“新工科”背景下計算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革與實踐研究

趙慧玲 孟憲穎 毛應(yīng)爽

摘要：根據(jù)國家提出的新工科戰(zhàn)略理念，針對目前我校計算機(jī)專業(yè)教學(xué)中存在的問題，研究確定“新工科”背景下計算機(jī)專業(yè)職業(yè)能力體系、專業(yè)課程體系，探究教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式，以實踐、創(chuàng)新為能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革，通過多種手段提升學(xué)生的實踐能力和科技創(chuàng)新意識，為新時代新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展培養(yǎng)更符合社會需求的IT人才。

關(guān)鍵詞：新工科;計算機(jī)專業(yè);教學(xué)模式

中圖分類號： G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? 文章編號：1002-4107（2021）09-00? -02

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、 區(qū)塊鏈的快速發(fā)展，新一輪的技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)革新也在加速進(jìn)行，工科教育再次被重新審視，教育部提出了“新工科”的概念。新工科強(qiáng)調(diào)以信息化帶動工業(yè)化，要求教師在新形勢下，探索工科專業(yè)新結(jié)構(gòu)，更新專業(yè)人才知識體系，創(chuàng)新教育方式與手段，培養(yǎng)實踐能力強(qiáng)、具有較高的創(chuàng)新能力的復(fù)合型“新工科”人才 [1]。基于國家提出的新要求，研究改革現(xiàn)有的計算機(jī)職業(yè)能力目標(biāo)和課程體系，以適應(yīng)社會的發(fā)展的新需要。

一、現(xiàn)狀分析

目前，我國在新經(jīng)濟(jì)、新技術(shù)驅(qū)動的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中，企業(yè)對IT人才需求巨大。然而，現(xiàn)階段該專業(yè)的很多應(yīng)屆畢業(yè)生卻無法直接上崗，IT產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題之一就是技術(shù)結(jié)構(gòu)更新不及時，導(dǎo)致符合企業(yè)需求的IT人才供應(yīng)不足。因此，要推進(jìn)我國IT業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，適應(yīng)新時代、新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，迫切需要培養(yǎng)和造就一批高素質(zhì)、技能型、創(chuàng)新性的IT人才[2]。

二、新工科背景下計算機(jī)專業(yè)崗位能力分析

緊緊圍繞“新工科”主旨，結(jié)合我校計算機(jī)專業(yè)特點及相關(guān)企業(yè)調(diào)研，獲取IT企業(yè)對計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的崗位劃分與職責(zé)能力及素質(zhì)要求，完善計算機(jī)專業(yè)能力體系，根據(jù)調(diào)研，確定我校計算機(jī)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可從事的工作及能力點主要如表所1示。

計算機(jī)專業(yè)工作范圍分析 能力點

1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù); 掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)知識，基本理論，培養(yǎng)具有一定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)，具備從事程序設(shè)計、Web的軟件開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)管理和安全維護(hù)能力的網(wǎng)絡(luò)高技術(shù)應(yīng)用型人才。

2.計算機(jī)軟件開發(fā); 掌握應(yīng)用軟件開發(fā)的原理和技術(shù)、開發(fā)過程，提高學(xué)生軟件開發(fā)的實際應(yīng)用能力。

3.計算機(jī)應(yīng)用技術(shù); 掌握扎實的計算機(jī)應(yīng)用根底，具備計算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識及應(yīng)用能力。

4.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人員; 掌握數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和基本方法，具備數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力。

5.計算機(jī)操作維護(hù)。 掌握計算機(jī)的軟硬件維護(hù)、升級和故障維修，了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日常管理和維護(hù)知識。

三、根據(jù)能力點確定計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

以“新工科”建設(shè)為指導(dǎo)思想，結(jié)合就業(yè)崗位及能力點，確定計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)和IT技術(shù)發(fā)展需要的德智體等全面發(fā)展，系統(tǒng)地掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域從事嵌入式及網(wǎng)絡(luò)軟件研發(fā)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與維護(hù)、計算機(jī)應(yīng)用研究及管理等工作，具有一定的專業(yè)素養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)作能力，并能進(jìn)行有效地表達(dá)和交流的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

四、構(gòu)建符合新工科背景的計算機(jī)專業(yè)學(xué)科體系

根據(jù)計算機(jī)專業(yè)崗位能力分析及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以計算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，對現(xiàn)有的計算機(jī)專業(yè)課程體系進(jìn)行全面審視，整合學(xué)科內(nèi)容，合理調(diào)整計算機(jī)專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)，引入符合時代發(fā)展需要的新興課程，引導(dǎo)計算機(jī)選修與必修課程的合理結(jié)合，確定符合新工科背景的計算機(jī)專業(yè)學(xué)科體系。

重置專業(yè)體系內(nèi)各學(xué)科的技能培養(yǎng)目標(biāo)，并對學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行了整合。在原有的主干課程如： Java語言程序設(shè)計、計算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用、計算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微型計算機(jī)原理、操作系統(tǒng)、軟件工程、Windows程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、Web程序設(shè)計基礎(chǔ)、Linux操作系統(tǒng)、Java Web高級開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、大型數(shù)據(jù)庫等課程基礎(chǔ)上，針對社會新要求開設(shè)了移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備程序設(shè)計、人工智能、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、大數(shù)據(jù)導(dǎo)論、云計算技術(shù)等特色課程。

五、教學(xué)模式改革

（一）、構(gòu)建了“以項目開發(fā)為主線，以“知識目標(biāo)”和“能力目標(biāo)”培養(yǎng)為雙翼” 的計算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)策略

為提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，在教學(xué)過程中采用 “以項目開發(fā)”為主線，以“知識目標(biāo)”和“能力目標(biāo)”培養(yǎng)為雙翼的教學(xué)策略。根據(jù)課程能力目標(biāo)將各類知識點、能力點巧妙的融入到項目中，使學(xué)生在完成項目的同時，鞏固了相關(guān)知識點，并鍛煉、提升了各種能力。這種方法避免了知識點內(nèi)容孤立、零散、缺乏延續(xù)性和整體性，不但使教學(xué)內(nèi)容的過渡更加自然，銜接更加緊，更增加了學(xué)生對于課程的總體認(rèn)知和把控能力。

（二）、利用超星網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)建線上線下教學(xué)雙結(jié)合的混合教學(xué)模式

積極構(gòu)建并完善在線課程，利用超星平臺，將在線課程與本地課堂授課進(jìn)度和知識點的講解緊密組織編排起來，既豐富了教學(xué)環(huán)節(jié)，又增強(qiáng)了學(xué)生的體驗感和新鮮感。

首先是課前在線學(xué)習(xí)，教師根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)大綱、授課計劃，以項目為載體，融合每章、每節(jié)的核心知識點，設(shè)計每次課的學(xué)習(xí)任務(wù)視頻，并布置課前思考。學(xué)生帶著老師提前發(fā)布的課前思考去觀看各個教學(xué)視頻，并記錄疑難點;然后是課堂面對面教學(xué)，教師需要聚焦問題，答疑解惑，學(xué)生再結(jié)合問題式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)以及自主合作探究等學(xué)習(xí)方式完成知識內(nèi)容的學(xué)習(xí);最后是課后在線學(xué)習(xí)，學(xué)生結(jié)合線上資源有針對地進(jìn)行復(fù)習(xí)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

線上線下雙結(jié)合的教學(xué)模式將整個教學(xué)過程科學(xué)地拆分到“學(xué)”—“思”—“問”—“講”—“做”—“匯”教學(xué)過程中的每一個環(huán)節(jié)，這種教學(xué)模式更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程參與度，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，從學(xué)習(xí)的被動者到學(xué)習(xí)的主動者，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，也實現(xiàn)了隨時隨地、有針對性、個性化的教學(xué)。

六、構(gòu)建多種實踐教學(xué)體系，提高學(xué)生創(chuàng)新、實踐能力

（一）、因材施教，系統(tǒng)、分層、創(chuàng)新的設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容 ，構(gòu)建概括性的知識圖式

改革實踐環(huán)節(jié)，精心編排實驗教學(xué)內(nèi)容并進(jìn)行分類分層，讓基礎(chǔ)一般的學(xué)生完成基礎(chǔ)性、驗證性、設(shè)計性和難度一般的綜合性實驗，程度較好的學(xué)生可以進(jìn)一步完成綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗，不同層次的學(xué)生都能夠在自己能力范圍內(nèi)完成實驗，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展。

（二）、鼓勵學(xué)生參加各類大賽

鼓勵學(xué)生參加“中國大學(xué)生軟件設(shè)計大賽”， “網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)賽”， “互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，探索以競賽促進(jìn)技能人才不斷提優(yōu)的培養(yǎng)模式，縮短學(xué)校培養(yǎng)的人才與企業(yè)要求的人才之間的差距，實現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)之間人才知識能力結(jié)構(gòu)的緊密鏈接，滿足社會需求。

（三）、改革優(yōu)化計算機(jī)專業(yè)的課程設(shè)計，根據(jù)學(xué)生能力建立“傳幫帶”團(tuán)隊小組

對計算機(jī)術(shù)業(yè)課程的實訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新改革，根據(jù)學(xué)生層次和能力水平建立梯隊，不同梯隊的若干成員組成一個小組，小組人數(shù)不要超過5個人，教師對題目提供方向，給學(xué)生一定的自由度，學(xué)生根據(jù)興趣選擇題目，然后由指導(dǎo)老師對選題進(jìn)行審核;小組負(fù)責(zé)人按照功能模塊及組內(nèi)成員能力對組內(nèi)成員進(jìn)行分工和組織，實現(xiàn)“傳幫帶”的學(xué)習(xí)模式，實現(xiàn)知識和技能的可持續(xù)傳遞。

在新工科建設(shè)背景下，IT行業(yè)對培育高質(zhì)量的計算機(jī)專業(yè)人才提出了更高的要求，高等學(xué)校應(yīng)注重跟蹤新工科理念發(fā)展，及時掌握專業(yè)人才的能力要求，并從教育理念、人才培養(yǎng)目標(biāo)、 課程體系、教學(xué)方法等多視角切入，優(yōu)化革新計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，進(jìn)而培育出與新工科需求相適應(yīng)的高素質(zhì)人才[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]江家寶，劉擁，陳麗萍.新工科建設(shè)中地方應(yīng)用型高校計算機(jī)課程實踐教學(xué)模式探究[J].計算機(jī)教育，2020（ 9） ： 150-153.

[2]向卓，李浪.新工科”背景下獨立學(xué)院計算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案探[J].教育教學(xué)論壇，2020（34） ： 257-258.

[3]陳作聰，朱曉靜.新工科建設(shè)背景下計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的改革與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（9）：53-55.