面向新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育模式研究

于小川 劉敏

摘 要：文章闡述了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的發(fā)展歷程，分析了新工科背景下計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中存在的問題，分別從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐培養(yǎng)模式、計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革、教學(xué)手段的應(yīng)用、多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建等五方面探索了解決的路徑。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育;新工科;應(yīng)用型人才

大數(shù)據(jù)時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新學(xué)科的興起，代表著新工科時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對(duì)這些新興學(xué)科的人才的需求激增，數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前我國教育行業(yè)對(duì)工程人才的培養(yǎng)， 人才質(zhì)量也與行業(yè)要求有所脫節(jié)。

一、當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中存在的問題

（一）目前，大多數(shù)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教學(xué)，主要以基本原理和上機(jī)操作為主，缺乏貼近互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)實(shí)踐的應(yīng)用知識(shí)和技能，所以學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與行業(yè)需求背離甚遠(yuǎn)，無法適應(yīng)迅速發(fā)展的的工程工業(yè)的需求。

（二）計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位不明確，傳統(tǒng)通識(shí)教育與專業(yè)基礎(chǔ)課程教育、專業(yè)實(shí)踐技能與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的區(qū)別不明確，學(xué)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)方面存在缺陷。

（三）隨著信息化、智能化、大數(shù)據(jù)等新概念的不斷涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程設(shè)置單一、內(nèi)容陳舊的問題日益凸顯。目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)與學(xué)生專業(yè)的教學(xué)是分離的，普遍存在重視專業(yè)課程，削弱基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)課程的現(xiàn)象。

（四）傳統(tǒng)教學(xué)手段下，教師主動(dòng)教書，學(xué)生被動(dòng)地接受，在教師解釋了基本的理論知識(shí)之后，讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，這種傳統(tǒng)的對(duì)學(xué)生單向灌輸模式和填鴨式教學(xué)嚴(yán)重束縛了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)探索知識(shí)的能力。

（五）經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)基本形成了機(jī)考和筆試相結(jié)合的考試形式，其弊端顯而易見——只能對(duì)學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行量化考評(píng)，卻無法客觀全面考評(píng)計(jì)算思維的能力。

二、解決路徑的探索

針對(duì)上述基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)教學(xué)中存在的問題，我們做了以下改革探索：

（一）建立學(xué)科專業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐培養(yǎng)模式

以專業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)，通過在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，將專業(yè)實(shí)踐與計(jì)算機(jī)能力培訓(xùn)結(jié)合起來相輔相成，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中引入更多的實(shí)踐性教學(xué)，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中貫穿計(jì)算思維的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考利用計(jì)算機(jī)尋求解決方案的深層次原因，核心是培養(yǎng)學(xué)生快速學(xué)習(xí)新事物的能力[1]。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)踐培養(yǎng)模式的建立重在改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)條件，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。目前，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室為全校各專業(yè)共享。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)不僅能滿足本專業(yè)的教學(xué)需要，而且能完成一定的科研任務(wù)。

1.在現(xiàn)有平臺(tái)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開發(fā)綜合實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

2.通過參加網(wǎng)絡(luò)安全攻防大賽、大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽等學(xué)科競賽推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)涵，以賽促教，以賽促學(xué);

3.培養(yǎng)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)室管理人才，完善健全實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)管理制度。

（二）新工科背景下計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的探究

新工科背景下，明確培訓(xùn)目標(biāo)，面向社會(huì)需求，構(gòu)建以通識(shí)教育為基礎(chǔ)、教學(xué)與科研相結(jié)合的寬口徑專業(yè)課程體系，根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)，制定了人才專項(xiàng)培訓(xùn)方案[2]。

1.課程體系合理調(diào)整

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程的學(xué)時(shí)由以前的 70 學(xué)時(shí)降為 64 學(xué)時(shí)，新增實(shí)踐4 個(gè)課時(shí)，課時(shí)分配見表1。

2.新增創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)模塊

在自治區(qū)和全國大學(xué)生年度創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)項(xiàng)目的訓(xùn)練下，轉(zhuǎn)變教育理念，適應(yīng)新工科發(fā)展的潮流，在課程之外增設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，安排教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，每名教師指導(dǎo)5至10名學(xué)生，開展小組式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)實(shí)踐活動(dòng)， 2019年，我系參與申報(bào)了包括派出所裝備物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)、社區(qū)多元化醫(yī)藥服務(wù)APP、涉案儲(chǔ)存介質(zhì)使用痕跡的線索提取方法研究等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練國家級(jí)3項(xiàng)，申報(bào)了新警察信息手機(jī)網(wǎng)站開發(fā)及運(yùn)營、基于公安工作的個(gè)人實(shí)名制機(jī)制構(gòu)建、互聯(lián)網(wǎng)+預(yù)測(cè)犯罪、二維碼案件預(yù)防與偵破、基于手機(jī)木馬分析的情報(bào)挖掘設(shè)計(jì)、基于快速報(bào)警定位小程序的應(yīng)用、智警綜合APP、通過旅游數(shù)據(jù)運(yùn)用人工智能分析嫌疑人動(dòng)態(tài)去向、人工智能與視頻行為分析、廣西大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽申報(bào)系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的個(gè)人活動(dòng)軌跡研判分析等訓(xùn)練項(xiàng)目11項(xiàng)。

總之，在新學(xué)科背景下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，“學(xué)以致用”的目的突出人才培養(yǎng)的本質(zhì)屬性，使工程應(yīng)用性成為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育價(jià)值歸屬的來源之一。教育應(yīng)服務(wù)于新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)。面向前瞻技術(shù)，應(yīng)以卓越軟件工程師為目標(biāo)，強(qiáng)化產(chǎn)教融合，引入國際先進(jìn)工程教育理念，利用新技術(shù)平臺(tái)，以企業(yè)需要為導(dǎo)向，開展校企合作，根據(jù)企業(yè)需要培養(yǎng)應(yīng)用型人才，滿足大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用型人才需求，讓學(xué)生在國家轉(zhuǎn)型升級(jí)中找到自己的職業(yè)理想和人生價(jià)值。

3.以“學(xué)科交叉融合”新理念推進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革

修改和改進(jìn)課程和內(nèi)容，同時(shí)加強(qiáng)基本的計(jì)算機(jī)技能，根據(jù)各專業(yè)的特征，專業(yè)課程與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程相結(jié)合，探索最佳融合效果。以交叉學(xué)科融合和實(shí)踐技能化作為教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)和教學(xué)方法改革的落腳點(diǎn)，以具體教學(xué)組織設(shè)計(jì)來反向推動(dòng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的改革。

我們對(duì)所有年級(jí)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了一系列問卷調(diào)查。學(xué)生的操作水平如表2所示：

表2 調(diào)查情況匯總表

問卷設(shè)置 Windows Word Excel PowerPoint

1.系統(tǒng)學(xué)習(xí)過、熟練 15.2% 9.3% 8.5% 13.6%

2.有一定了解、基本熟練 53.4% 47.3% 21.3% 33.8%

3.會(huì)一點(diǎn)點(diǎn) 28.2% 32.9% 54.7% 39.7%

4.完全不了解 3. 20% 10.50% 15. 5% 12.90%

根據(jù)這項(xiàng)調(diào)查，90%的學(xué)生在入學(xué)前已經(jīng)學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)、Windows基本操作和Office辦公軟件的基礎(chǔ)知識(shí)。

（三）在學(xué)科交叉融合思路中，促進(jìn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)

首先，教師創(chuàng)新教學(xué)方法。我們將教學(xué)班級(jí)按每組8-10人進(jìn)行分組，讓每個(gè)學(xué)生通過討論參與教學(xué)過程，并設(shè)計(jì)競賽和情景活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高動(dòng)手實(shí)踐能力。其次，將專門知識(shí)納入教學(xué)過程。如將公安信息知識(shí)引入公安專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)，將公安信息技術(shù)知識(shí)的內(nèi)容引入非公安專業(yè)學(xué)生等，這對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到了很好的前導(dǎo)和鋪墊作用。總之，科技融合新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)由被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變。

（四）多種信息技術(shù)手段相結(jié)合的教學(xué)手段的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)新工具的不斷發(fā)展，各種教學(xué)方法也在不斷發(fā)展，如幕課、翻轉(zhuǎn)課堂、教育 APP、 SPOC、混合式教學(xué)等，[3]教學(xué)從“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”。

我們嘗試采用翻轉(zhuǎn)課堂下的趣味性任務(wù)的教學(xué)方式。這種教學(xué)模式下，首先，要授課知識(shí)目標(biāo)一致的趣味性任務(wù)的提出和設(shè)計(jì)。通過巧妙提出任務(wù)，才能引起學(xué)生興趣;合理地設(shè)計(jì)使得我們的學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容得以覆蓋。其次，是翻轉(zhuǎn)課堂，教師通過課前提出的趣味性任務(wù)內(nèi)容、要求，以及完成情況評(píng)價(jià)，將課堂內(nèi)的時(shí)間交于學(xué)生。實(shí)現(xiàn)“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生的動(dòng)手、思考組織能力得到錘煉。大多數(shù)理論知識(shí)要求學(xué)生在上課前完成自主學(xué)習(xí)，他們可以從教材、網(wǎng)上查閱等方式獲取，也可以通過與同學(xué)的討論和交流獲得，在課堂上，教師運(yùn)用教學(xué)方法和合作方式實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，使學(xué)生通過實(shí)踐獲得更多的真實(shí)學(xué)習(xí)。

（五）“互聯(lián)網(wǎng)+教育”下多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

制定符合計(jì)算思維培養(yǎng)的多元化考評(píng)系統(tǒng)，真正全面的反映學(xué)生平時(shí)的表現(xiàn)、日常教學(xué)中的互動(dòng)，公平合理地測(cè)試學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，這也有助于提高學(xué)生的實(shí)踐能力。我們提出“多元化教學(xué)手段”和“多元化評(píng)價(jià)體系”相結(jié)合的教學(xué)改革為純理論教學(xué)內(nèi)容提供了相應(yīng)的改革思路，改變傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方法和考核形式，成為培養(yǎng)專業(yè)化、實(shí)戰(zhàn)化的計(jì)算機(jī)人才備選模式[4]。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)不應(yīng)只涉及學(xué)生的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，更重要的是獨(dú)立解決問題的實(shí)踐能力和思考能力。通過構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”下多元化教學(xué)評(píng)價(jià)體系，采取小組項(xiàng)目案例式”教學(xué)模式，使計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)真正滿足新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

結(jié)語

在新的產(chǎn)業(yè)背景下，適應(yīng)高校工程教育的改革與創(chuàng)新趨勢(shì)，面對(duì)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工程”人才的需求， 從應(yīng)用型綜合人才培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育模式改革研究入手，培養(yǎng)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的新工程應(yīng)用型人才。

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