計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程主動(dòng)學(xué)習(xí)改革策略

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摘要：針對(duì)軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的地位和存在的問(wèn)題，為了滿足計(jì)算思維培養(yǎng)及訓(xùn)練的課程教學(xué)目標(biāo)的要求，按照主動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，借助MOOC開展《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)入手，依據(jù)BOPPPS模型設(shè)計(jì)《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)過(guò)程，并從考核方式上進(jìn)行多元化改革，調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)員自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。實(shí)踐證明，一系列主動(dòng)學(xué)習(xí)的改革措施在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教學(xué)中取得了良好的效果。

關(guān)鍵字：主動(dòng)學(xué)習(xí)；MOOC；BOPPPS；多元化考核

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程在軍隊(duì)院校理工類各專業(yè)的基礎(chǔ)課程中占據(jù)重要地位，隨著當(dāng)前信息化技術(shù)發(fā)展和學(xué)員信息化素養(yǎng)的要求提高，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)目標(biāo)由常用計(jì)算機(jī)工具使用轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算思維培養(yǎng)及訓(xùn)練，對(duì)學(xué)員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)有了更高要求。但是教學(xué)實(shí)施仍面臨一系列問(wèn)題：（1）學(xué)員入學(xué)時(shí)的存在明顯差異。不同地區(qū)生源在高中時(shí)接受的信息技術(shù)課程差距很大，因而新生入學(xué)時(shí)具備的計(jì)算機(jī)技能和素養(yǎng)差距明顯。（2）課堂教學(xué)和實(shí)踐時(shí)間有限。教學(xué)目標(biāo)變化，學(xué)時(shí)減少，課程內(nèi)容增多，計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)寬度和深度較以前有所增加。（3）技能和思維培養(yǎng)如何兼顧。教學(xué)目標(biāo)由計(jì)算機(jī)工具使用轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算思維培養(yǎng)及訓(xùn)練，如何在教學(xué)過(guò)程中更好達(dá)到要求，提高教學(xué)效率是課堂教學(xué)面臨的主要問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)因材施教，提高教學(xué)效果，照顧個(gè)體差異，注重能力培養(yǎng)，成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課改革主要目標(biāo)。課程組將新的教育理念與方法應(yīng)用到課程教學(xué)中，針對(duì)教學(xué)目標(biāo)和設(shè)計(jì)，為了提高教學(xué)效果，引入主動(dòng)學(xué)習(xí)，形成一套較成熟的做法。主動(dòng)學(xué)習(xí)是指采取多種教學(xué)模式，通過(guò)增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的參與度和責(zé)任感來(lái)提高學(xué)習(xí)效果的教學(xué)方法。主動(dòng)學(xué)習(xí)中學(xué)員不是被動(dòng)地“聽”，要“做”，在“做”中思考，學(xué)員要參與活動(dòng)(做)：閱讀、討論、寫、活動(dòng)/游戲等，主動(dòng)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)發(fā)展技能大于傳遞知識(shí)，重視學(xué)員的態(tài)度、價(jià)值觀、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)員得到教師的及時(shí)反饋，注重發(fā)展分析、綜合、評(píng)價(jià)等高層次思維能力[1]。愛德加•戴爾對(duì)各種學(xué)習(xí)方式下，2周后學(xué)員的學(xué)習(xí)內(nèi)容平均存留率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖1所示：“聽講”是最熟悉最常用的方式，學(xué)習(xí)效果卻是最低的，兩周以后學(xué)習(xí)的內(nèi)容只能留下5％，“小組討論”可以記住50％的內(nèi)容，“教別人”或者“馬上應(yīng)用”可以記住90％的學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此個(gè)人學(xué)習(xí)或被動(dòng)學(xué)習(xí)等幾種傳統(tǒng)方式的學(xué)習(xí)效果，明顯低于平均存留率50％以上的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)。

一利用MOOC翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)施《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》主動(dòng)學(xué)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂是授課教員預(yù)先將課程材料布置給學(xué)員當(dāng)作業(yè)，用上課時(shí)間進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，體現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)。課堂以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)員為中心，教師的角色作用也發(fā)生變化，上課討論，知識(shí)講解以外的其他環(huán)節(jié)如何實(shí)施？MOOC即大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（massiveopenonlinecourses），提供了一種新型在線教育模式，MOOC的非正式學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)等特征，提供了課前自學(xué)開展主動(dòng)學(xué)習(xí)的環(huán)境和條件[2][3]。利用MOOC，課程組實(shí)施《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐。

（一）《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂改革嘗試

第一次《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施，教學(xué)班授課模式調(diào)整為三個(gè)環(huán)節(jié)：課前根據(jù)教員給定的要求自學(xué)預(yù)習(xí)，課堂實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，課后交流作業(yè)。課前、課后學(xué)員登錄大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)SPOC完成，課上主要按照知識(shí)總結(jié)、討論答辯、練習(xí)討論和評(píng)價(jià)4個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行：（1）知識(shí)總結(jié)。學(xué)員總結(jié)講解本節(jié)課內(nèi)容為主，教師補(bǔ)充為輔；（2）討論答辯。學(xué)員提出問(wèn)題為主，教師補(bǔ)充問(wèn)題為輔進(jìn)行討論，90分鐘的教學(xué)內(nèi)容可以提煉出10~15個(gè)知識(shí)點(diǎn)，討論時(shí)間大約占總課時(shí)的40%左右;（3）習(xí)題討論。討論課前練習(xí)題的解題思路、解題方法和答案，課堂上新給出的3~4道題難度較高的或有實(shí)際工程應(yīng)用背景的練習(xí)，進(jìn)行鞏固和加強(qiáng)訓(xùn)練;（4）每個(gè)環(huán)節(jié)可設(shè)置為教師可對(duì)學(xué)員或?qū)W員對(duì)學(xué)員進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。課堂四個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間分配約為30%、40%、20%及10%。第二次嘗試在第一次嘗試的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)：（1）采用更靈活的MOOC學(xué)習(xí)模式，使視頻學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合：部分內(nèi)容課前看視頻自修，課內(nèi)講授重點(diǎn)難點(diǎn)；部分內(nèi)容課內(nèi)先講解，課后看視頻加強(qiáng)；有的內(nèi)容只安排課外看視頻，課內(nèi)不再講解；（2）利用答題器，擴(kuò)大參與寬度和深度。教員提出問(wèn)題，學(xué)員思考問(wèn)題后由答題器給出答案，教員根據(jù)答案情況進(jìn)行下一步講解或討論；（3）精心設(shè)計(jì)駐點(diǎn)問(wèn)題、研討題目。好的駐點(diǎn)問(wèn)題有助于發(fā)現(xiàn)學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解程度、角度以及聽課的集中程度；設(shè)置研討案例，加強(qiáng)學(xué)員對(duì)知識(shí)的應(yīng)用、綜合分析，例如某型導(dǎo)彈發(fā)射失敗的原因進(jìn)行分析討論，學(xué)員較好地理解了二進(jìn)制表示與數(shù)值精度之間的關(guān)系，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)員對(duì)提出改進(jìn)方法。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)員對(duì)提出改進(jìn)方法。

（二）教學(xué)效果分析

課程結(jié)束后，組織試驗(yàn)班和普通班學(xué)員于同一時(shí)間參加課程考試?？荚嚥捎脵C(jī)試，試題從試題庫(kù)中隨機(jī)抽取，包括主觀可客觀題，力求做到從基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度、綜合運(yùn)用能力等多角度、全方位地考察學(xué)員的知識(shí)掌握情況和知識(shí)應(yīng)用能力。愛德加•戴爾金字塔一利用MOOC翻轉(zhuǎn)課堂，實(shí)施《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》主動(dòng)學(xué)習(xí)翻轉(zhuǎn)課堂是授課教員預(yù)先將課程材料布置給學(xué)員當(dāng)作業(yè)，用上課時(shí)間進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，體現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)。

課堂以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)員為中心，教師的角色作用也發(fā)生變化，上課討論，知識(shí)講解以外的其他環(huán)節(jié)如何實(shí)施？MOOC即大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（massiveopenonlinecourses），提供了一種新型在線教育模式，MOOC的非正式學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)等特征，提供了課前自學(xué)開展主動(dòng)學(xué)習(xí)的環(huán)境和條件[2][3]。利用MOOC，課程組實(shí)施《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐。

（一）《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂改革嘗試

第一次《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施，教學(xué)班授課模式調(diào)整為三個(gè)環(huán)節(jié)：課前根據(jù)教員給定的要求自學(xué)預(yù)習(xí)，課堂實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，課后交流作業(yè)。課前、課后學(xué)員登錄大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)SPOC完成，課上主要按照知識(shí)總結(jié)、討論答辯、練習(xí)討論和評(píng)價(jià)4個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行：（1）知識(shí)總結(jié)。學(xué)員總結(jié)講解本節(jié)課內(nèi)容為主，教師補(bǔ)充為輔；（2）討論答辯。學(xué)員提出問(wèn)題為主，教師補(bǔ)充問(wèn)題為輔進(jìn)行討論，90分鐘的教學(xué)內(nèi)容可以提煉出10~15個(gè)知識(shí)點(diǎn)，討論時(shí)間大約占總課時(shí)的40%左右;（3）習(xí)題討論。討論課前練習(xí)題的解題思路、解題方法和答案，課堂上新給出的3~4道題難度較高的或有實(shí)際工程應(yīng)用背景的練習(xí)，進(jìn)行鞏固和加強(qiáng)訓(xùn)練;（4）每個(gè)環(huán)節(jié)可設(shè)置為教師可對(duì)學(xué)員或?qū)W員對(duì)學(xué)員進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。課堂四個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間分配約為30%、40%、20%及10%。第二次嘗試在第一次嘗試的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)：（1）采用更靈活的MOOC學(xué)習(xí)模式，使視頻學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合：部分內(nèi)容課前看視頻自修，課內(nèi)講授重點(diǎn)難點(diǎn)；部分內(nèi)容課內(nèi)先講解，課后看視頻加強(qiáng)；有的內(nèi)容只安排課外看視頻，課內(nèi)不再講解；（2）利用答題器，擴(kuò)大參與寬度和深度。教員提出問(wèn)題，學(xué)員思考問(wèn)題后由答題器給出答案，教員根據(jù)答案情況進(jìn)行下一步講解或討論；（3）精心設(shè)計(jì)駐點(diǎn)問(wèn)題、研討題目。好的駐點(diǎn)問(wèn)題有助于發(fā)現(xiàn)學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解程度、角度以及聽課的集中程度；設(shè)置研討案例，加強(qiáng)學(xué)員對(duì)知識(shí)的應(yīng)用、綜合分析，例如某型導(dǎo)彈發(fā)射失敗的原因進(jìn)行分析討論，學(xué)員較好地理解了二進(jìn)制表示與數(shù)值精度之間的關(guān)系，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)員對(duì)提出改進(jìn)方法。

（二）教學(xué)效果分析

課程結(jié)束后，組織試驗(yàn)班和普通班學(xué)員于同一時(shí)間參加課程考試。考試采用機(jī)試，試題從試題庫(kù)中隨機(jī)抽取，包括主觀可客觀題，力求做到從基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度、綜合運(yùn)用能力等多角度、全方位地考察學(xué)員的知識(shí)掌握情況和知識(shí)應(yīng)用能力?？荚嚱Y(jié)束后，教研室對(duì)兩個(gè)班學(xué)員的成績(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1。通過(guò)成績(jī)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)班學(xué)員的成績(jī)明顯高于普通班。除了同卷成績(jī)，實(shí)驗(yàn)班鼓勵(lì)參與，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，學(xué)員提高了表達(dá)、思辨能力，學(xué)員與教員有更多、更深入的交流，并表現(xiàn)出對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的持續(xù)關(guān)注。

（三）教改引入MOOC的教學(xué)反思

利用MOOC開展教改試點(diǎn)具有重要的實(shí)際意義，提高課堂資源的利用率，有利于開展主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)教師和學(xué)員了解和適應(yīng)了MOOC這個(gè)新生事物。對(duì)教學(xué)帶來(lái)的影響主要包括以下幾點(diǎn):（1）課堂形式變化。傳播知識(shí)被網(wǎng)絡(luò)全部或部分代替，韓愈的《師說(shuō)》曰：“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，傳道由在線教學(xué)資源全部或部分代替，教師應(yīng)更關(guān)注“授業(yè)、解惑”的工作。（2）教師角色變化。從以教師為中心真正轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)員為中心，教學(xué)實(shí)施關(guān)注課堂的過(guò)程設(shè)計(jì)，體現(xiàn)學(xué)為主體，教為主導(dǎo)的理念。在這種教學(xué)模式中教員負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)組織、課堂講授、助教、過(guò)程設(shè)計(jì)師等多個(gè)角色，教員的付出更多，開展MOOC學(xué)習(xí)對(duì)教員的能力素質(zhì)提出更高要求。（3）MOOC不能替代傳統(tǒng)課堂。傳統(tǒng)課堂上我們有很多與學(xué)員交互的方式：隨動(dòng)的PPT、激光筆或教鞭、教師的眼神、手勢(shì)、與學(xué)員近距離對(duì)話，尤其對(duì)于新生這些是非常重要的，而MOOC是不具備的。（4）利用MOOC有利于主動(dòng)學(xué)習(xí)。按照布魯姆的教育目標(biāo)分類，將認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)由低到高分成6個(gè)階段：記憶→理解→應(yīng)用→分析→綜合→評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)教授達(dá)到對(duì)認(rèn)知的記憶和理解，主動(dòng)學(xué)習(xí)則可以達(dá)到綜合這一階段目標(biāo)，因而利用MOOC有利于開展翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。

二基于BOPPPS教學(xué)模型，開展《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》主動(dòng)學(xué)習(xí)

BOPPPS教學(xué)模型將課程教學(xué)過(guò)程分為六個(gè)階段，依次為B—Bridge-in（引入）、O—LearningObjective（學(xué)習(xí)目標(biāo)）、P—Pre-Test（課前摸底）、P—ParticipatoryLearning（參與式學(xué)習(xí)）、P—Post-Assessment（課內(nèi)評(píng)估）、S—Summary（總結(jié)）。BOPPPS模型遵循“教學(xué)目標(biāo)→教學(xué)行為→學(xué)習(xí)活動(dòng)→教學(xué)評(píng)估→教學(xué)目標(biāo)”的教學(xué)循環(huán)過(guò)程，使教師能夠有效地組織課程教學(xué)，獲取反饋信息[4]；從培養(yǎng)計(jì)算思維的角度來(lái)看，該模型還可以幫助學(xué)員思考如何分析問(wèn)題、如何探尋學(xué)習(xí)難點(diǎn)、如何反思學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)等問(wèn)題，是實(shí)施主動(dòng)教學(xué)較好的工具。《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》課程從問(wèn)題驅(qū)動(dòng)入手，依據(jù)BOPPPS模型設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，確立研究問(wèn)題、解析問(wèn)題、討論交流解決問(wèn)題和總結(jié)評(píng)價(jià)等課堂實(shí)施環(huán)節(jié)。例如以循環(huán)嵌套教學(xué)內(nèi)容為例，首先通過(guò)衛(wèi)星發(fā)射倒計(jì)時(shí)視頻，引出“秒針?lè)轴槨钡褂?jì)時(shí)的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)為學(xué)習(xí)循環(huán)嵌套的實(shí)現(xiàn)形式，掌握循環(huán)嵌套的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并利用循環(huán)嵌套實(shí)現(xiàn)窮舉等問(wèn)題；接下來(lái)在單重循環(huán)基礎(chǔ)上，通過(guò)類比分針秒針運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)講授循環(huán)嵌套是什么，通過(guò)發(fā)射倒計(jì)時(shí)和輸出特定圖形等任務(wù)案例講解循環(huán)嵌套程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)，解決怎么做的問(wèn)題；參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)由學(xué)員分組實(shí)現(xiàn)“百錢買百雞”問(wèn)題完成，引導(dǎo)學(xué)員總結(jié)循環(huán)嵌套來(lái)實(shí)現(xiàn)窮舉類問(wèn)題以及改進(jìn)的方法；例如通過(guò)3~4題由易到難的選擇測(cè)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)反饋，檢驗(yàn)學(xué)員學(xué)習(xí)掌握情況，最后由學(xué)員或教員對(duì)本次課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。實(shí)踐證明從問(wèn)題任務(wù)出發(fā)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，較好地揭示了知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用過(guò)程，有利于學(xué)員理解計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的思路和過(guò)程，了解計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思路，掌握問(wèn)題求解的方法，激發(fā)了學(xué)員運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的興趣，提升了學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言的信心。

三實(shí)施多元化考核，促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課采用過(guò)程考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的多元化考核模式，過(guò)程考核為平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)30~40%，包括課堂發(fā)言、筆記、作業(yè)、章節(jié)總結(jié)、階段性測(cè)試，建議任課教員至少選擇3中以上組成平時(shí)考核成績(jī)，例如采用課堂發(fā)言、作業(yè)、階段性測(cè)試組成形成性成績(jī)，分別占形成性成績(jī)的30%、30%、40%。終結(jié)性成績(jī)?yōu)檎n程結(jié)束后進(jìn)行的綜合考試，占總成績(jī)60~70%，采用閉卷客觀題與主觀題，以機(jī)試形式完成?？陀^題考核基本理論知識(shí)掌握情況，主觀題考核學(xué)員課程學(xué)習(xí)后應(yīng)具備的邏輯思維能力，對(duì)較復(fù)雜事物或系統(tǒng)進(jìn)行分析與綜合、歸納與演繹、比較與分類、抽象與假設(shè)等的科學(xué)實(shí)踐能力。試題庫(kù)建設(shè)以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，題型一般包括單選題、填空題、判斷題，各題型題量與課程教學(xué)學(xué)時(shí)相當(dāng)。實(shí)踐證明推行全過(guò)程、重基礎(chǔ)、練能力的多元化考核模式，樹立了以“能力考核”為中心的理念，加大平時(shí)成績(jī)的定量考評(píng)力度和學(xué)員參與考評(píng)的程度，倒逼學(xué)員重視過(guò)程學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)員自主學(xué)習(xí)內(nèi)在動(dòng)力，有效促進(jìn)了課堂主動(dòng)教學(xué)的實(shí)施。

四總結(jié)

軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教育應(yīng)順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高等教育發(fā)展潮流，積極研究教育教學(xué)對(duì)象，合理利用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，探索運(yùn)用有效的教學(xué)模型進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，開展主動(dòng)學(xué)習(xí)、參與式教學(xué)，使學(xué)員主逐漸內(nèi)化計(jì)算思維，滲透學(xué)科思想方法的培養(yǎng)，達(dá)到提高教學(xué)效果，能力培養(yǎng)的目的。 

參考文獻(xiàn)

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作者：李瑛 劉瑜 單位：海軍航空工程學(xué)院基礎(chǔ)部計(jì)算機(jī)教研室