新工科背景下應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)公共課程建設(shè)研究

劉璐

摘? 要：為提高計(jì)算機(jī)公共課程教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)新工科背景下對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型復(fù)合人才的需求。通過(guò)分析新工科背景下高校計(jì)算機(jī)公共課程面臨的教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，提出基于線上線下混合教學(xué)的計(jì)算機(jī)公共課程設(shè)計(jì)模式，闡述課程的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法的實(shí)施過(guò)程，為應(yīng)用型本科學(xué)校培養(yǎng)有能力的復(fù)合型工程人才提供了新思路，對(duì)計(jì)算機(jī)公共課程的教學(xué)研究與實(shí)踐有一定指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新工科? 計(jì)算機(jī)公共課程? 教學(xué)模式? 課程建設(shè)目標(biāo)

中圖分類號(hào)：TP3-0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）05（a）-0149-03

Abstract： In order to improve the teaching quality of computer public courses and meet the needs of high-quality innovative talents under the background of new engineering. Based on the analysis of the main problems in the teaching mode and practical teaching of computer public course in colleges and universities under the background of new engineering， this paper puts forward the design mode of computer public course based on online and offline mixed teaching， and expounds the implementation process of the construction goal， content， teaching mode and teaching method of the course， so as to provide reference for the application-oriented undergraduate schools to cultivate capable compound engineering talents It has a certain guiding value for the teaching research and practice of computer public course.

Key Words： New engineering; Computer public course; Teaching mode; Course construction goal

由“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”構(gòu)建的新工科教育“三部曲”，為我國(guó)高等學(xué)校的工程教育開(kāi)拓了新思維和新方向，如何培養(yǎng)造就多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供智力和人才支撐是高校教育發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。隨著高等教育的同質(zhì)化發(fā)展，普通地方應(yīng)用型本科院校畢業(yè)生就業(yè)難的問(wèn)題日益凸顯。提高地方應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與市場(chǎng)需求的匹配度，從優(yōu)化課程體系、重組課程資源、創(chuàng)新教學(xué)模式等方面進(jìn)行相應(yīng)的探索和實(shí)踐，深化地方應(yīng)用型本科院校新工科專業(yè)的辦學(xué)定位調(diào)整與辦學(xué)模式改革，才能更好地滿足新時(shí)代對(duì)于新工科人才的需求。針對(duì)目前國(guó)家迫切需要培養(yǎng)大批卓越工程科技人才的新需求，大學(xué)計(jì)算機(jī)公共課程需要在深化計(jì)算思維改革的前提下，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，更好地體現(xiàn)信息技術(shù)與不同專業(yè)的交叉融合，重構(gòu)課程體系結(jié)構(gòu)，整合關(guān)聯(lián)課程資源，完善課程群建設(shè)，創(chuàng)新課程教學(xué)方法，以適應(yīng)新工科背景下對(duì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型復(fù)合人才的需求。

1? 新工科背景下高校計(jì)算機(jī)公共課程面臨的問(wèn)題

1.1 計(jì)算機(jī)公共課程教學(xué)模式中存在的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)公共課程作為通識(shí)教育課程平臺(tái)的重要組成部分，承載著引導(dǎo)學(xué)生從基礎(chǔ)教育到高等教育過(guò)渡的重要任務(wù)，是學(xué)生接觸計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的起步，是喚起學(xué)生求知欲、激發(fā)潛能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)公共課程群開(kāi)設(shè)課程一般是以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程為支撐，由高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（針對(duì)不同專業(yè)開(kāi)設(shè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)或Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等）、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等多個(gè)邏輯并聯(lián)性較強(qiáng)的一系列課程組成一個(gè)群組，突破單科課程的教學(xué)內(nèi)容，形成的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程體系，如圖1所示。其中大學(xué)計(jì)算機(jī)課程主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生初步建立起利用計(jì)算機(jī)求解專業(yè)問(wèn)題的基本思路、方法和能力，潛移默化地為學(xué)生注入創(chuàng)新性的思維方式，目標(biāo)是服務(wù)于學(xué)生就業(yè)。高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程主要培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論、程序設(shè)計(jì)基本能力和基本邏輯思維能力、數(shù)據(jù)抽象思維及理解計(jì)算機(jī)的核心原理和解決問(wèn)題的基本步驟，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題相結(jié)合，為有效地解決專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題提供更好的解決思路和解決方法;數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用則要求學(xué)生學(xué)會(huì)問(wèn)題建模、面向?qū)ο笏季S和分析組織管理數(shù)據(jù)能力和軟件工程能力。但課程開(kāi)設(shè)一般安排在大一年級(jí)，學(xué)生面臨需要從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式調(diào)整，缺乏自我管理和合理規(guī)劃學(xué)習(xí)的能力等問(wèn)題;加之部分學(xué)生認(rèn)為已在初高中的信息技術(shù)課程接觸過(guò)一些計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此對(duì)該課程的重視程度不高。但在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)由于地域差異性、對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)重視程度不同等因素造成學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用能力參差不齊，學(xué)生普遍存在操作能力薄弱、學(xué)用脫節(jié)，缺乏基本數(shù)據(jù)抽象思維及編程思想等問(wèn)題。因此，在計(jì)算機(jī)公共課程教學(xué)中既要強(qiáng)化計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，也要融入計(jì)算機(jī)學(xué)科新技術(shù)，尤其是與各個(gè)學(xué)科專業(yè)有機(jī)融合，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)公共課程，能有效提升科學(xué)和工具理性的思維，計(jì)算機(jī)公共課程知識(shí)能為其所用，助其發(fā)展。

1.2 計(jì)算機(jī)公共課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題

當(dāng)前許多高校在計(jì)算機(jī)公共課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置時(shí)多側(cè)重理論驗(yàn)證，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前行業(yè)就業(yè)需求脫節(jié)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)沒(méi)有真正注重創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，沒(méi)有針對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)需求構(gòu)建符合自身辦學(xué)層次與特色的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，沒(méi)有根據(jù)地方特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的實(shí)際需求調(diào)整專業(yè)實(shí)踐安排，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容偏重驗(yàn)證性實(shí)踐，體現(xiàn)創(chuàng)造性、設(shè)計(jì)性及多學(xué)科交叉的綜合性實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容甚少，且缺乏與相關(guān)專業(yè)的融合;教學(xué)環(huán)節(jié)中仍主要以教師為中心，演示引導(dǎo)多，學(xué)生參與少，學(xué)生的實(shí)踐能力、解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力無(wú)法得到有效提升[1]。實(shí)踐教學(xué)手段單一，實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)與就業(yè)需求脫節(jié)，實(shí)踐教學(xué)體系尚不能滿足培養(yǎng)出支撐引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展的工程技術(shù)人才的需求，亦不足以適應(yīng)就業(yè)市場(chǎng)需求。新工科背景下，要培養(yǎng)出專精某一領(lǐng)域在其他學(xué)科上也所有發(fā)展的高端復(fù)合型人才，就需要對(duì)計(jì)算機(jī)公共課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，厚理論基礎(chǔ)，強(qiáng)實(shí)踐能力，適應(yīng)企業(yè)以價(jià)值為導(dǎo)向的用人需求，將人才培養(yǎng)的關(guān)鍵定位在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力上，使實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)明確具體，適應(yīng)轉(zhuǎn)型發(fā)展和行業(yè)發(fā)展的需求。

2? 新工科背景下應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)公共課程建設(shè)與改革

為滿足新工科背景下國(guó)家對(duì)高端復(fù)合型人才的需求，以提高學(xué)生工程思維和科學(xué)思維能力和訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維為目標(biāo)，建構(gòu)各關(guān)聯(lián)課程間聯(lián)合體系，以課程綜合化思想對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合與優(yōu)化，以專業(yè)人才培養(yǎng)需求為導(dǎo)向，通過(guò)分類教學(xué)、嵌入不同專業(yè)需求對(duì)計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程體系進(jìn)行分類構(gòu)建與改革創(chuàng)新，從而滿足不同專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決問(wèn)題能力的需求差異[2]。

2.1 基于線上線下混合教學(xué)的計(jì)算機(jī)公共課程設(shè)計(jì)

當(dāng)代大學(xué)生被稱為“數(shù)字原生代”，伴隨網(wǎng)絡(luò)的普及和各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的廣泛運(yùn)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式已經(jīng)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。他們更習(xí)慣靈活的、碎片化的學(xué)習(xí)模式，更樂(lè)于嘗試學(xué)習(xí)平臺(tái)上個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更適應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的互動(dòng)討論。融合MOOC/SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂的線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)可以更好地利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情境，合理安排教學(xué)模式設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成一個(gè)完整的教學(xué)閉環(huán)，從而更好地促進(jìn)課程教學(xué)[3]。對(duì)接新工科建設(shè)要求，在充分調(diào)研學(xué)生需求、能力及行業(yè)人才需求的前提下，以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，采用線上、線下相結(jié)合，講授、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生工程思維與跨學(xué)科思維的兼容并包與無(wú)縫連接[4]。

2.2 應(yīng)用型地方本科院校計(jì)算機(jī)公共課程群的混合式教學(xué)模式建設(shè)

基于MOOC/SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂的線上線下混合教學(xué)模式的課程群建設(shè)，將各專業(yè)人才培養(yǎng)方案中要求的與計(jì)算機(jī)公共課程群關(guān)聯(lián)的能力培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行合理分解，并分配到課程群相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)踐中[5]。基于MOOC/SPOC教學(xué)平臺(tái)的課程群資源（如所在學(xué)校是基于超星泛雅平臺(tái)）建設(shè)的主要流程包括確立課程標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)課程整體實(shí)現(xiàn)、開(kāi)發(fā)視頻資源、完善線上資料。其中課程整體設(shè)計(jì)是根本，以“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”建設(shè)為例，秉承“掌握程序設(shè)計(jì)思想、提升學(xué)生實(shí)踐能力、形成計(jì)算思維習(xí)慣”的原則，對(duì)課程內(nèi)容的模塊式劃分注重體現(xiàn)程序設(shè)計(jì)知識(shí)完整性和系統(tǒng)性的同時(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題的能力培養(yǎng)，使學(xué)生通過(guò)混合式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其大工程觀和以系統(tǒng)能力為核心的解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。核心資源設(shè)計(jì)則是基礎(chǔ)，微課設(shè)計(jì)要營(yíng)造一對(duì)一的親切感，而10～15 min的視頻最吸引人，教師出鏡更能提高學(xué)生的參與度。在設(shè)計(jì)微課時(shí)，教師要注意利用微課豐富的畫(huà)面資源將教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)給予生動(dòng)呈現(xiàn)。例如：在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)關(guān)于循環(huán)結(jié)構(gòu)中“窮舉法”知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中，教師可先通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布課前預(yù)習(xí)，要求學(xué)生熟悉“百錢(qián)買(mǎi)百雞”“雞兔同籠”“韓信點(diǎn)兵”等問(wèn)題的數(shù)學(xué)背景及數(shù)學(xué)求解方法，然后將“窮舉法”編程思想制作微課，用微課內(nèi)容展示“窮舉法”是通過(guò)一一驗(yàn)證問(wèn)題所有可能性來(lái)尋求問(wèn)題最終結(jié)果。教師通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布通知要求課前預(yù)習(xí)觀看微課視頻，視頻素材要豐富，內(nèi)容緊湊、主題突出的微課可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以更便捷、更容易接受的方式將重要知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，同時(shí)呼應(yīng)課程教學(xué)中for循環(huán)語(yǔ)句、標(biāo)志變量的用法、循環(huán)控制語(yǔ)句break的應(yīng)用等教學(xué)目標(biāo)。課后教師可在平臺(tái)上發(fā)布如“水仙花數(shù)問(wèn)題”“愛(ài)因斯坦的數(shù)學(xué)題”等相關(guān)案例作為課后作業(yè)，可以讓學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)課上所學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)上傳平臺(tái)的微課內(nèi)容中涵蓋的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)也可以供學(xué)生課后反復(fù)鞏固學(xué)習(xí)。完善線上資料作為抓手，線上開(kāi)放課程網(wǎng)頁(yè)的建設(shè)通常包括課程簡(jiǎn)介、教學(xué)團(tuán)隊(duì)介紹、章節(jié)單元設(shè)置、課程內(nèi)容安排、習(xí)題庫(kù)考試題庫(kù)及課程評(píng)價(jià)方式設(shè)置等方面。學(xué)生可通過(guò)這些資源，在課程學(xué)習(xí)前了解該課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)體系及各章重點(diǎn)難點(diǎn)的具體學(xué)習(xí)要求，在完成相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)后可以通過(guò)課后作業(yè)、章節(jié)測(cè)試及期末考核等形式檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效，以便在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與改進(jìn)。建立應(yīng)用能力目標(biāo)導(dǎo)向的評(píng)多維度價(jià)體系。計(jì)算機(jī)公共課程群的課程考核評(píng)價(jià)中實(shí)踐能力考核占比要適當(dāng)提高[6]?；贛OOC/SPOC平臺(tái)的課程學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)要更加綜合化，除了注重傳統(tǒng)的課后習(xí)題、章節(jié)測(cè)試和期末考試等這種評(píng)價(jià)方式外，要推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程和考核方式的有機(jī)融合。注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)和綜合實(shí)踐能力評(píng)價(jià)，以參加各類競(jìng)賽的成績(jī)或完成依托企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的真實(shí)案例效果的考核作為評(píng)價(jià)的重要組成部分，注重訓(xùn)練與培養(yǎng)能無(wú)縫適應(yīng)企事業(yè)單位需求的工程人才，使得課程群的應(yīng)用能力目標(biāo)要求更加突出。

3? 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)公共課程有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和工程思維能力，有助于提升學(xué)生職業(yè)發(fā)展的適應(yīng)能力、使其始終保持發(fā)展視野和終身學(xué)習(xí)能力。學(xué)校應(yīng)以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以教學(xué)實(shí)踐為抓手，加強(qiáng)工程實(shí)踐背景培育。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)公共課程建設(shè)流程的持續(xù)優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)的逐步積累，不斷豐富和完善混合式教學(xué)的改革與創(chuàng)新，提出適合新工科教育理念的教學(xué)模式構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生提供基于線上線下混合教學(xué)的多元化學(xué)習(xí)空間，對(duì)提升應(yīng)用型本科學(xué)校計(jì)算機(jī)公共課程的教學(xué)質(zhì)量和效果具有積極的促進(jìn)作用。

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