面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的計算機通識教育實踐

張銀南，馬楊琿，馬偉鋒

（浙江科技學(xué)院信息與電子工程學(xué)院，浙江杭州 310023）

0 引言

2014 年，國家提出要引導(dǎo)一批本科高校向應(yīng)用技術(shù)類高校轉(zhuǎn)型，隨后多所院校將學(xué)校辦學(xué)定位為應(yīng)用型高校。2017 年，教育部提出了“新工科”理念，探索助力國家發(fā)展的教育新模式。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢下，新工科建設(shè)是新時代高等教育的重要內(nèi)容，更強調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性。各高校聚力服務(wù)科技創(chuàng)新國家戰(zhàn)略需求、服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展、落實立德樹人根本任務(wù)、推進(jìn)教育高質(zhì)量發(fā)展，相繼推出一系列舉措。

計算機應(yīng)用能力已成為各學(xué)科高層次人才應(yīng)具備的基本能力。作為未來從業(yè)者，大學(xué)生需要具備信息技術(shù)與學(xué)科融合能力及利用計算機解決問題的能力。新工科的提出強化了開設(shè)計算機通識課程的必要性，對大學(xué)計算機通識教育、跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了更高要求。

1 應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)需求

1.1 相關(guān)企業(yè)調(diào)研

為了確保數(shù)據(jù)的針對性，對浙江省2018 年“隱形冠軍”（培育）企業(yè)進(jìn)行調(diào)研。統(tǒng)計分析得出，企業(yè)在推進(jìn)智能制造方面存在的最大困難是人才不足，占72.4%。如何吸引人才到企業(yè)工作，并留住人才，成為制約企業(yè)推動智能制造發(fā)展的主要困難之一。

近年來，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)對畢業(yè)生的需求發(fā)生了變化：①制造企業(yè)對設(shè)計、調(diào)試、編程、工程實施等方面的復(fù)合型人才需求尤為緊迫；②碩士以上學(xué)位畢業(yè)生需求增加；③溝通能力、跨文化能力、寫作與管理能力等要求提升。

1.2 企業(yè)對高校人才培養(yǎng)需求

新時代下的復(fù)合型人才不僅需要有扎實的專業(yè)能力，還需要與思政教育、業(yè)務(wù)場景、創(chuàng)新能力、數(shù)字化能力相結(jié)合。這要求高等教育以新理念、新模式培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革及新經(jīng)濟發(fā)展的新興人才。

應(yīng)用型高校要對接國家戰(zhàn)略、經(jīng)濟社會發(fā)展和人的全面發(fā)展需求，將學(xué)校發(fā)展規(guī)劃與經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)帶、產(chǎn)業(yè)鏈的布局、數(shù)字化轉(zhuǎn)型緊密結(jié)合，培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和地方產(chǎn)業(yè)的復(fù)合型、應(yīng)用型人才。

但目前應(yīng)用型高校在人才培養(yǎng)中存在三大難題：一是人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展契合度需加強；二是多元協(xié)同人才培養(yǎng)體系亟需建立；三是學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力有待提升。

2 計算機通識教育

2.1 信息技術(shù)驅(qū)動

當(dāng)前，以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為代表的信息技術(shù)日新月異，給各行各業(yè)帶來了深刻變化，在許多領(lǐng)域引發(fā)了一系列革命性突破。對高等學(xué)校的人才培養(yǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)，也驅(qū)動著傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)涵、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評價等方面進(jìn)行變革。

在此背景下，高校計算機通識課程的重要性和基礎(chǔ)性更加凸顯，對于培養(yǎng)學(xué)生具備深厚的計算思維和計算機問題求解能力十分重要。

2.2 計算機通識教育發(fā)展

計算機通識教育是全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)的重要支柱，在高等學(xué)校的通識課程體系中占有核心地位。

近幾年來，圍繞高校計算機通識課程的改革如火如荼。2018 年，浙江大學(xué)提出大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)頗具層次的“寬、專、融”課程體系，并形成對四年專業(yè)培養(yǎng)的持續(xù)支撐。2018 年6 月，山東大學(xué)提出智能時代計算機通識教育“1+N”課程體系，提出依托產(chǎn)學(xué)合作的計算機通識教育新技術(shù)系列課程建設(shè)；2018 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出哈工大新工科“Π 型”方案，實施新工科建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)；2019 年，華南理工大學(xué)提出“新工科F 計劃”，構(gòu)建“通識+專業(yè)+雙創(chuàng)”深度融合的課程體系，培養(yǎng)“三創(chuàng)型”工科領(lǐng)軍人才。劉宇等提出基于OBE 與主體間性教育理念，對創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法課程教學(xué)進(jìn)行設(shè)計與實證研究，對新興技術(shù)背景下高校通識課教學(xué)提出建議。

3 對人才培養(yǎng)模式的認(rèn)識與思考

目前，計算機通識教育受到來自多方面的挑戰(zhàn)，如何在有限的教學(xué)時間內(nèi)實現(xiàn)通識教育目標(biāo)，是學(xué)校和教師面臨的一個重要問題。許多高校對此展開研究，本文主要針對應(yīng)用型高校進(jìn)行調(diào)研分析。

3.1 計算機教育調(diào)研

對學(xué)生狀況、計算機教學(xué)情況進(jìn)行調(diào)研，情況如下：

（1）中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)實狀況。教育部頒布《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》，要求學(xué)生掌握信息技術(shù)基礎(chǔ)知識與基本技能，增強信息意識和計算思維能力，提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，樹立正確的信息社會世界觀、人生觀和價值觀。課程涵蓋了程序設(shè)計、算法、計算思維、軟硬件設(shè)計應(yīng)用等眾多模塊。但由于信息課程知識量很大，學(xué)生可以選考信息技術(shù)，造成學(xué)生之間差距較大。

（2）大學(xué)新生信息技術(shù)掌握現(xiàn)實狀況。對浙江科技學(xué)院2020 級新生的計算機知識掌握情況進(jìn)行調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，高中階段，受教師個體特征（如性別、學(xué)歷、教齡、專業(yè)知識水平、態(tài)度等）等主觀因素影響，以及教育政策、課程開設(shè)條件和地域（如學(xué)校地理位置）等客觀因素的影響，地區(qū)間、學(xué)校間計算機教學(xué)水平差異較大，導(dǎo)致新生個體計算機應(yīng)用能力差異較大。

3.2 計算機通識教育存在的問題

經(jīng)過多年教學(xué)探索發(fā)現(xiàn)，計算機通識教育主要存在以下問題：

（1）教學(xué)環(huán)境問題。受課時、師資、條件等諸多因素限制，無法建立起系統(tǒng)化的課程體系和實踐體系，從而無法加強學(xué)生信息融合創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（2）課程建設(shè)缺乏專業(yè)特色。目前，計算機通識教育中課程建設(shè)有待加強，專業(yè)特點明顯不足。計算機通識類課程開課面廣，不同專業(yè)對于計算機技術(shù)要求的側(cè)重點有所不同，需根據(jù)專業(yè)特點設(shè)置教學(xué)內(nèi)容和選擇教學(xué)方法，做到有的放矢。

（3）教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新不夠。缺乏交叉融合的創(chuàng)新性課程，使計算機基礎(chǔ)教學(xué)對學(xué)生的吸引力不夠，無法教會學(xué)生如何應(yīng)用計算機解決專業(yè)發(fā)展中的問題。

（4）沒有考慮學(xué)生層次與差異。目前，全國高考模式?jīng)]有完全統(tǒng)一，高中階段課程設(shè)置也有所不同。如果不考慮學(xué)生差異性，統(tǒng)一安排教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，必定會出現(xiàn)跟不上和吃不飽的情況。

3.3 計算機通識教育新要求

2021 年4 月1 月，教育部辦公廳發(fā)布了《高等職業(yè)教育專科英語、信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2021 年版）》，課程任務(wù)要求：吸納信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，通過理實一體化教學(xué)，提升學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的綜合能力。

為適應(yīng)新的人才培養(yǎng)要求，各大高校對大學(xué)計算機通識課程改革的探索正逐漸深入，并提出了一些新思路、新模式。浙江科技學(xué)院作為中德政府合作辦學(xué)項目的實施單位，一直以來致力于培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人、多學(xué)科交叉育人、國際合作聯(lián)合育人機制。“夯實基礎(chǔ)、強化實踐、拓展技能、提升能力、突出創(chuàng)新”是新技術(shù)背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)原則。計算機通識教育主要延續(xù)其在中學(xué)的教學(xué)，進(jìn)一步提升學(xué)生應(yīng)用能力。

4 計算機通識教學(xué)探索與實踐

根據(jù)應(yīng)用型高校辦學(xué)特色，結(jié)合人才培養(yǎng)需求和學(xué)生現(xiàn)狀，計算機基礎(chǔ)教學(xué)部作為計算機基礎(chǔ)課程的組織單位，對計算機通識教育進(jìn)行了探索與實踐。深入探討計算機通識課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容更新與教學(xué)方式變革，從深度和廣度兩個層面提升計算機新技術(shù)在各專業(yè)的融合應(yīng)用。

4.1 課程目標(biāo)

為滿足各專業(yè)對計算機基礎(chǔ)教學(xué)的要求，考慮大學(xué)新生在計算機基礎(chǔ)能力方面的差異，探討如何設(shè)計科學(xué)、實用和前瞻性的計算機通識教育課程體系與教學(xué)內(nèi)容，提高各專業(yè)學(xué)生的計算思維與信息技術(shù)能力。大學(xué)計算機通識課程教學(xué)目標(biāo)應(yīng)將知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，提升學(xué)生工程實踐與創(chuàng)新能力。

4.2 改革思路

為了實現(xiàn)通識教育與個體發(fā)展相結(jié)合、通識教育與創(chuàng)新教育相融合、通識教育與專業(yè)教育相補充的全人格教育。通過采取“分類教學(xué)和分級教學(xué)”的協(xié)同教學(xué)模式，進(jìn)行通識教育課程設(shè)計和布局，培養(yǎng)學(xué)生運用計算機知識和技術(shù)解決本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力。

4.3 教學(xué)模式

探索多元化教學(xué)模式，利用微課提高慕課資源共享的有效性。實踐與應(yīng)用是傳統(tǒng)工科專業(yè)計算機基礎(chǔ)通識教育的主導(dǎo)方向。

（1）進(jìn)行科學(xué)的教學(xué)設(shè)計。針對課程特點和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。采用啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)、研探討式教學(xué)等多種教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

（2）線上與線下相結(jié)合。為了解決課時有限與教學(xué)內(nèi)容不斷增加的矛盾，并考慮學(xué)生層次與差異，采用線上線下相結(jié)合的授課模式。

（3）注重學(xué)生能力提升。在開放性的實驗平臺和系統(tǒng)中，注重引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思維能力和動手能力。

（4）注重創(chuàng)新教育。建立創(chuàng)新基地，在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下，與課程結(jié)合，開展課外科技項目訓(xùn)練。

（5）采用多元化評價方式。通過“在線成績+實驗成績+課堂表現(xiàn)+考試成績”的評價方式，綜合考慮平時在線學(xué)習(xí)、課堂實踐、期末考核等因素，總結(jié)性評價與過程性評價相結(jié)合。

4.4 課程體系

合理設(shè)計適合各專業(yè)需求的課程，探討柔性化、可支撐分類分層次計算機通識教育的課程體系。制定新的教學(xué)大綱、實施分類分層次教學(xué)，開設(shè)新生研探討課、全校性通識公共選修課、開放實驗作為拓展，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，幫助學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)。

計算機通識課程由基礎(chǔ)模塊和拓展復(fù)合模塊兩部分構(gòu)成。計算機通識類主要課程如表1所示。

Table 1 List of major courses of computer general studies表1 計算機通識主要課程一覽表

4.5 教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)纳疃群蛷V度，體現(xiàn)時代性和前沿性，各部分之間應(yīng)該具有內(nèi)在的邏輯關(guān)系。①按照畢業(yè)要求和社會需求，優(yōu)化信息技術(shù)通識教育類課程個性化內(nèi)容，加強課程內(nèi)涵建設(shè)；②加強計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)研究，做好線上線下教學(xué)資源建設(shè)；③引入針對專業(yè)的典型案例，了解新一代信息技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用，拓展學(xué)生視野，賦能各自專業(yè)實際應(yīng)用；④隨著課程改革的推進(jìn)，編寫新形態(tài)教材，實現(xiàn)知識講解和信息技術(shù)能力訓(xùn)練兩大教學(xué)目標(biāo)。

5 實施效果

持續(xù)跟蹤信息技術(shù)發(fā)展趨勢，重新規(guī)劃課程目標(biāo)，梳理課程內(nèi)容，構(gòu)建授課內(nèi)容體系，修訂教學(xué)大綱，最終使課程教學(xué)和內(nèi)容更加切合現(xiàn)實需要。教學(xué)實踐表明，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)，能有效地提高教與學(xué)的質(zhì)量和效率，采用多元化的教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生計算思維、問題求解、自主學(xué)習(xí)能力，并提高整體教學(xué)效果。

（1）課程開發(fā)成果顯著。開發(fā)了計算機基礎(chǔ)CAI 系統(tǒng)并推廣到多所高校，開發(fā)了C 語言程序設(shè)計、Python 基礎(chǔ)等MOOC 課程，多門課程獲省高?！皣揖氛n程”、校精品在線開放課程。通過線上線下混合式教學(xué)，進(jìn)行分類分級教學(xué)，程序設(shè)計課在“PTA 程序設(shè)計實驗輔助教學(xué)平臺”布置不同層次的題目，讓學(xué)生通關(guān)練習(xí)。

（2）教學(xué)成果多次獲獎。C 語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革與實踐、應(yīng)用型本科院校計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程體系探索與實踐、“互聯(lián)網(wǎng)+”多元化的C 語言程序設(shè)計課程教學(xué)實踐、學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練融入應(yīng)用型創(chuàng)新軟件人才培養(yǎng)全過程的探索與實踐等獲校教學(xué)成果獎?！禖 語言程序設(shè)計》課程評為“全國生態(tài)文明信息化教學(xué)成果獎（D 類）”。

（3）學(xué)生參賽獲獎。從大一抓起，使得課程內(nèi)容更具有實用價值，讓學(xué)生感覺到學(xué)有所獲。多位學(xué)生在課堂和課外學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，在教師指導(dǎo)下，參加大學(xué)生課外科技創(chuàng)新與實踐項目（如國創(chuàng)項目）、大學(xué)生ACM 程序設(shè)計競賽、大學(xué)生計算機設(shè)計競賽等，取得了優(yōu)異成績，在省賽和國賽中多次獲獎。學(xué)生論文“《Python 基礎(chǔ)》課程中的學(xué)習(xí)與思考”獲省級課程思政優(yōu)秀論文。

（4）產(chǎn)學(xué)研合作育人。立項浙江省“十三五”省級產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目《高校人工智能通識教育研究》。在課程教學(xué)中，采用阿里云天池AI 平臺、海豚人工智能與大數(shù)據(jù)實驗平臺、思睿智訓(xùn)大數(shù)據(jù)商業(yè)智能實訓(xùn)平臺等實驗輔助教學(xué)系統(tǒng)，用項目推動應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

（5）課程在校全面推廣。面向全校開設(shè)計算機通識課程，選課學(xué)生踴躍，教學(xué)評價良好?！缎畔⑴c計算思維》為校新生研探討課立項項目，《Python 基礎(chǔ)》為校通識性教育選修類課程建設(shè)重點項目。

（6）教學(xué)著作頗豐。編寫了10 多部高等學(xué)校教材，《C語言程序設(shè)計》為浙江省“十一五”重點建設(shè)教材，《Office高級應(yīng)用教程》為省普通高校“十三五”新形態(tài)教材。

（7）開放共享資源建設(shè)。建設(shè)程序設(shè)計資源庫、課程思政案例庫，在課程教學(xué)中，根據(jù)實際需要，使用案例教學(xué)，培養(yǎng)具有工程思維的人才。

6 結(jié)語

學(xué)生通過計算機通識課程學(xué)習(xí)，能夠增強信息意識、提升計算思維、促進(jìn)數(shù)字化創(chuàng)新與發(fā)展能力、樹立正確的信息社會價值觀和責(zé)任感，為其職業(yè)發(fā)展、終身學(xué)習(xí)和服務(wù)社會奠定基礎(chǔ)。

新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，學(xué)習(xí)者要與時俱進(jìn)、持續(xù)學(xué)習(xí)，教學(xué)也要持續(xù)改進(jìn)，賦能學(xué)生。①應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要提高人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)契合度，并建計算機通識教育的教學(xué)模型，完善課程體系，建設(shè)面向應(yīng)用場景的學(xué)習(xí)閉環(huán)；②運用智能教育技術(shù)，為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”“智能+教育”學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式提供指導(dǎo)，利用大數(shù)據(jù)分析方法，為學(xué)習(xí)者推薦個性化的學(xué)習(xí)資源，定制學(xué)習(xí)策略，為培養(yǎng)復(fù)合型、有創(chuàng)新能力的交叉人才助力；③建立有效的評價機制及體系，支持個性化導(dǎo)學(xué)，提高知識獲取效率；④開設(shè)OpenHarmony 應(yīng)用開發(fā)等課程，進(jìn)行創(chuàng)新項目訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生參加各種比賽，提高學(xué)生應(yīng)用能力。

產(chǎn)業(yè)在變，高校也需作出相應(yīng)變革，通識教育理應(yīng)為培養(yǎng)社會需要的人才助力。應(yīng)用型本科院校作為培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展，且具有創(chuàng)新意識、國際化素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型人才的主要陣地，持續(xù)探索面向可持續(xù)競爭力的新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，探討需求目標(biāo)導(dǎo)向與學(xué)生學(xué)習(xí)成效驅(qū)動的新工科人才培養(yǎng)模式，具有重要的現(xiàn)實與實踐意義。