計算機課程改革探討

陳憶群，羅英輝，余建興，馬劍鋒，湯勇

（1.廣東第二師范學(xué)院計算機科學(xué)系，廣州510303；2.中山大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與計算機學(xué)院，廣州510275；3.佛山市第一中學(xué)，佛山528000）

0 引言

國家教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出“高等學(xué)校人才培養(yǎng)是育人和育才相統(tǒng)一的過程。建設(shè)高水平人才培養(yǎng)體系，必須將思想政治工作體系貫通其中，必須抓好課程思政建設(shè)，解決好專業(yè)教育和思政教育‘兩張皮’問題。”的指導(dǎo)下，各學(xué)科紛紛開展專業(yè)、課程思政建設(shè)。傳統(tǒng)的思想政治課程較多描述抽象層面的內(nèi)容，對于工科學(xué)生而言通常會有實踐性不足的困擾。而傳統(tǒng)的計算機專業(yè)課程，大都是以工程實踐為教學(xué)目標，且配置有專門的實驗課時，但是課程內(nèi)容和實驗內(nèi)容在注重科學(xué)技術(shù)原理的同時，卻往往忽略了趣味性。這就導(dǎo)致部分對某個技術(shù)不是特別感興趣的學(xué)生更加難以保持長期積極的心態(tài)去學(xué)習(xí)。縱觀計算機專業(yè)課程目錄，任何一門課程的培養(yǎng)都應(yīng)該將育人和育才相結(jié)合，每一門課程都具有一定的教育意義。因此，教師在實際的教學(xué)活動中應(yīng)該充分將“課程思政”的思想概念融入到專業(yè)知識的教學(xué)中，同時實現(xiàn)育人和育才，突破傳統(tǒng)工科課程教學(xué)活動重知識輕情感教育的現(xiàn)狀，在上課的同時為學(xué)生傳授為人處事的道理，才能滿足社會主義核心價值觀的需求，將專業(yè)課教學(xué)結(jié)合“課程思政”以激勵學(xué)生為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的理想做出自己的貢獻。如何在計算機專業(yè)課程中引入思政建設(shè)是計算機專業(yè)教師共同面臨的急需解決的問題。

為此，根據(jù)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)實際情況，在兼顧提升課程學(xué)習(xí)效果和工程實踐創(chuàng)新能力的同時，加入思政建設(shè)，以O(shè)BE（Outcomes-Based Education，基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式）理念為指導(dǎo)，圍繞教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)模式改革、創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)模式，引入專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展歷史、當前技術(shù)競爭情況，一方面激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，投身祖國健身事業(yè)，為國家保駕護航；另一方面利用專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，通過數(shù)據(jù)對比，直觀展示我國的制度優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的國家自豪感，堅定民族偉大復(fù)興的信念。

課程改革確立了指導(dǎo)方針和基本方向，明確在OBE 指導(dǎo)下，增加愛國主義教育和加強思政建設(shè)內(nèi)容，具體的課程改革方案須結(jié)合具體課程內(nèi)容進行分析設(shè)計，不同的課程其改革方向一致，但具體改革內(nèi)容有所不同。

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程在計算機專業(yè)課程體系中處于十分重要的地位，不僅能使學(xué)生對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本原理有一個全面的掌握，更能為設(shè)計、開發(fā)和維護數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)打下良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)中應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，它是計算機應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)，它也為進一步的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的學(xué)習(xí)提供必要的前期知識和技能儲備。本文課程改革方案的探討將以《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程為例，結(jié)合《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程展開進行。

1 基于OBE引入課程思政建設(shè)的課程改革方案

以O(shè)BE 教育理念為指引，課程改革不僅強化“產(chǎn)出導(dǎo)向”、“學(xué)生為心”和“持續(xù)改進”理念，而且從培養(yǎng)學(xué)生解決實際工作問題和具有跨界綜合創(chuàng)新能力兩個最基本的任務(wù)著手，從增加愛國主義教育和加強思政建設(shè)內(nèi)容設(shè)計兩方面著手，進而做到課堂內(nèi)容、教學(xué)形式、課程資源、課程考核、課程協(xié)同等方面的改革創(chuàng)新：

（1）凝練包含課程思政建設(shè)的教學(xué)目標

在計算機專業(yè)課程中，結(jié)合課程思政，在教學(xué)內(nèi)容注意“反映學(xué)科發(fā)展的新思想、新概念、新成果”方面，應(yīng)該著重注意分析對比國內(nèi)外發(fā)展情況。例如在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程增加了對我國在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷史，國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展等的知識要求。在大數(shù)據(jù)時代，融合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)與大數(shù)據(jù)最新進展，是數(shù)據(jù)庫課程改革的必然趨勢。本課程納入數(shù)據(jù)管理技術(shù)的最新發(fā)展，深度梳理課程知識點體系，不僅引入大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)介紹，也研磨了數(shù)據(jù)庫與信息安全、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、組成原理等相關(guān)課程的關(guān)系，實現(xiàn)無縫平滑銜接。學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的同時，也了解到我國在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域從一開始的落后，到現(xiàn)在的厚積薄發(fā)，迎頭趕上大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展浪潮，較好地完成了思政建設(shè)目標。

針對性的對每一個知識環(huán)節(jié)設(shè)置了P(通過)、M（良好）、D（優(yōu)秀）三個不同組別的教學(xué)目標，教學(xué)目標在教學(xué)大綱中體現(xiàn)，也在課程考核方案中體現(xiàn)。要求學(xué)生自己來選定預(yù)期達成目標，并各自按照目標要求進行學(xué)習(xí)，最終完成目標，以完成自己規(guī)定的目標為終點來進行分組評價。這樣的改革使得學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就明白自己將“學(xué)什么”；并發(fā)揮主觀能動性在教師引導(dǎo)下探索“如何學(xué)”；另外，教師備課時不僅需掌握“教什么”，還要針對不同目標達成思考“怎么教”。

（2）教學(xué)大綱和教學(xué)方法改革

為了充分指導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標，不僅需要改革教學(xué)大綱，還需要根據(jù)新大綱更新教學(xué)方法，跟進教學(xué)內(nèi)容。為充分調(diào)動學(xué)生的課內(nèi)外學(xué)習(xí)積極性和主動性，我們按照“項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的思想，選擇和學(xué)生學(xué)習(xí)生活緊密相關(guān)的實際應(yīng)用項目案例吸引學(xué)生興趣，按照教材中每個章節(jié)知識點進行分解講演。同時，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，改變單一的講課模式，將視頻資料以及國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)精品在線課程內(nèi)容介紹給學(xué)生，作為課程學(xué)習(xí)補充材料，便于學(xué)生有針對性地學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)，達到事半功倍的教學(xué)效果。

例如，在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中，引入了國家級精品課程[1]；另外，利用“學(xué)者網(wǎng)”[2]建立課程網(wǎng)站，進行課程資源共享，學(xué)生學(xué)習(xí)交流；而且，利用PTA 網(wǎng)站[3]建立練習(xí)題集和測試集，學(xué)生可反復(fù)進行在線練習(xí)，提高學(xué)生實際工作能力。

（3）注重工程溝通能力培養(yǎng)，以項目貫穿實驗，以團隊協(xié)作完成大作業(yè)

課程改革目標設(shè)立了強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決實際工作問題和具有跨界綜合創(chuàng)新能力兩個方面，因此，課程設(shè)置注重理論與實際相結(jié)合，將貼合課程內(nèi)容的具體計算機技術(shù)應(yīng)用案例為主線引入不同的理論知識。對有實驗課時的課程，可以設(shè)計具體應(yīng)用項目與課程內(nèi)容結(jié)合，實現(xiàn)不同知識環(huán)境的實驗實踐活動，同時根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)的不同設(shè)計多元目標，給出三個層次（P 通過、M良好、D 優(yōu)秀）的考核要求。

例如，在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中，在以一個具體的教務(wù)管理系統(tǒng)項目為主線，貫穿設(shè)計了與不同知識環(huán)節(jié)相扣的四個實驗題目，要求每個學(xué)生獨立完成以上四個實驗，全面考核每個學(xué)生對知識掌握情況。另外，在四個課程實驗的基礎(chǔ)上，增加課程設(shè)計大作業(yè)，要求學(xué)生分組分工合作，扮演工作中的客戶、產(chǎn)品經(jīng)理、系統(tǒng)設(shè)計師，程序員等崗位角色進行溝通協(xié)作，最后共同完成項目，并舉行答辯演講和項目實現(xiàn)演示，以此有效提高學(xué)生工程溝通能力和創(chuàng)新能力。

（4）注重課程思政，設(shè)計學(xué)術(shù)調(diào)研活動

在課程改革目標的“具有跨界綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)”方面，通過設(shè)計學(xué)術(shù)調(diào)研活動進行。例如在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中，鼓勵學(xué)生選定主題（例如傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫發(fā)展、云計算時代數(shù)據(jù)庫發(fā)展等主題），在分組查閱文獻、探討的基礎(chǔ)上，了解數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域不同技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，設(shè)計了逐步遞進的調(diào)研內(nèi)容（見表1）；以小組合作的形式，通過調(diào)研總結(jié)，最后形成綜述報告，并制作小視頻或PPT 的形式進行分組分批匯報，教師點評、考核打分，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；通過組織研討教學(xué)，讓學(xué)生去尋求解決問題的方案，解決教學(xué)中的難點和重點，并給出了個人評價體系如表2，讓學(xué)生能有目標的提升自我。

表1 數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)調(diào)研

表2 個人評價體系

（6）采取多元化考核評價方法

傳統(tǒng)課程依靠平時課堂表現(xiàn)、實驗成績、作業(yè)成績以及期中，期末考成績來決定課程成績。在課程改革中采取了階段化的多元化評價體系，針對制定的不同P、M、D 層次目標，設(shè)置了不同的考核要求。并且不只局限于期末考試，而是注重過程管理，貫穿整個學(xué)習(xí)過程，除傳統(tǒng)的課堂出勤、回答問題、作業(yè)、實驗和考試外，還將學(xué)生的課堂筆記；在大作業(yè)中完成的調(diào)查報告、PPT 匯報；將在線練習(xí)題測試題（PTA 平臺：https://pintia.cn/problem-sets?tab=1）的完成率和準確率列入評價范圍，改變了學(xué)生重考試輕課堂，重期末輕學(xué)習(xí)過程的現(xiàn)狀。在考核學(xué)生知識點掌握情況的同時，也通過大作業(yè)和演講匯報的形式，考核學(xué)生的查找文獻、總結(jié)資料、團隊協(xié)作及表達的能力。實踐證明，這樣的分階段貫穿全程的多方位考核方式既能提高學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)和解決問題的積極性，也能達到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

（7）依托工作室，與企業(yè)合作實現(xiàn)人才協(xié)同培養(yǎng)

為了培養(yǎng)一部分拔尖人才，在學(xué)生中起帶頭示范作用，并帶動大部分中間學(xué)生更投入學(xué)習(xí)活動中，給學(xué)生提供更多的實踐機會，使學(xué)生能更快地、更有效地培養(yǎng)在項目中的實踐能力。建立智能工作室（網(wǎng)址：http://www.scholat.com/team/gdeizngzs），與相關(guān)軟件企業(yè)合作，為學(xué)生提供拓展空間，以及課外學(xué)習(xí)的資源和實踐項目。工作室實施導(dǎo)師制，在導(dǎo)師引導(dǎo)下進行項目學(xué)習(xí)和實踐，開發(fā)一個具體系統(tǒng)，從需求分析，系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，測試與實施等全過程鍛煉學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

圖1 智能工作室

2 結(jié)語

新工科背景下要求計算機類科技人才具有計算思維和創(chuàng)新能力，同時，在當前“大思政”教育視角下，高校應(yīng)當合理整合高校思政課的資源，建立一個全方位、結(jié)構(gòu)清晰的教育模式。

以《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程改革為例，通過4 年多的錘煉，幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)管理的共性關(guān)鍵技術(shù)和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)管理問題和解決數(shù)據(jù)管理問題的能力，引入了課程思政建設(shè)，引發(fā)學(xué)生對使用專業(yè)技術(shù)為國家保駕護航，投身于國家建設(shè)中的自豪感和參與感，啟發(fā)學(xué)生學(xué)以致用，提高社會責(zé)任感，為從事數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)+平臺系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等的研究、開發(fā)與應(yīng)用奠定知識基礎(chǔ)。課程評價逐年提高，對課程評價達到98.178%，在該課程調(diào)查中，超過97.96%的學(xué)生認為“由于這門課程，我增加了對學(xué)科、專業(yè)的興趣”，超過97.96%的學(xué)生認為“通過這門課程的學(xué)習(xí)，我的學(xué)習(xí)能力有所提高”。

我們將繼續(xù)以持續(xù)改進為重點，以個性評估為動力，以能力為本，以學(xué)生為中心繼續(xù)進行課程改革的思考與探索。