交叉學科融合視野下的大學計算機基礎教學的研究與實踐

王建彬 李響 孫濤 程羅德

摘要：交叉學科融合視野下大學生創新能力的培養的新思路，越來越受到高校老師的重視。打破傳統的教學方式和人才培養模式，促進創新能力的發展，將交叉學科融合能在高等教育開始就能融合到大學生的學習和研究中，進行實踐和探索，針對專業之間的學科交叉融合構建基礎平臺，跳出傳統單一學科培養的主流。隨著計算機計算的迅速發展，計算機教學改革勢在必行。

關鍵詞：交叉學科大學計算機基礎創新能力學科研究

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）05-0117-02

2018年5月2日，習近平同北京大學師生座談并發表重要講話“要下大氣力組建交叉學科群和強有力的科技攻關團隊，加強學科之間協同創新，加強對原則性、系統性、引領性研究的支持。要培養造就更多具有國際高水平科技人才和創新團隊。”可以看出，創新在國家層次作為一項重點工作來抓，在高等教育創新人才培養體系中，本科階段具有不可替代的作用。隨著科學發展的不斷變化，單一學科領域范圍內不能解決復雜的科學問題，而是需要更多學科的協同攻關[1]。根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》的提綱：“基礎學科與應用學科、科學與技術、自然科學與人文社會科學的交叉與融合，往往導致重大科學的發現和新興學科的產生，是科學研究中最活躍的部分之一。要給予高度關注和中帶你部署”[2]。

《大學計算機基礎》作為非計算機專業學生大學本科階段第一學期必修的一門基礎課程。作為基礎學科不僅是應用學科的源頭，也是其發展的基礎和后盾，應用學科是基礎學科在社會生活中的運用。大量的交叉性、邊緣性、綜合性正是兩者的有機結合。現在大學計算機基礎課程的探討根據不同的專業制定不同的學習計劃和大綱，作為快速變革的時代背景下，傳統單學科人才培養模式不利于培養學生的計算思維和創新能力。交叉學科融合是多學科相互交叉、相互滲透、高度融合產生的新創新形式。

1 大學計算機基礎教學現狀

1.1 大學生計算機水平參差不齊，基礎薄弱

非計算機專業的大一新生入學后的第一門計算機課程就是大學計算機基礎，隨著計算機的迅速普及，地區差異、教學條件的不同，對計算機基礎知識的掌握、計算機基本操作熟練程度不同，有的學生在高中甚至初中就接受過計算機基礎知識、計算機操作實踐的教育，熟悉計算機的基本常識，能夠熟練計算機簡單應用。但有的學生由于對計算機不感興趣，或者來自農村經濟落后地區，對計算機的了解很少。差異不同的大一新生，在同一個課堂進行教學，基礎較好的學生對講授課程不感興趣沒熱情，基礎差的學生計算機操作不熟悉，失去信心[3]。

1.2 大學計算機基礎理論內容陳舊，教學乏味

以前大學計算機基礎只有在高等院校開設課程系統學習，但隨著計算機飛速發展，計算機廣泛應用。現在學生家庭都有計算機，在中小學都開始普及計算機教育，中小學開設的內容和操作實踐與大學計算機基礎教育的有相似性，內容沒有跟上時代的迅速發展，知識比較陳舊。

PowerPoint課件教學形式是大學計算機基礎課程理論教師普遍使用的方式，提高了課堂內容更直觀形象，與以前相比有很大的教學方法提高，學生的上課是以教師授課為主，教師作為主導作用，學生被動學習，自主學習的積極性本能得到充分的調動，學習效果不理想[4]。

1.3 實驗課與學生專業結合度低，學生學習積極性差

現在計算機在各個領域廣泛的應用發展，科學的研究不僅需要專業應用能力，還需要計算機的各種方法手段，在本科教學計劃中，由于大學計算機基礎課程整體課時比較少，學生自己操作實踐的練習比較少，但實踐動手操作是非常重要，同時對不同專業學生對計算機應用能力的需求不同考慮的比較少，實驗內容甚至實驗要求都相同，以驗證性和演示性為主，設計性、綜合性實驗項目設置比較少。按照教師的教學過程應用，學生不會將學會的知識應用到自己本專業中，缺乏創新，導致學生缺乏主動參與、自主學習、大膽創新的興趣，導致實驗教學效果不理想。

1.4師生比例失調，教師壓力大，晉升難

從學科角度來看，大學計算機基礎課程老師屬于“邊緣人物”，進修機會很少，教師跟蹤新技術、新發展趨勢等比較困難，缺少研究方向，不能擴展新的研究領域，科研研究成果少，教師晉升比較難。在不具備其他專業知識的條件下，很難深入做好個各個專業的背景知識，難以開展和其他專業交叉融合教學。

2 高校交叉學科融合發展現狀

1）人才隊伍建設難，交叉學科發展所面臨的首要瓶頸是復合型人才缺乏。培養綜合型人才的基礎和前提是有一支能力出眾的學科交叉融合型師資隊伍，只有具備強大的師資隊伍開展豐富的教學活動，才能在實踐活動中不斷總結經驗。受傳統教學方式的思想影響，高校在學科交叉融合人才培養模式還不夠成熟，教師在實踐活動中只是“參謀”不是“決策者”，擔任學科交叉融合的老師都是從單一型人才培養的模式中發展過來的，了解學科交叉融合還不夠深入，對本專業外的本科知識體系不夠充分掌握，沒有意識的安排、思考交叉學科融合人才的培養過程，只是為完成特定的一個研究課題[5]。

2）交叉學科理論基礎薄弱，缺乏對交叉學科發展全局性、整體性的理論、方法、戰略、對策研究。

3）缺乏學科交叉兼容機制，現有科研、教研傳統體制都是按文理分家、學科分離建制的。交叉學科的出現與傳統單學科管理體制發生了深刻沖突。

3 大學計算機基礎教學助力交叉學科融合的發展

面向非計算機專業學生的跨界融合的大學計算機基礎教學課程，將從實證、理論、設計和實踐等四個方面開始研究，分別針對不同的專業進行教學設計、課程開發、相關教學資源建設等工作，并通過試點實驗，對大學計算機基礎課程如何能夠更加適合學科專業、適合學生發展等方面的改革提出建議。

3.1理論課程內容設置

教學內容：主要依托計算機基礎教學課程《大學計算機基礎》來進行講授，并逐步引入大數據技術、云技術、物聯網技術等相關內容。結合學生所學專業，將目前該專業與“互聯網+”模式所形成的新產業與新業態的經典案例與學生共同分享，引導學生設計和創新“互聯網+”本專業模式的新構想。

3.2改變傳統授課模式，由被動變為主動，搭建創新實踐平臺

將以往的集中授課教師講授，學生被動接受為主的教學方式，改革變為以互動交流模式為主、注重學生思維能力、解決問題能力的方式，不同的課程內容采用不用的教授教學方法，翻轉課堂、案例教學、線上線下混合教學等不同教學方法相結合的方式。

搭建課程資源共享平臺：專業資源建設、案例設計、基礎資源建設、學生資源建設、專業知識獲取、專業數據獲取等。

3.3 培養學生學科交叉意識

在科學研究和人才培養實踐中，無論學科還是專業，其邊界都是相對的，不存在一成不變的固定疆界，科學研究本質是不斷挑戰人類未知世界的過程，科學進步本質是學科知識邊界和壁壘不斷被打破又不斷形成的過程，大學人才培養的學科專業的發展也是如此。大學科觀念應成為進行大學人才培養的指導價值觀，積極開展跨學科研究與跨學科教育融合，培養學生開放的胸襟，能夠從更廣闊的視野看待單一學科的局限性以及學科之間的聯系。利用現有的互聯網資源和互聯網新技術，對傳統各個學科進行學科交叉融合創新，培養學生利用互聯網資源獲取所需要的數據、善于分析和處理數據以及共享數據等一系列問題的能力，讓學生養成較好的解決問題的思維方式。

4 結論

交叉學科融合是培養本科學生創新能力的重要基礎和途徑，是社會發展和科技進步的需求。大學計算機基礎課程能夠將交叉學科融合這個指導思路應用到教學中，借助交叉融合提升大學生的創新能力、解決本專業問題能力，是學生能力培養的有效途徑。

參考文獻：

[1]于申，張永存，楊春秋.基于學科交叉培養本科生創新實踐能力的探索[J] .實驗室科學，2013，16（4）：1-3.

[2]國務院.中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個規劃綱要[C].2016： 243-322.

[3] 王建彬，張菁，王穎. 多元化分層教學模式在大學計算機基礎課程教學中的探索[J]. 中國科技縱橫， 2016（7）：247-248.

[4] 王建彬，何東鋼，陶冶，等.非計算機專業的大學計算機基礎實驗教學的現狀與改革探索[J]. 課程教育研究，2017（23）：18-19.

[5]蔣永榮，方成，夏金虹.基于學科交叉培養本科生創新能力的探索[J].高教論壇，2015（7）：45-48.

【通聯編輯：王力】