基于國產(chǎn)化替代環(huán)境下的高校計(jì)算機(jī)教學(xué)研究

王海瑞，楊宏偉，吳 蕾

（1.昆明理工大學(xué) 信息工程與自動(dòng)化學(xué)院，云南 昆明 650504；2.云南省電化教育館，云南 昆明 650223）

引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，核心技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。目前，我國的應(yīng)用軟件、工具軟件、電腦終端、安全產(chǎn)品等國產(chǎn)化率較高，而數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、虛擬化軟件等系統(tǒng)軟件及工業(yè)控制產(chǎn)品仍然主要依賴進(jìn)口。我國的一些關(guān)鍵核心技術(shù)仍然受制于人，國產(chǎn)軟硬件的兼容性、可替代性、穩(wěn)定性及系統(tǒng)性仍待提高，國產(chǎn)化替代形勢嚴(yán)峻［1］。因此，我們必須擺脫對國外軟硬件產(chǎn)品的依賴，推動(dòng)關(guān)鍵領(lǐng)域自主可控，從而解決國家信息安全領(lǐng)域的核心問題［2］。政府、企業(yè)和高校應(yīng)該共同努力，加強(qiáng)核心技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

高校承擔(dān)著為國家培養(yǎng)優(yōu)秀人才的任務(wù)，在國產(chǎn)化替代進(jìn)程中起著至關(guān)重要的作用［3］。因此，高校應(yīng)該認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的重要性，能夠針對現(xiàn)有計(jì)算機(jī)教學(xué)中存在的問題，根據(jù)國產(chǎn)化替代的需求進(jìn)行教學(xué)改革，為國家培養(yǎng)自主可控人才，加快推進(jìn)我國的國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

一、高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中存在的問題

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)使用已經(jīng)成為人們必備的技能，計(jì)算機(jī)教育的重要性也越發(fā)凸顯［4］。在當(dāng)今國產(chǎn)化替代背景下，社會(huì)對計(jì)算機(jī)人才專業(yè)知識(shí)掌握與技能程度的要求更高，而在目前高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中，仍存在很多不足待改善，所以對高校計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)行改革與創(chuàng)新具有重大意義［5］。經(jīng)過研究和查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，我國高校計(jì)算機(jī)教學(xué)存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（一）國外軟硬件的使用仍占較大比重

目前我國高校計(jì)算機(jī)基本都是使用Intel芯片、Windows操作系統(tǒng)、SQL Sever數(shù)據(jù)庫、Office系統(tǒng)等國外的軟硬件產(chǎn)品，這使得教師和學(xué)生對這些國外產(chǎn)品比較熟悉，進(jìn)而產(chǎn)生依賴［6］。由于在教學(xué)中缺乏對國產(chǎn)軟硬件的教學(xué)和使用，學(xué)生不熟悉國內(nèi)產(chǎn)品，更加傾向于使用和購買國外的軟硬件產(chǎn)品。

（二）教材內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法單一

首先，大多數(shù)高校選用的計(jì)算機(jī)課程教材內(nèi)容較為陳舊，對于行業(yè)最新技術(shù)的介紹和知識(shí)的更新相對較慢，以及沒有根據(jù)院校特點(diǎn)針對性選擇教材，導(dǎo)致教材適用性不強(qiáng)，理論難以指導(dǎo)實(shí)踐。其次，大多數(shù)高校在計(jì)算機(jī)教學(xué)時(shí)，仍以“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)模式為主。由于師生之間缺乏互動(dòng)，教學(xué)方法較為單一，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，對知識(shí)的理解不深，從而無法提升綜合思維能力，無法滿足社會(huì)需求，更不能滿足國產(chǎn)化替代環(huán)境下的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才要求。

（三）缺乏專業(yè)型人才的培養(yǎng)

高校對于不同專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方案相似，沒有針對性。教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)都與國家的自主可控需求相聯(lián)系，導(dǎo)致自主可控人才仍然稀缺。課程建設(shè)方面，更注重理論知識(shí)的教學(xué)，缺乏實(shí)踐［7］，如與企業(yè)之間的聯(lián)系較少，導(dǎo)致學(xué)生無法提高自己的專業(yè)技能，發(fā)展空間有限；缺乏針對行業(yè)主流技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，與計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)，使得學(xué)生的專業(yè)技能難以滿足社會(huì)需求。

（四）缺乏對學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)

首先，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)時(shí)，課程體系的設(shè)計(jì)不夠合理，雖然注重了內(nèi)容的完整性，但忽視了學(xué)科之間的聯(lián)系，使學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。其次，教學(xué)內(nèi)容仍以課本知識(shí)為主，缺乏最新軟硬件技術(shù)的講述，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生解決實(shí)際問題的能力不足，無法滿足國產(chǎn)化替代的人才要求。再次，大多數(shù)教師對于課程的考核方式以紙質(zhì)考試與小組合作為主，但小組共同完成項(xiàng)目的考核形式對個(gè)人能力的評價(jià)缺乏針對性，教師無法判斷每個(gè)學(xué)生的真實(shí)能力，導(dǎo)致成績評定較難。最后，國內(nèi)很少有高校在計(jì)算機(jī)理論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面同時(shí)具有好的學(xué)科優(yōu)勢和較強(qiáng)的研究實(shí)力，而且由于缺乏與其他高校及企業(yè)之間的合作，使得學(xué)生實(shí)踐效果不佳，導(dǎo)致學(xué)生無法滿足社會(huì)對自主可控人才的要求［8］。

二、國產(chǎn)化替代環(huán)境下高校計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革措施

（一）在計(jì)算機(jī)教學(xué)中推廣國產(chǎn)軟硬件

近年來，國產(chǎn)軟硬件迅速發(fā)展，其功能也逐步趨于完善。但是由于使用習(xí)慣和產(chǎn)品兼容問題等原因，國產(chǎn)軟硬件的使用率較低，用戶反饋也較少，軟件升級迭代變得困難。

高校不僅要幫助學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)和技能，還要培養(yǎng)他們良好的思想品德，使他們樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，不只是思想政治理論課教師的任務(wù)，而是所有教師的教學(xué)任務(wù)。因此，高?？梢越ㄔO(shè)國產(chǎn)軟硬件相關(guān)學(xué)習(xí)課程，編寫國產(chǎn)軟硬件的講解教材，引導(dǎo)學(xué)生熟悉使用國產(chǎn)軟硬件，了解國產(chǎn)軟硬件的優(yōu)勢和不足［9］。

（二）改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展為計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的教學(xué)提供了豐富的內(nèi)容，重新調(diào)整課程知識(shí)體系和教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)方式是教學(xué)改革的必然。

首先是教材的選擇，不僅要幫學(xué)生打好專業(yè)知識(shí)的理論基礎(chǔ)，還要緊跟當(dāng)下主流計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。高?？梢越Y(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和國產(chǎn)化替代的人才培養(yǎng)要求，有針對性地選擇教材，從而更好地指導(dǎo)實(shí)踐，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。此外，高?？梢圆捎眉堎|(zhì)教材與數(shù)字資源相結(jié)合的方式［10］，為學(xué)生呈現(xiàn)更加豐富的內(nèi)容，使學(xué)生可以通過多種渠道學(xué)習(xí)知識(shí)，拓寬其知識(shí)面。

其次是教學(xué)內(nèi)容，高?？梢砸M(jìn)吸收國內(nèi)外計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)成果，將計(jì)算機(jī)的主流技術(shù)和創(chuàng)新思想引入課堂，不斷更新和完善課程教學(xué)內(nèi)容，形成課堂教學(xué)與科學(xué)研究的良性互動(dòng)。這樣既保證了教學(xué)內(nèi)容的完整性，也縮小了課堂教學(xué)與當(dāng)今主流技術(shù)實(shí)際發(fā)展之間的差距，從而幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)，以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。教師可以在幫助學(xué)生掌握好專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)延伸，如增加國產(chǎn)化CPU、國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫、國產(chǎn)操作系統(tǒng)等相關(guān)方面知識(shí)與行業(yè)最新技術(shù)的教學(xué)，為學(xué)生收集計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生充分吸收計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，了解國產(chǎn)化替代知識(shí)，突破課堂時(shí)間和空間的限制，保證教學(xué)的時(shí)效性。另外，教學(xué)時(shí)還要做到軟硬件學(xué)習(xí)兼顧，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

最后是教學(xué)方法，教師的教學(xué)應(yīng)該從以前的“以教師、課堂為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體”，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)及教學(xué)內(nèi)容，有針對性地靈活選擇教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。教師可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組合作法、啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)等多種教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生討論交流的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力及實(shí)踐能力。此外，教師還可以借助多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)工具來完善教學(xué)［11］，如構(gòu)建課程學(xué)習(xí)交流網(wǎng)站，利用其分享課件、優(yōu)質(zhì)資源及作業(yè)等；也可以通過創(chuàng)建多媒體教室來更好地展示教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生從不同角度分析問題，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，從而提高課堂教學(xué)效果。

（三）調(diào)整課程教學(xué)體系

高校應(yīng)該注重學(xué)科之間的聯(lián)系，以此來合理安排課程，如注意課程的先后順序和并列順序，將課程分為基礎(chǔ)課程、核心課程、擴(kuò)展和提升課程等［12］，幫助學(xué)生分析關(guān)聯(lián)課程的相通點(diǎn)，使學(xué)生能夠更好地融會(huì)貫通多學(xué)科知識(shí)，并綜合運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題。計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)踐性較強(qiáng)，因此在教學(xué)過程中必須要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用理論講解與實(shí)踐相結(jié)合的方法，在講解完知識(shí)點(diǎn)后，及時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。高校應(yīng)調(diào)整課時(shí)安排比例，提高實(shí)踐課所占比重，從而提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。此外，高校還應(yīng)優(yōu)化課程考核方式，針對課程特點(diǎn)選擇考核方式。針對實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，可以在紙質(zhì)考試和小組合作的基礎(chǔ)上，在考核時(shí)增加隨機(jī)問答，對每個(gè)學(xué)生都進(jìn)行一定的提問，以此來了解學(xué)生對知識(shí)的理解程度及小組作業(yè)的參與度。

（四）優(yōu)化人才培養(yǎng)體系

計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還需要有一定的編程能力、數(shù)學(xué)能力、實(shí)踐能力，以及運(yùn)用創(chuàng)新思維分析、解決問題的能力［8］。因此，高?？梢远嚅_展一些科研項(xiàng)目和創(chuàng)新競賽，吸引學(xué)生積極參與科研實(shí)踐活動(dòng)，以此來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)綜合能力，為我國實(shí)現(xiàn)自主可控的目標(biāo)提供技術(shù)型和創(chuàng)新型人才。

校企合作既可以降低企業(yè)培養(yǎng)人才的成本，又可以提高高校的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量［13］。因此，高校應(yīng)該加強(qiáng)與企業(yè)的合作，共同探究國產(chǎn)化人才培養(yǎng)模式，為我國的國產(chǎn)化替代進(jìn)程輸送專業(yè)型人才。以計(jì)算機(jī)專業(yè)為例，主要通過專題講座、課堂教學(xué)、假期實(shí)踐、實(shí)踐指導(dǎo)教學(xué)等形式來進(jìn)行合作，可以根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃具體安排。大一學(xué)習(xí)各門基礎(chǔ)理論課；大二學(xué)習(xí)對應(yīng)的專業(yè)課及所選研究方向的內(nèi)容；大三主要培養(yǎng)實(shí)踐技能，可通過校內(nèi)實(shí)踐和企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合的方式開展教學(xué)；大四制定職業(yè)規(guī)劃，為進(jìn)入企業(yè)做準(zhǔn)備。高校還可以采用雙導(dǎo)師制［13］，選擇企業(yè)專家擔(dān)任學(xué)生的校外導(dǎo)師，校企資源共享，既幫助學(xué)校更好地培養(yǎng)國產(chǎn)化替代人才，也幫助企業(yè)更好地進(jìn)行員工培訓(xùn)。此外，高校也可以聯(lián)合企業(yè)建設(shè)國產(chǎn)軟硬件學(xué)習(xí)中心，并給予學(xué)生一部分補(bǔ)貼，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)國產(chǎn)軟硬件，促進(jìn)國產(chǎn)軟硬件的推廣和提升，從而推進(jìn)國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

（五）加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

良好的師資隊(duì)伍是提高教學(xué)質(zhì)量的前提［7］。計(jì)算機(jī)教學(xué)不僅需要緊跟當(dāng)下技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，還需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，這就要求教師需要不斷學(xué)習(xí)和研究新知識(shí)，能及時(shí)根據(jù)國家和企業(yè)的需求調(diào)整教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教材，保證學(xué)生可以獲得最新的知識(shí)。

高校可以根據(jù)教師的研究方向、業(yè)務(wù)能力等，劃分對應(yīng)課程小組，如嵌入式系統(tǒng)小組、機(jī)器學(xué)習(xí)小組、數(shù)據(jù)挖掘小組等，發(fā)揮教師所長，組成強(qiáng)有力的科研團(tuán)隊(duì)。然后有計(jì)劃地安排各小組到相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)，掌握對應(yīng)領(lǐng)域的最新技術(shù)，以便及時(shí)根據(jù)市場需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

結(jié)語

目前，信息技術(shù)國產(chǎn)化替代在不同領(lǐng)域正在加速推進(jìn)。而高校承擔(dān)著為國家和企業(yè)輸送人才的使命，應(yīng)該根據(jù)國產(chǎn)化替代需求進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)改革，以便培養(yǎng)出更多的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，推進(jìn)我國的國產(chǎn)化替代進(jìn)程。