者内容广而散、多而杂，教学中内容的深度、广度难以把握，学习效果并不理想。第三种的经典教材是桂林电子科技大学董荣胜教授写的《计算机科学导论——思想与方法》，但内容过于抽象，对于一年级学生来说要求过高，特别是以应用型人才培养为目标的一般院校新生很难理解。针对以上情况，我们在仔细研究我校信息工程、信息管理与信息系统专业应用型人才培养目标的基础上，结合生源背景、专业特点和多年该课程的实践教学经验，对该课程的教学内容行了研究和探讨，除了以“计算思维”为核心做好知识引导、方法引导、思维引导，还要考虑到不同具体专业方向的需求，做好学生的意识引导和职业引导。表1为2018年面向信息工程（安全方向）、信息管理与信息系统专业的《计算机导论》课程主要理论教学模块及学时分配。
3.2 教学方法改革
关键字：计算思维；翻转课堂；混合式教学；计算机导论；应用型高校
中图分类号：TP30 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）08-0063-02
1 引言
《计算机导论》课程的構建问题是计算学科的学术界、教育界长期以来一直探讨的问题， 早在1989 年，ACM（美国计算机协会）攻关组提交的“ 计算作为一门学科”（Computing as a discipline）报告中，就将“计算机导论”课程的构建问题列为计算学科教育面临的三个必须解决的重大问题之一[1] 。
本文所指的计算思维（Computational Thinking），是指2006年周以真教授在美国计算机权威杂志ACM会刊《Communications of the ACM》中给出的概念，是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。[2]“计算思维”的归纳、提出引起了美国教育界以及科学界的广泛关注，ACM在2008年公布的《CS2001Interim Review》草案中，就明确将“计算思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，要求该课程讲授计算思维的本质。随后，“计算思维”促成了NSF（美国国家科学基金会）的重大基金资助计划CDI，旨在促进自然科学和工程技术领域产生革命性成果，进一步保持美国在自然科学与工程等领域所具有的世界领先地位[3]。
计算思维的重要作用同样引起了国内学者和计算机教育专家的关注，2010年，“九校联盟（C9）计算机基础课程研讨会”上，确定了以计算思维为核心的计算机基础课程的教学改革。随后，一些计算机教育者开始在课程的教学中探讨计算思维的应用和实践，如董荣胜教授在《计算思维与计算机导论》一文中提出的“以学科思想与方法为基础”的《计算机导论》课程讲授大纲，并已被多所高校采用。
综上，根据ACM的要求，以及国内专家学者对课程构建和教学的探讨，《计算机导论》课程应该以计算思维能力的培养为核心，为学生将来的专业学习和职业发展打好基础。
2 《计算机导论》课程教学中存在的问题
《计算机导论》是计算机科学与技术、信息类相关专业的基础课程，课程的主要任务是面向大一新生讲授有关计算机的软硬件基础知识、培养学生面向学科的思维能力、激发对专业的学习兴趣、领会学科力量以及从事本学科工作的价值。目前，很多高校都在导论课中明确了培养学生计算思维能力的教学目标，但由于各高校的专业培养目标不完全相同，对导论课教学内容的构建存在着很大的随意性，导致课程的教学中出现了一些问题，主要表现如下：
1） 教学内容广而散，是后续所学专业核心课程的浓缩版。教师仍然停留在围绕旧知识组织教学的阶段，导致多数学生完成该课程后，获得的只是一些零散的概念、以及对计算机的基本操作技能，而对计算科学、计算机难以有系统性的理解，更无法达到建立利用计算机求解问题的要求。
2） 教学方法过于单一。相对教学内容的增加和更新，教学方法、教学手段甚至是某些老师的教学理念相对滞后，授课教师并没有将先进的教育教学技术带入课堂融入教学，导致大一学生面对课程学习感到枯燥、困难，学习上提不起兴趣，无法积极建立专业认知。
3） 学生“非零起点”，“非同一起点”的现状，而教学内容、过程均缺乏针对性。经调查，目前已基本不存在入校前完全没有接触过计算机的学生，绝大多数学生已具备了一定的操作技能、了解软硬件知识，但由于中学阶段的教育背景不同，学生的掌握情况存在较大差异，特别是理论内容方面的差异，这也给课程教学带来一定的困难。
以上问题的存在给大学第一门专业课程《计算机导论》的教学带来挑战：如何在有限的课时中完成丰富的教学内容，达到计算思维能力的培养目标；如何利用现代化的教育技术、教学手段激发学生的学习兴趣，提升学生的专业认知；如何设计课程考核方案适用于计算思维能力培养的评估？在多年的课程教学中，我们结合自身教学经验、学生学习反馈、以及专业发展和社会需求，做出了《计算机导论》混合式教学的改革。
3 《计算机导论》混合式教学改革实例
3.1 围绕计算思维的教学理念，修订教学内容
目前，各高校《计算机导论》课程教学内容的构建主要有三种类型：一种是等同非计算机专业的《大学计算机基础》课程，一种是把导论课程作为大学期间后续专业核心课程的浓缩版，第三种是以学科思想与方法为基础，讲授计算学科的基本问题、核心概念、数学方法、系统科学方法等，对应用型本科院校的人才培养这三种类型的课程内容均存在着不同程度的不足。第一、二种主要是“计算思维”概念出现前，前者过于简单，偏向计算机基本操作技能的培养，达不到课程的“专业引导”作用；后者内容广而散、多而杂，教学中内容的深度、广度难以把握，学习效果并不理想。第三种的经典教材是桂林电子科技大学董荣胜教授写的《计算机科学导论——思想与方法》，但内容过于抽象，对于一年级学生来说要求过高，特别是以应用型人才培养为目标的一般院校新生很难理解。针对以上情况，我们在仔细研究我校信息工程、信息管理与信息系统专业应用型人才培养目标的基础上，结合生源背景、专业特点和多年该课程的实践教学经验，对该课程的教学内容行了研究和探讨，除了以“计算思维”为核心做好知识引导、方法引导、思维引导，还要考虑到不同具体专业方向的需求，做好学生的意识引导和职业引导。表1为2018年面向信息工程（安全方向）、信息管理与信息系统专业的《计算机导论》课程主要理论教学模块及学时分配。
3.2 教学方法改革