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1、新时期计算机基础教学新时期计算机基础教学 课程内容体系改革课程内容体系改革同济大学同济大学 杨志强杨志强一、我们的改革历程二、新时期课程体系三、新时期课程内容建设四、新时期教学方法手段改革新时期计算机基础教学课程内容体系改革1、2012年起，以计算思维为导向的教学改革 同济大学将计算思维能力的培养体现在整个课程体系 提出计算思维三层次培养体系：建立意识、训练方法、培养能力 修订了相应的三层次课程体系：一、改革历程大学计算机课程内容体系6周10周大学计算机与程序设计两门课程进行联动改革计算机基础知识计算机与信息社会数制和数据表示计算机系统组成操作系统网络基础数据库基础基本使用技能操作系统使用电子
2、表格演示软件互联网使用设计模块数据库SQL命令网页设计程序设计初步计算思维概述算法基础程序设计初步一、改革历程 统筹规划、联动改革，确立新课程内容体系程序设计课程内容体系原有后10周内容数组和结构过程界面设计 /面向对象编程数据文件6周新增内容数组和结构过程界面设计 /面向对象编程数据文件VB.NET数据库简单应用应用图形编程递归和图形C/C+递归函数问题求解方法文件管理系统设计C#数据库简单应用递归函数简单Web应用程序递归及应用数据库应用开发图形应用开发 大问题分解成本质相同的大问题分解成本质相同的小问题小问题分解将问题分解抽象出将问题分解抽象出“递归递归模式模式”抽象算法设计、代码编写就
3、迎刃算法设计、代码编写就迎刃而解而解自动化 三个专题如何体现计算思维？以VB.NET程序设计为例递归应用专题：提高到问题分解、抽象层次数据库应用开发专题：将数据库设计提高到抽象层次图形应用开发专题：将现实世界中的数据和现象进行抽象一、改革历程 X门应用性课程提高解决日常生活、本专业问题的能力和构建应用系统能力 完成数据库应用程序完成数据库应用程序开发应用软件开发应用软件数据库原理SQL Server技术应用程序开发面向对象技术 数据结构 数据库 软件工程完成多媒体作品完成多媒体作品声音：Audition 图像：Photoshop 视频合成：Premiere后处理：After effects 三
4、维建模：3dMax数据库技数据库技术与应用术与应用多媒体技多媒体技术与应用术与应用软件开发软件开发技术基础技术基础X门应用课程门应用课程计算思维永不过时被各专业、教学管理层认可和接受一、改革历程 2、2014年起，建设计算机基础在线开放课程群，构建多元化学习模式 2013年秋，在智慧树、超星平台开课一、改革历程VB.NET程序设计入门，8讲内容：1.VB.NET程序设计入门 2.可视化编程基础基本控件 3.VB.NET语言基础 4.顺序结构 5.选择结构和控件 6.循环结构 7.循环结构续（控件和常用算法）8.数组VB.NET程序设计进阶，9讲内容：1.数组续(可视化数组控件、算法）2.过程1
5、 3.过程续(变量作用域、算法）4.界面设计(菜单、对话框、多重窗体)5.数据文件 6.数据库访问（简单查询和交互查询）7.数据库访问续（数据维护）8.图形绘制9.递归和应用 关于VB程序设计课程2016年根据大家要求，建设VB6.0课程 新建VB6.0特色：（1）内容设计：推倒重来 每一章：以应用为目标，以案例开始 实施案例驱动三段式教学：提出案例、知识展开、问题求解（2）低成本制作形式 以画中画形式，设计思路、代码、流程图、教师画面并存，动态地展示有利思考。天气预报型、画中画型、录像录屏 照相机（摄像机）、三脚架、补光灯 Camtasia Studio 软件 实现两个转变：以教为中心向以学
6、为中心转变以知识体系为中心 向能力体系为中心转变 构建多元学习模式由实体课堂、在线课程、翻转课堂、实践创新课堂组成的多元学习生态。一、改革历程一、改革历程在线课程定位：实体课堂的补充，为实体课堂服务 平行式：实体课堂外并行开设在线课程 学生可重复学习.解决教学公平性问题 混合式：实体课堂与在线课程结合.翻转课堂分组分班随机选择自主选题抢问抢分 确立在线开放课程应用模式 制定翻转课堂实施方案原理、声、图像、三维原理、声、图像、三维建模等素材制作和合成建模等素材制作和合成难点、注意事项难点、注意事项注重作品的设计思维、注重作品的设计思维、创意和创新思维、应用创意和创新思维、应用系统构建系统构建案例
7、、问题求解思想案例、问题求解思想语法、算法语法、算法找程序常见问题，让学找程序常见问题，让学生思考和解答生思考和解答程序调试、同一问题多程序调试、同一问题多种解的启迪，举一反三种解的启迪，举一反三总结难点、重点；新内总结难点、重点；新内容告示容告示学生介绍作品的主题、学生介绍作品的主题、构思、算法和难点构思、算法和难点程序设计多媒体技术及应用MOOCMOOC课程课程实体课堂实体课堂翻转课堂翻转课堂学生介绍作品的主题、学生介绍作品的主题、构思和创意构思和创意1.计算机基础教学改革的成果多压力大社会不太满意 上海市教委主任：各专业教学院长们不太满意：计算机传统的内容要精简、有些内容可以自学或MOO
8、C学习 要增加新技术、新应用，我们要智能，智能+；要大数据 计算机重要，但不愿拿出更多的学分 要计算机+到他们的课程中，边学边应用 20132013年：年：从知识和技能的教学提升到素养和思维的教学20182018年：年：目前的高校计算机基础教学还不能满足信息社会对大学生的基本要求，一级要颠覆性、革命性的改革要回应科技新进步和教育新需求，为专业应用和社会应用提供切实支撑二、新时期课程体系2.存在的问题课程内容体系与专业、社会需求存在脱节的问题 课程是不是对专业提供支撑？讲的是不是专业需要的？专业需要的是不是讲了？教学方法和手段：要与时俱进，要充分应用信息化教学技术新一代信息技术渗透进各专业，课程
9、内容体系要有回应素养 vs 技术？素质 vs 应用？后果：压缩计算机基础教学学时 同济2+X 课程体系实施了14年，中间迭代2次，学分越来越少：10学分 7.5学分 57.5学分26学分 二、新时期课程体系3.供给侧与需求侧相向而行我们提出课程体系 各学院提出需求 聚焦在课程内容：人工智能+、数据科学+聚焦在课程方法：少学时、学以致用 各学院存在误解，他们的大数据实质是数据的获取、表示、处理、可视化、智能分析数据科学课程二、新时期课程体系 2018级总学分160，计算机基础26学分，又要满足新工科的要求 解决方法：理工类学生弱化大学计算机，强化X门应用课程 二、新时期课程体系二、新时期课程体系
10、本科生院下达的指导意见，各专业选择4.隐含数据处理三层次能力培养：基本数据处理数据库技术数据科学二、新时期课程体系海洋技术新能源材料与器件智能制造车辆工程5.部分新工科选择方案二、新时期课程体系三、新时期课程内涵建设1.大学计算机 目前是过渡的方案 面向工科：1学时 面向人文：2学时 计算思维：核心概念融合到各知识单元 MOOC/SPOC充分利用：课内与课外 线上与线下未来的方案需要回答的问题：课程内涵肯定要提升，但零基础或基础弱的怎么办？选修课 入学测试+零学分 课程内容对专业应用有支撑吗？讲的专业要不要，专业要的我们讲了吗？有支撑 没有支撑 属于信息素养范畴三、新时期课程内涵建设 不能让大
11、学生与没有接受高等教学的人一样没有信息素养？不会买计算机、不能搭建简单局域网、不能处理日常简单的问题 信息素养与技术能力的如何平衡？各专业的需要不同，对工科来说：从以计算机为核心的内容体系 转向 以数据核心的内容体系三、新时期课程内涵建设老课程新内涵：第一门课程（大学计算机）的改革 2.程序设计课程增加AI内容 AI的基本知识、简单算法数据合并库内文本分析高级SQLWeb开发X X 门门应用课程应用课程软件开发软件开发技术基础技术基础多媒体技多媒体技术及应用术及应用数据库技数据库技术及应用术及应用数据科学数据科学虚拟现实输入输出设备关键技术应用案例算法深入剖析学科交叉融合数据分析和处理数据可视
12、化网络信息提取机器学习应用三、新时期课程内涵建设3.X门应用性课程注入新内涵4.重点建设数据科学课程三、新时期课程内涵建设 四、新时期教学方法手段改革基本层次：实体课程补充：将MOOC/SPOC课程作为课程网站：发布通知、布置作业 在线答疑等等 作为一本参考书 中等水平：线上线下结合，部分线上自学，部分线下讲授最高境界：翻转课堂1.MOOC/SPOC使用的三个层次：2.我们的定位：实体课堂的补充，为实体课堂服务 MOOC课程无法替代大学课堂 课程可以共享，课堂不可以共享 遵循教学规律 不管技术如何进步，机制如何科学，都不要试图颠覆教学规律 教学改革需要“迭代”，即快节奏小步伐 发挥教师的主体作
13、用，教师是课堂的核心 实事求是，看到学生的弱点和在线课程的劣势 四、新时期教学方法手段改革 平行式 在实体课堂以外并行开设MOOC课程 提供了一种重复学习的机会，解决公平性问题 可以使用辅助功能：测验、讨论、作业、互评、通知 要求使用辅助功能 不必关注：通过率、视频学习时间多少 成绩作为平时成绩 混合式教学：线上线下、课内课外、实体课堂与翻转课堂结合 3.同济大学采用的模式 四、新时期教学方法手段改革 4.翻转课堂采用方案：作品展示、提问回答形式 特点：课前 学生选题（自主或指定）、设计或制作 课堂 学生展示、问答，老师点评 注意：6人一组，一组15分钟，2节课可6组 其他组作品由老师进行验收适用大班 四、新时期教学方法手段改革 大学生自主学习未达到理想状态 基础课普遍大班制 具体16字方针：分组分班、自主选题、随机选择、抢问抢分 四、新时期教学方法手段改革 说明一：根据学校人才培养目标 课程的特点 学生的情况 选择一种使用模式 建议：首次翻转的话，增加1-2次 说明二：实验是关键，不要MOOC，只要加强不能弱化说明三：关于成绩：互评不靠谱，SPOC更不靠谱 作为平时成绩，鼓励刷分 四、新时期教学方法手段改革同济大学SPOC应用情况 测验/作业