面向新工科應用型人才培養(yǎng)需求的計算機基礎教育模式研究

于小川 劉敏

摘 要：文章闡述了計算機基礎教育的發(fā)展歷程，分析了新工科背景下計算機基礎教育中存在的問題，分別從計算機基礎實踐培養(yǎng)模式、計算機應用型人才培養(yǎng)方案、計算機基礎課程改革、教學手段的應用、多元化教學評價體系的構建等五方面探索了解決的路徑。

關鍵詞：計算機基礎教育;新工科;應用型人才

大數據時代互聯網的快速發(fā)展，網絡安全、人工智能、物聯網等新學科的興起，代表著新工科時代的到來，互聯網行業(yè)對這些新興學科的人才的需求激增，數量遠遠超出目前我國教育行業(yè)對工程人才的培養(yǎng)， 人才質量也與行業(yè)要求有所脫節(jié)。

一、當前計算機基礎教育中存在的問題

（一）目前，大多數高校計算機基礎課的教學，主要以基本原理和上機操作為主，缺乏貼近互聯網行業(yè)實踐的應用知識和技能，所以學生的知識結構與行業(yè)需求背離甚遠，無法適應迅速發(fā)展的的工程工業(yè)的需求。

（二）計算機人才培養(yǎng)目標定位不明確，傳統(tǒng)通識教育與專業(yè)基礎課程教育、專業(yè)實踐技能與實驗實踐教學的區(qū)別不明確，學生在知識結構和綜合素質方面存在缺陷。

（三）隨著信息化、智能化、大數據等新概念的不斷涌現，計算機基礎課程設置單一、內容陳舊的問題日益凸顯。目前，計算機基礎課程的教學與學生專業(yè)的教學是分離的，普遍存在重視專業(yè)課程，削弱基礎計算機課程的現象。

（四）傳統(tǒng)教學手段下，教師主動教書，學生被動地接受，在教師解釋了基本的理論知識之后，讓學生進行練習，這種傳統(tǒng)的對學生單向灌輸模式和填鴨式教學嚴重束縛了學生的學習興趣和主動探索知識的能力。

（五）經過多年的教學實踐，計算機基礎教學基本形成了機考和筆試相結合的考試形式，其弊端顯而易見——只能對學生的知識點進行量化考評，卻無法客觀全面考評計算思維的能力。

二、解決路徑的探索

針對上述基礎計算機教學中存在的問題，我們做了以下改革探索：

（一）建立學科專業(yè)應用為目標的計算機基礎實踐培養(yǎng)模式

以專業(yè)應用為目標，通過在實踐教學中培養(yǎng)學生的計算思維，將專業(yè)實踐與計算機能力培訓結合起來相輔相成，在計算機基礎教學中引入更多的實踐性教學，在計算機基礎教學中貫穿計算思維的培養(yǎng)，引導學生主動思考利用計算機尋求解決方案的深層次原因，核心是培養(yǎng)學生快速學習新事物的能力[1]。

計算機基礎實踐培養(yǎng)模式的建立重在改進實踐教學條件，加強實驗室建設。目前，計算機基礎課實驗室為全校各專業(yè)共享。實驗室的建設不僅能滿足本專業(yè)的教學需要，而且能完成一定的科研任務。

1.在現有平臺的基礎上，繼續(xù)開發(fā)綜合實踐教學平臺。

2.通過參加網絡安全攻防大賽、大學生程序設計競賽等學科競賽推進實踐教學內涵，以賽促教，以賽促學;

3.培養(yǎng)專業(yè)的實驗指導教師和實驗室管理人才，完善健全實驗實訓管理制度。

（二）新工科背景下計算機應用型人才培養(yǎng)方案的探究

新工科背景下，明確培訓目標，面向社會需求，構建以通識教育為基礎、教學與科研相結合的寬口徑專業(yè)課程體系，根據各專業(yè)特點，制定了人才專項培訓方案[2]。

1.課程體系合理調整

計算機應用基礎課程的學時由以前的 70 學時降為 64 學時，新增實踐4 個課時，課時分配見表1。

2.新增創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目實踐活動模塊

在自治區(qū)和全國大學生年度創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓項目的訓練下，轉變教育理念，適應新工科發(fā)展的潮流，在課程之外增設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練，安排教師指導學生根據所學知識，每名教師指導5至10名學生，開展小組式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓實踐活動， 2019年，我系參與申報了包括派出所裝備物聯網管理系統(tǒng)、社區(qū)多元化醫(yī)藥服務APP、涉案儲存介質使用痕跡的線索提取方法研究等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練國家級3項，申報了新警察信息手機網站開發(fā)及運營、基于公安工作的個人實名制機制構建、互聯網+預測犯罪、二維碼案件預防與偵破、基于手機木馬分析的情報挖掘設計、基于快速報警定位小程序的應用、智警綜合APP、通過旅游數據運用人工智能分析嫌疑人動態(tài)去向、人工智能與視頻行為分析、廣西大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽申報系統(tǒng)、基于物聯網數據的個人活動軌跡研判分析等訓練項目11項。

總之，在新學科背景下的應用型人才培養(yǎng)中，“學以致用”的目的突出人才培養(yǎng)的本質屬性，使工程應用性成為計算機基礎教育價值歸屬的來源之一。教育應服務于新技術、新產業(yè)和新經濟。面向前瞻技術，應以卓越軟件工程師為目標，強化產教融合，引入國際先進工程教育理念，利用新技術平臺，以企業(yè)需要為導向，開展校企合作，根據企業(yè)需要培養(yǎng)應用型人才，滿足大數據、物聯網、人工智能等新興產業(yè)的應用型人才需求，讓學生在國家轉型升級中找到自己的職業(yè)理想和人生價值。

3.以“學科交叉融合”新理念推進計算機基礎課程改革

修改和改進課程和內容，同時加強基本的計算機技能，根據各專業(yè)的特征，專業(yè)課程與計算機基礎課程相結合，探索最佳融合效果。以交叉學科融合和實踐技能化作為教學內容、教材建設和教學方法改革的落腳點，以具體教學組織設計來反向推動計算機基礎課程的改革。

我們對所有年級的非計算機專業(yè)學生進行了一系列問卷調查。學生的操作水平如表2所示：

表2 調查情況匯總表

問卷設置 Windows Word Excel PowerPoint

1.系統(tǒng)學習過、熟練 15.2% 9.3% 8.5% 13.6%

2.有一定了解、基本熟練 53.4% 47.3% 21.3% 33.8%

3.會一點點 28.2% 32.9% 54.7% 39.7%

4.完全不了解 3. 20% 10.50% 15. 5% 12.90%

根據這項調查，90%的學生在入學前已經學習了計算機、Windows基本操作和Office辦公軟件的基礎知識。

（三）在學科交叉融合思路中，促進計算機基礎教學

首先，教師創(chuàng)新教學方法。我們將教學班級按每組8-10人進行分組，讓每個學生通過討論參與教學過程，并設計競賽和情景活動激發(fā)學生的學習興趣和提高動手實踐能力。其次，將專門知識納入教學過程。如將公安信息知識引入公安專業(yè)計算機基礎教學，將公安信息技術知識的內容引入非公安專業(yè)學生等，這對后續(xù)專業(yè)課程的學習起到了很好的前導和鋪墊作用。總之，科技融合新形勢下計算機基礎學科發(fā)展的必然趨勢，實現學生學習由被動向主動轉變。

（四）多種信息技術手段相結合的教學手段的應用

隨著信息技術新工具的不斷發(fā)展，各種教學方法也在不斷發(fā)展，如幕課、翻轉課堂、教育 APP、 SPOC、混合式教學等，[3]教學從“以教師為中心”轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”。

我們嘗試采用翻轉課堂下的趣味性任務的教學方式。這種教學模式下，首先，要授課知識目標一致的趣味性任務的提出和設計。通過巧妙提出任務，才能引起學生興趣;合理地設計使得我們的學習知識內容得以覆蓋。其次，是翻轉課堂，教師通過課前提出的趣味性任務內容、要求，以及完成情況評價，將課堂內的時間交于學生。實現“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，使學生的動手、思考組織能力得到錘煉。大多數理論知識要求學生在上課前完成自主學習，他們可以從教材、網上查閱等方式獲取，也可以通過與同學的討論和交流獲得，在課堂上，教師運用教學方法和合作方式實現學生的個性化學習，使學生通過實踐獲得更多的真實學習。

（五）“互聯網+教育”下多元化教學評價體系的構建

制定符合計算思維培養(yǎng)的多元化考評系統(tǒng)，真正全面的反映學生平時的表現、日常教學中的互動，公平合理地測試學生獨立思考、發(fā)現問題和解決問題的能力，這也有助于提高學生的實踐能力。我們提出“多元化教學手段”和“多元化評價體系”相結合的教學改革為純理論教學內容提供了相應的改革思路，改變傳統(tǒng)課堂的教學方法和考核形式，成為培養(yǎng)專業(yè)化、實戰(zhàn)化的計算機人才備選模式[4]。

計算機應用基礎教學評價指標不應只涉及學生的計算機理論知識，更重要的是獨立解決問題的實踐能力和思考能力。通過構建“互聯網+教育”下多元化教學評價體系，采取小組項目案例式”教學模式，使計算機基礎教學真正滿足新工科應用型人才培養(yǎng)的要求。

結語

在新的產業(yè)背景下，適應高校工程教育的改革與創(chuàng)新趨勢，面對具有較強工程實踐能力和創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質復合型“新工程”人才的需求， 從應用型綜合人才培養(yǎng)的計算機基礎教育模式改革研究入手，培養(yǎng)適應新經濟發(fā)展需要的新工程應用型人才。

參考文獻

[1] 劉明綱，李琦.大學計算機基礎課程發(fā)展中“計算思維能力培養(yǎng)”在應用型本科院校落地的探索[J].信息與電腦（理論版），2018（21）：221-225.

[2] 許薇.轉型背景下的計算機應用型人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].吉林農業(yè)科技學院學報，2018，27（1）：70-72，121.

[3] 潘遜，昂朝群，郭暉，周鋼.教育信息技術條件下的大學計算機基礎課程教學模式[J].計算機教育，2017（4）：5-8.

[4] 張靜，林立忠，董偉，張興華.應用型院校計算機基礎教育教學評價模式改革實踐[J].福建電腦，2016，32（11）：168-169.