面向“互聯網+”創新應用能力培養的計算機基礎教學體系

宋 暉，劉曉強，杜 明，王志軍

（東華大學 計算機科學與技術學院，上海 201620）

1 背 景

近年來計算機技術經歷了新一輪發展，互聯網改變了社會生產和生活方式。2012年“互聯網+”概念出現，并日益與工業、商業、金融業等各領域全面深度融合。2015 年3 月，李克強總理在政府工作報告[1]中首次提出了“互聯網+”行動計劃, 提倡要大力推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等信息技術與現代制造業結合，促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融（ITFIN）的健康發展，引導互聯網企業拓展國際市場?！盎ヂ摼W+”成為一種國家發展戰略，為高校計算機基礎教學提出了迫切要求，也指明了方向[2]。目前互聯網中云計算、移動平臺、大數據、物聯網，行業融合等新概念、新技術在全國面向非計算機專業的計算機基礎教學中還較少涉及。很多計算機基礎教學改革工作針對“互聯網+”模式下的教學方式，即“互聯網+教育”進行了深入的探索和實踐[3-4]，而面向各行業 “互聯網+”應用需求，如何建立相應的計算機基礎教學體系和教學內容，則成為高校人才IT素質培養的進一步重點研究方向。

2 計算機基礎教學面臨的挑戰

隨著計算機技術經歷了新一輪發展，互聯網、大數據、移動平臺改變了人們的生活、生產方式，也對大學生的計算機教學提出了新的要求，各行業的“互聯網+”應用要求大學生具備以下素質。①具備“互聯網+”意識，“互聯網+”的目標是互聯網與領域業務融合，了解各領域融合案例與應用模式，具備領域應用的創新思維能力；②掌握“互聯網+”應用的相關技術，了解基于Web、移動、云平臺、物聯網、大數據等應用的實現途徑和特點。

為了實現面向“互聯網+”的教學目標，目前的教學體系和教學內容、教學方法等方面還面臨著以下挑戰。

（1）課程體系中缺乏“互聯網+”的思維和技術能力體現?！盎ヂ摼W+”將互聯網作為技術基礎，為各個專業領域服務，并正在產生大量業務新模式。非計算機專業的計算機基礎教育的主要任務就是培養學生將IT技術進行領域應用的能力。當前的教學體系比較重視程序設計和工具應用，缺乏“互聯網+”的應用思維、技術分析和整合能力的培養，無法支持面向“互聯網+”應用能力培養的教學目標。

（2）支持面向“互聯網+”教學的教材和教學資源匱乏。“互聯網+”是一種信息支持平臺，也是一種業務模式，它是對各種基于互聯網新技術在各領域的綜合應用，涉及技術繁雜，與應用領域緊密結合?，F有的教學資源主要還是單項技術介紹或業務模式的分享。如何將互聯網思維、前沿技術和領域應用進行有效整合，梳理出適合非計算機專業學生學習的素材，編寫支持教學實踐的教材是第一步。但是，由于“互聯網+”涉及的技術面廣而且變化迅速，而教材的出版和修訂周期都很長，單一的教材無法支持實際教學需求。

（3）單向以知識模塊為主導的教學方式難以達到教學目標。單向以知識模塊為主導的教學方式雖然循序漸進，但知識離散，實踐環節更多的是技術驗證或簡單應用，很難完成在有限的學時內針對全體學生實現綜合應用的教學目標。需要設計貫穿課程的“互聯網+”教學案例和實踐案例，通過模塊分解，技術解剖到模仿實現等多個教學環節，達到理解掌握“互聯網+”應用思維的教學目標。

3 面向“互聯網+”的教學體系

“互聯網+”技術涉及面非常廣，很難通過一兩門計算機課程實現內容的覆蓋，因此需要設計合理的教學體系，將知識點和內容組織、滲透到合適的課程中。我們通過對近年的教學成效和教學數據進行了分析和總結[5]，同時對高校的各專業學習、學生就業企業進行調研，了解不同專業院系對計算機技術需求和社會應用需求，提出了基于現有計算機基礎課程，融入“互聯網+”的教學方案。課程方案在東華大學面向非計算機專業學生開展教學，獲得了良好的學生和兄弟院校的反饋。

3.1 課程體系構建

面向“互聯網+”構建的課程體系，應是在現有的課程基礎上進行改革，設立2個層次的課程群（如圖1所示），第一層次“程序設計類”包括4門課程，通過各種基礎語言類課程培養學生互聯網時代的計算思維能力基礎；第二層次“創新應用技術類”包括6門課程，面向“互聯網+”的不同類別的關鍵技術，培養學生的專業創新應用能力。

課程群中， Python語言程序設計、數據分析技術、移動應用開發技術、電子商務網站開發技術為近年來逐步開設的新課程。綜合應用課程：信息系統與數據庫技術、計算機系統與網絡技術、多媒體應用系統技術已在很多高校開設多年，這些課程需要將互聯網中云計算、移動平臺、大數據、物聯網，行業融合等新概念、新技術與原有的教學內容融合，梳理淘汰精簡過時知識，增加“互聯網+”的行業案例，培養學生的計算思維能力，助力學生的專業學習與應用。

圖1 計算機基礎教學體系

3.2 “互聯網+”課程核心教學內容組織

第二層次的創新應用課程群面向“互聯網+”應用的各種技術，圍繞互聯網絡、數據庫系統、信息系統開發、移動應用開發和數據分析等核心技術，根據側重點不同組織為6門課程。在東華大學計算機基礎教學實踐中，各門課程的核心教學內容如下：①計算機網絡系統技術課程在傳統的TCP/IP網絡基礎上，引入互聯網的新技術：移動網絡、云平臺、物聯網，介紹核心技術及其應用，通過云存儲、云桌面、智能家居等新實踐案例幫助學生掌握互聯網如何為行業應用提供基礎網絡服務。②信息系統與數據庫技術課程介紹信息系統的基礎知識、實現信息系統的核心技術數據庫系統。課程圍繞典型“互聯網+”案例：網絡教學系統和網上書店，使用開源MySQL數據庫、非關系型數據庫MongoDB和云數據庫進行應用系統設計和實現的教學。③多媒體應用系統技術課程貫穿“互聯網+”海洋農業案例介紹圖像、聲音、視頻處理軟件，同時引入HTML5技術、移動多媒體、云渲染、VR&AR&MR等技術，支持新的多媒體應用模式。④移動應用開發技術課程基于Android平臺和Android應用程序，介紹移動應用APP的開發基本技術，引入圍繞地圖定位的互聯網生活應用為課程案例，幫助學生掌握基于移動平臺開發“互聯網+”應用的方法。⑤電子商務網站開發技術課程圍繞“互聯網+”中最廣泛的電子商務應用，全面介紹電商平臺的設計、開發和實現技術。⑥數據分析技術課程針對“互聯網+”各行業產生的日益增長的大數據處理需求，講授數據存儲、探索、挖掘、圖形化展示等統計、人工智能數據處理方法，引入國民經濟、各行業、各學科專業的數據集，引導學生掌握利用數據分析技術處理領域數據的基本思想和方法。

4 建設實施方案

4.1 建設核心內容穩定、技術模塊時變的教學資源

開展教學首先需要有教學大綱、教材、實驗案例等教學資源的支持，而“互聯網+”本身也是一個探索中的新事物，相關技術大量涌現，相關應用種類繁多，需要將互聯網思維、前沿技術和領域應用進行有效提煉和整合，梳理出適合非計算機專業學生學習的內容和素材，建設適用的教學支持資源。以原有的計算機綜合應用能力系列課程為基礎，精練“互聯網+”的實際應用案例，提取關鍵知識點，融入傳統的計算機網絡、信息系統與數據庫、多媒體等課程中，建設新的教材和相關教學資源。每門課程都圍繞精煉后較完善的一個或幾個大型案例展開來介紹互聯網應用思想、開發方法和核心技術

以“計算機網絡系統技術”課程為例，課程在原有網絡基礎體系結構，協議解析的傳統教學內容下，引入學生身邊的智能家居為實例，介紹各種家居產品如何嵌入網絡終端設備，構建小型局域網，通過TCP/IP的各層協議連入互聯網，實現家居設備遠程一體化的監控和管理。

在教材建設時，在教材中嵌入二維碼關聯圖文、視頻等網絡教學資源，方便未來不斷擴展和實時更新教學資源；通過MOOC平臺提供教學視頻、互動討論的教學環境，建設教材相關的基于“互聯網”的立體化教學資源，形成核心思想穩定、技術模塊時變擴展、互動學習的教學支持環境。

4.2 探索案例驅動、立體混合互動的教學方式

針對基礎教學學時有限、學生群體巨大的實際教學狀況，在教學實踐中探索案例驅動的學習方式、立體互動的混合式學習方式。應用MOOC教學平臺，提高教學覆蓋面和學生學習質量監督能力，課程設立1/2以上的實踐課時，強化應用實踐和面向應用的考核環節。以“互聯網+教育”的MOOC平臺和各種輔助工具支撐和保證學習、作業和考試等各環節的有效管理，在有限的師資條件下，能較好地保障大面積的計算機教學實踐的有序與有效實施。

在課程群中設置開放性自主項目，學生可以自組小組，模仿課程范例系統，從自己的專業學習和生活中發現問題，確定創新應用目標，設計實現。學期結束時，每組提交系統設計文檔和應用系統，進行項目匯報和演示，檢驗“互聯網+”應用能力培養效果。

東華大學面向“創新應用能力培養”的第二層次課程中，均設置開放項目實踐環節，獲得學生的積極響應，約有1/4的學生選擇參與開放項目提交成果作為考核評價。很多同學將小組作業進一步提升和完善，參與上海市和全國的計算機大賽，獲得各級別獎項，培養了大批具備“互聯網+”技術和創新能力的優秀學生。

5 結 語

計算機基礎課程是培養大學生 “互聯網+”創新應用能力的平臺，圍繞如何培養具有“互聯網+”意識和掌握相應技術大學生人才的教學目標，提取互聯網應用核心思想和前沿技術，設置合理的課程體系及教學內容，從各領域應用中提煉體現互聯網思維和典型技術的教學和實踐案例，探索行之有效的教學方法，使學生掌握信息技術在各行業中的應用，面向廣大的學生群體，培養“互聯網+”的創新能力。

[1] 政府工作報告(2015)[EB/OL]. [2017-03-16]. http://www.gov.cn/guowuyuan/2015-03/16/content_2835101.htm.

[2] 卓曉波.“互聯網+教育”下計算機基礎課程教學思考[J]. 高教學刊, 2017(10): 56-59.

[3] 唐坤劍, 杜廣周.“互聯網+”模式下“大學計算機基礎”課程的教學思考和探索[J]. 亞太教育, 2016(1): 101-102.

[4] 楊卉. 基于“互聯網+”模式的大學計算機基礎課程建設及實踐[J]. 教育教學論壇, 2016(33): 64-65.

[5] 教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會. 大學計算機基礎課程教學基本要求[M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.