新工科背景下應用型本科計算機公共課程建設研究

劉璐

摘? 要：為提高計算機公共課程教學質量，適應新工科背景下對高素質創新型復合人才的需求。通過分析新工科背景下高校計算機公共課程面臨的教學模式和實踐教學中存在的主要問題，提出基于線上線下混合教學的計算機公共課程設計模式，闡述課程的建設目標、內容、教學模式和教學方法的實施過程，為應用型本科學校培養有能力的復合型工程人才提供了新思路，對計算機公共課程的教學研究與實踐有一定指導價值。

關鍵詞：新工科? 計算機公共課程? 教學模式? 課程建設目標

中圖分類號：TP3-0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（a）-0149-03

Abstract： In order to improve the teaching quality of computer public courses and meet the needs of high-quality innovative talents under the background of new engineering. Based on the analysis of the main problems in the teaching mode and practical teaching of computer public course in colleges and universities under the background of new engineering， this paper puts forward the design mode of computer public course based on online and offline mixed teaching， and expounds the implementation process of the construction goal， content， teaching mode and teaching method of the course， so as to provide reference for the application-oriented undergraduate schools to cultivate capable compound engineering talents It has a certain guiding value for the teaching research and practice of computer public course.

Key Words： New engineering; Computer public course; Teaching mode; Course construction goal

由“復旦共識”“天大行動”“北京指南”構建的新工科教育“三部曲”，為我國高等學校的工程教育開拓了新思維和新方向，如何培養造就多樣化、創新型卓越工程科技人才，為我國產業發展和國際競爭提供智力和人才支撐是高校教育發展中亟待解決的問題。隨著高等教育的同質化發展，普通地方應用型本科院校畢業生就業難的問題日益凸顯。提高地方應用型本科院校人才培養結構與市場需求的匹配度，從優化課程體系、重組課程資源、創新教學模式等方面進行相應的探索和實踐，深化地方應用型本科院校新工科專業的辦學定位調整與辦學模式改革，才能更好地滿足新時代對于新工科人才的需求。針對目前國家迫切需要培養大批卓越工程科技人才的新需求，大學計算機公共課程需要在深化計算思維改革的前提下，在教學內容、教學方法及教學手段等方面進一步轉變，更好地體現信息技術與不同專業的交叉融合，重構課程體系結構，整合關聯課程資源，完善課程群建設，創新課程教學方法，以適應新工科背景下對高素質、創新型復合人才的需求。

1? 新工科背景下高校計算機公共課程面臨的問題

1.1 計算機公共課程教學模式中存在的問題

計算機公共課程作為通識教育課程平臺的重要組成部分，承載著引導學生從基礎教育到高等教育過渡的重要任務，是學生接觸計算機專業知識的起步，是喚起學生求知欲、激發潛能的關鍵環節。計算機公共課程群開設課程一般是以大學計算機基礎課程為支撐，由高級語言程序設計（針對不同專業開設C語言程序設計或Python語言程序設計等）、面向對象的程序設計、數據庫應用等多個邏輯并聯性較強的一系列課程組成一個群組，突破單科課程的教學內容，形成的計算機公共基礎課程體系，如圖1所示。其中大學計算機課程主要教學目標是使學生初步建立起利用計算機求解專業問題的基本思路、方法和能力，潛移默化地為學生注入創新性的思維方式，目標是服務于學生就業。高級語言程序設計課程主要培養學生程序設計基礎理論、程序設計基本能力和基本邏輯思維能力、數據抽象思維及理解計算機的核心原理和解決問題的基本步驟，將計算機技術和專業領域問題相結合，為有效地解決專業領域問題提供更好的解決思路和解決方法;數據庫應用則要求學生學會問題建模、面向對象思維和分析組織管理數據能力和軟件工程能力。但課程開設一般安排在大一年級，學生面臨需要從被動學習到主動學習的學習方式調整，缺乏自我管理和合理規劃學習的能力等問題;加之部分學生認為已在初高中的信息技術課程接觸過一些計算機知識，因此對該課程的重視程度不高。但在實踐教學過程中會發現由于地域差異性、對計算機教學重視程度不同等因素造成學生計算機基礎應用能力參差不齊，學生普遍存在操作能力薄弱、學用脫節，缺乏基本數據抽象思維及編程思想等問題。因此，在計算機公共課程教學中既要強化計算思維能力的培養，也要融入計算機學科新技術，尤其是與各個學科專業有機融合，讓非計算機專業的學生深刻領會到學習計算機公共課程，能有效提升科學和工具理性的思維，計算機公共課程知識能為其所用，助其發展。

1.2 計算機公共課程實踐教學環節中存在的問題

當前許多高校在計算機公共課程實踐教學環節設置時多側重理論驗證，實踐教學內容與當前行業就業需求脫節，實踐教學環節沒有真正注重創新能力與創新意識的培養，沒有針對相關產業鏈各環節技術需求構建符合自身辦學層次與特色的實踐訓練環節，沒有根據地方特色產業發展對人才的實際需求調整專業實踐安排，實踐教學內容偏重驗證性實踐，體現創造性、設計性及多學科交叉的綜合性實踐教學內容甚少，且缺乏與相關專業的融合;教學環節中仍主要以教師為中心，演示引導多，學生參與少，學生的實踐能力、解決問題能力和團隊協作能力無法得到有效提升[1]。實踐教學手段單一，實踐教學目標與就業需求脫節，實踐教學體系尚不能滿足培養出支撐引領產業行業發展的工程技術人才的需求，亦不足以適應就業市場需求。新工科背景下，要培養出專精某一領域在其他學科上也所有發展的高端復合型人才，就需要對計算機公共課程的實踐教學進行改革，厚理論基礎，強實踐能力，適應企業以價值為導向的用人需求，將人才培養的關鍵定位在培養學生實踐創新能力上，使實踐教學目標明確具體，適應轉型發展和行業發展的需求。

2? 新工科背景下應用型本科計算機公共課程建設與改革

為滿足新工科背景下國家對高端復合型人才的需求，以提高學生工程思維和科學思維能力和訓練學生創新思維為目標，建構各關聯課程間聯合體系，以課程綜合化思想對教學內容進行整合與優化，以專業人才培養需求為導向，通過分類教學、嵌入不同專業需求對計算機公共基礎課程體系進行分類構建與改革創新，從而滿足不同專業人才培養對利用計算機技術解決問題能力的需求差異[2]。

2.1 基于線上線下混合教學的計算機公共課程設計

當代大學生被稱為“數字原生代”，伴隨網絡的普及和各種網絡教學平臺的廣泛運用，學生的學習方式已經發生了根本性的轉變。他們更習慣靈活的、碎片化的學習模式，更樂于嘗試學習平臺上個性化的學習體驗，更適應基于網絡學習平臺的互動討論。融合MOOC/SPOC與翻轉課堂的線上線下混合教學模式設計可以更好地利用網絡學習情境，合理安排教學模式設計的各個環節，形成一個完整的教學閉環，從而更好地促進課程教學[3]。對接新工科建設要求，在充分調研學生需求、能力及行業人才需求的前提下，以課堂教學為基礎，采用線上、線下相結合，講授、實訓相結合，培養學生工程思維與跨學科思維的兼容并包與無縫連接[4]。

2.2 應用型地方本科院校計算機公共課程群的混合式教學模式建設

基于MOOC/SPOC與翻轉課堂的線上線下混合教學模式的課程群建設，將各專業人才培養方案中要求的與計算機公共課程群關聯的能力培養目標進行合理分解，并分配到課程群相關課程的教學實踐中[5]。基于MOOC/SPOC教學平臺的課程群資源（如所在學校是基于超星泛雅平臺）建設的主要流程包括確立課程標準、設計課程整體實現、開發視頻資源、完善線上資料。其中課程整體設計是根本，以“C語言程序設計”建設為例，秉承“掌握程序設計思想、提升學生實踐能力、形成計算思維習慣”的原則，對課程內容的模塊式劃分注重體現程序設計知識完整性和系統性的同時，注重引導學生聯系實際問題的能力培養，使學生通過混合式學習，培養其大工程觀和以系統能力為核心的解決復雜工程問題的能力。核心資源設計則是基礎，微課設計要營造一對一的親切感，而10～15 min的視頻最吸引人，教師出鏡更能提高學生的參與度。在設計微課時，教師要注意利用微課豐富的畫面資源將教學中的重點難點給予生動呈現。例如：在C語言程序設計關于循環結構中“窮舉法”知識點教學中，教師可先通過學習通平臺發布課前預習，要求學生熟悉“百錢買百雞”“雞兔同籠”“韓信點兵”等問題的數學背景及數學求解方法，然后將“窮舉法”編程思想制作微課，用微課內容展示“窮舉法”是通過一一驗證問題所有可能性來尋求問題最終結果。教師通過學習通平臺發布通知要求課前預習觀看微課視頻，視頻素材要豐富，內容緊湊、主題突出的微課可以有效激發學生的學習興趣，以更便捷、更容易接受的方式將重要知識點傳授給學生，同時呼應課程教學中for循環語句、標志變量的用法、循環控制語句break的應用等教學目標。課后教師可在平臺上發布如“水仙花數問題”“愛因斯坦的數學題”等相關案例作為課后作業，可以讓學生及時復習課上所學的內容。同時上傳平臺的微課內容中涵蓋的重點知識點也可以供學生課后反復鞏固學習。完善線上資料作為抓手，線上開放課程網頁的建設通常包括課程簡介、教學團隊介紹、章節單元設置、課程內容安排、習題庫考試題庫及課程評價方式設置等方面。學生可通過這些資源，在課程學習前了解該課程的學習目標、知識體系及各章重點難點的具體學習要求，在完成相應知識點學習后可以通過課后作業、章節測試及期末考核等形式檢驗學習成效，以便在后續學習過程中進行及時的調整與改進。建立應用能力目標導向的評多維度價體系。計算機公共課程群的課程考核評價中實踐能力考核占比要適當提高[6]。基于MOOC/SPOC平臺的課程學習效果評價要更加綜合化，除了注重傳統的課后習題、章節測試和期末考試等這種評價方式外，要推進教學內容、教學過程和考核方式的有機融合。注重學生的學習過程評價和綜合實踐能力評價，以參加各類競賽的成績或完成依托企業實際項目的真實案例效果的考核作為評價的重要組成部分，注重訓練與培養能無縫適應企事業單位需求的工程人才，使得課程群的應用能力目標要求更加突出。

3? 結語

計算機公共課程有利于培養學生科學思維和工程思維能力，有助于提升學生職業發展的適應能力、使其始終保持發展視野和終身學習能力。學校應以能力培養為基礎，以教學實踐為抓手，加強工程實踐背景培育。通過對計算機公共課程建設流程的持續優化和經驗的逐步積累，不斷豐富和完善混合式教學的改革與創新，提出適合新工科教育理念的教學模式構建，激發學生的學習興趣，為學生提供基于線上線下混合教學的多元化學習空間，對提升應用型本科學校計算機公共課程的教學質量和效果具有積極的促進作用。

參考文獻

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[2] 張玉成，劉影，呂林濤.新工科背景下計算機基礎及應用課程建設思考——以西京學院計算機基礎及應用教學為例[J].計算機產品與流通，2020（9）：192.

[3] 李敏之，王陽萍，李海軍.新工科建設指引下的西部高校一流本科課程建設——以大學計算機基礎課程為例[J].計算機教育，2020（11）：89-93.

[4] 吳少群.OBE導向下應用型本科院校計算機專業課程群建設[J].寧波工程學院學報，2018，30（2）：118-121.

[5] 樊瑤.新工科背景下程序設計類課程群體系構建[J].教育教學論壇，2020（3）：231-232.

[6] 羅嘉慶，葉欣，劉鵬飛，等.面向新工科的新生工程認知體系構建——以計算機導論課程建設為例[J].高等工程教育研究，2020（5）：25-29.