應用型本科院校計算機科學與技術專業新形態課程體系研究

白二凈 薛峰會

摘要：文章以國家“新工科”建設為契機，以KAPI項目為引領，分析了應用型本科院校計算機科學與技術專業培養學生過程中所存在的問題。為解決所提出問題，提出新形態課程體系研究。新形態課程體系是以項目為引領，以微課為基礎，融合線上、線下教學方式，著重培養學生動手實踐能力、應用能力、創新創業能力的課程群。分析了新形態課程體系的構建框架，并對新形態課程體系的實施過程和實施要求進行詳細分析。

關鍵詞：新型課程體系;微課;KAPI;能力

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）16-0118-02

1 引言

2018年教育部頒發《教育部辦公廳關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》[1]，文件提出：要把“新工科”的建設，作為高校綜合性改革的“催化劑”，系統、有序推進大學組織模式的變革、學科專業結構的調整、人才培養機制的深化、教師評價激勵的全面化等方面的綜合性改革，推動和引領高等教育進行深層次、多方位變革。在首批“新工科”研究與實踐項目名單中，山東大學孫康寧教授提出“面向新工科的機械制造基礎課程KAPI體系改革研究與實踐”[2]。經過兩年的實踐研究該項目取得可喜的成果。KAPI教學是把學生的知識（Knowledge）學習、能力（Ability）培養、實踐（Practice）教學和創新（Innovation）培養通過項目式教學貫穿于一體;KAPI教學是以微課程方式進行的知識點架構，以全新的知識體系進行構建的，注重培養學生理論聯系實際能力，創新能力的項目式教學方法[3]。

應用型本科院校計算機科學與技術專業不應只局限于課本知識點的學習，應該著重培養學生動手編程能力、綜合運用知識能力和創新創業能力。但在傳統的教學過程中存在以下問題：傳統課程功能相對單一，課程與課程之間相對獨立，聯系不太緊密，不利于培養學生綜合解決復雜問題的能力。人才培養方案中，以單一課程為單位進行安排實施，雖然體現了計算機科學與技術專業的整體框架設計，但課程之間的相互協同步調不一致，缺少課程間的知識的整合，不利于學生綜合運用知識的培養。例如數據庫原理與應用課程，應該與多門課程有銜接，在講授過程中應該與其他課程相互融合。學生知識學習以考試結果為目標，學生學習被動比較強，而缺少主動學習、主動研究的精神，學習境界急需要提高。學生動手能力不足，知識轉化為能力效率低下，缺少目標引領的項目式學習方法。傳統實踐課程以驗證性實驗為主，上機課大多是驗證程序的正確性，綜合性實驗比較少，不利于學生綜合實踐能力的培養。傳統課程考核以背誦知識的試卷方式進行，只考理論不考實踐，不利于學生實際操作能力的考核。傳統課程以學習理論知識點為目的，缺少對學生進行創新創業等思維的培養。以上問題的存在，會產生非常多負面影響，比如會導致學生畢業論文難出高水平成果;會使得學生在就業過程難以找到稱心如意的工作崗位;教師難以實現可持續化專業發展，專業難以內涵發展。

2 新形態課程體系

為解決上述問題，在國家“新工科”建設倡導下，應用型本科院校計算機科學與技術專業人才培養目標導向下，基于“面向新工科的機械制造基礎課程KAPI體系改革研究與實踐”的實踐結果下，提出應用型本科院校計算機科學與技術專業新形態課程體系。對于新形態課程體系沒有精確定義，其基本思想如下：首先新形態課程體系圍繞企業具體項目，從專業課程設置中挑選出與具體項目有關的具體課程構成課程群;然后以課程群方式進行授課，授課過程中每門課程知識的展開都是以項目為主線進行的，即打破課程壁壘，進行課程知識的整合;最后，課程考核以項目成果為主體，注重過程性考核，體現多元考核方式。新形態課程體系以課程群為單位設計教學內容，有利于以改善傳統課程功能單一、相互之間聯系不緊密的現狀，提升學生解決復雜問題的能力。新形態課程體系綜合課程群的核心知識點，根據項目要求協調教學內容，有利于學生綜合運用知識的能力。新形態課程體系結合線上線下教學形式，以實際項目為引領，提升學生知識轉化能力的效率。新形態課程體系課程實施方式，線上學生利用零碎時間根據自己對知識的掌握程度自行學習，線下以翻轉課堂[4]、小組討論[5]、項目實施[6]等多種方式相融合的方式進行，提升學生學習積極主動性。新形態課程體系以課程群為背景，以實際項目、課程設計報告和答辯等為考核要求，改變一卷定結果的考核形式，增強過程性考核。新形態課程體系以實際項目為引領，學生在做項目過程中可以加入自己的實際想法，有利于學生創新創業思維的培養。

新形態課程體系以應用型本科院校計算機科學與技術專業人才培養目標為導向、人才培養計劃為基礎，從人才培養計劃中挑選出聯系相對緊密的、適合培養學生動手能力、綜合運用知識能力、解決復雜問題能力等計算機專業類課程，形成新形態課程體系、構建多功能課程群。課程設計不再以一門課程為單元進行設計，而是以課程群為背景進行綜合設計;課程實施不再以傳統的、功能單一的方式進行，而是多門課程圍繞一個具體項目共同進行;課程評價不再以傳統的試卷方式來考核，而是以課程設計報告、項目設計成果、答辯等多種方式來進行，具體構建框架見圖1。

對于應用型本科院校計算機科學與技術專業，新形態課程體系包括課程Java EE、前端開發技術、軟件工程。在課程設計階段，選取這幾門課程的核心知識點，精心設計成微視頻，使學生在線上進行反復學習。在課程實施階段以一個實際項目為目標，軟件工程為主線，從項目需求到概要設計到詳細設計最后到軟件實現和軟件測試，形成一個完整的閉環。每一個設計階段所需知識，學生可以通過線上微視頻和線下課程獲取。線上學生利用零碎知識點觀看微課視頻來學習相關知識點;線下在理論課堂上可以根據項目進行翻轉課堂和小組討論等形式進行，在實驗機房進行實際項目的開發。最后課程評價不再是以一門課的形式進行考核，而是從課程群整體出發，既包括過程性考核又包括最終考核。過程性考核包括微視頻的學習、課堂表現等，期末考核包括期末作品、課程設計報告及答辯。新形態課程體系將理論與實踐有機結合，線上、線下相互融合，知識、能力、實踐、創新[7]有機結合，形成一個以學生為中心，以項目為目標導向的多功能微課程體系。新形態課程體系打破原有的以一門課程為單元的教學方式及理論與實踐[8-9]聯系不緊密的教學現狀，形成以實際操作項目為目標的微課程群。通過項目的不斷推進，將微課程群的知識點融會貫通，提升學生從知識到能力的快速演變，并不斷提升學生綜合運用知識的能力和解決復雜問題的能力以及創新創業能力。新形態課程體系實施將知識學習、能力培養、實踐操作和創業創新有機融入一體，真正做到以教師為主導，學生為中心的項目式教學。

3 項目實踐

3.1 實施要求

首先，本項目的實施直接是以JavaEE企業級教材為藍本進行授課，涉及的都是項目框架等知識，并不涉到如類、繼承、接口等Java基礎語法，所以在項目實施前需要學生具備Java基礎知識。其次，項目實例中涉及的大量數據需要存儲到數據庫中，因此實施具體項目需要學生具有操作數據庫的能力，如MySQL數據庫等。因此，本項目實施對象不能是大一新生，或剛接觸專業課的大二學生，而是應用型本科院校計算機科學與技術專業大二下學期或大三的學生。最后，本項目的實施是以線上、線下混合的方式進行的，項目實施前要求教師團隊必須準備好線上教學材料。

3.2 線上、線下混合教學

線上內容以Java EE、JSP和軟件工程的基礎知識為牽引，把核心知識點形成一個個微視頻[10]。每個微視頻不再以章節為單位進行知識的講解，而是以知識點為單位，做成任務點。微視頻（任務點）時間控制在10鐘以內，有利于學生利用零碎時間進行學習。項目進行前，教師以實際項目的進行情況分發任務點，使學生提前學習基礎知識。

線下以軟件工程為主線，以實際項目為牽引，以小組學習為主體，進行知識的學習。具體操作如下：首先，學生分組后選取實際案例，分析項目的可行性后開展項目需求分析，對軟件各個功能進行詳細分析，為軟件開發下一步打好堅實的基礎。然后，根據需求分析進行軟件設計，包括概要設計和詳細設計，為編寫代碼奠定基礎。第三步，程序編碼，將軟件設計部分以代碼的方式來呈現，最終實現項目。第四步，進行軟件測試，對整個軟件設計過程中出現的各種問題或可能出現的問題進行糾正或預防。最后一步，將軟件開發過程以小論文的形式進行呈現出來，并包括其中的關鍵代碼和實現圖等。

3.3 課程考核

學生完成小論文后，組織學生進行答辯，客觀實際地考核學生的實訓成績。考核方式將傳統的單一試卷形式或作品方式變革為重視過程的多重元素。具體考核組成部分由平時成績、線上成績、實訓成績、論文和答辯成績四部分組成。其中，平時成績包括考勤和課堂互動情況占比10%，線上成績包括線上視頻學習和章節測驗占比20%，實訓成績就是學生作品的質量占比50%，小論文和答辯成績各占比10%。

4 總結與展望

應用型本科院校應該以發展學生綜合應用能力、動手實踐能力、創新創業能力為主;應參照企業需求與企業崗位進行高度接軌，為此提出新形態課程體系。新形態課程體系，以培養學生綜合實踐能力、創新能力、團結協作能力等為目標，打破單門課程授課的教學常規，以課程群為基礎進行實施。在實施過程中以項目為牽引，結合線上線下、融合多門課程實現新形態授課方式，激發學生學習欲望，增強其主觀能動性;將知識、能力、實踐、創新等要素有機結合在一起，逐步培養學生解決問題的能力、綜合運用知識的能力和創新創業能力。

由于新形態課程體系融合多門課程進行授課，所以在實施過程中難免出現以下幾個問題。一是對授課教師要求比較高。授課教師應該對課程群中所有課程的講解游刃有余，不但要求教師會理論講解還要會實際操作，因此授課教師團隊應是“雙師型”教師。二是課程知識點的應用性。新形態課程體系的實施是以企業項目為引領進行的，涉及企業項目的知識點要進行詳細講解，而有些知識點不涉及在項目內，但是在課程標準中是有要求的，應如何如應對。這就需要在課程設計知識點時，不僅局限在當前項目中，要著眼整個工作領域的需求進行設計。

參考文獻：

[1]教育部辦公廳.教育部辦公廳關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知[DB/OL]. [2021-05-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201803/t20180329_331767.html.

[2] 孫康寧，劉會霞，楊平，等.面向新工科的微課程體系和新形態課程研究與實踐[J].高等工程教育研究，2021（3）：44-48.

[3] 孫康寧，梁延德，于化東， 等. 大學生知識、能力、實踐、創新（KAPI）一體化培養理論與實踐：2018教育部新工科項目研究進展[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4] 李燕歌.翻轉課堂教學在《Linux操作系統》課程中的應用[J].電腦知識與技術，2021，17（4）：113-114，144.

[5] 曾勇，黃艷，向桂君，等.從新生項目課開始：新工科建設“成電方案”的設計與實踐[J].高等工程教育研究，2020（1）：14-19.

[6] 陳可新.Linux操作系統項目情境教學研究[J].福建電腦，2020，36（9）：167-169.

[7] 岳亞杰，李榮慶，車楠，等.Ardunio競賽模式下學生創新能力的培養[J].北方經貿，2013（2）：129，131.

[8] 王承鑫，徐龍軍，張天偉.“新工科”背景下實驗教學改革的探討[J].高等建筑教育，2019，28（2）：101-105.

[9] 仝月榮，陳江平，李翠超.面向新工科的實踐教育體系構建——以上海交通大學學生創新中心為例[J].高等工程教育研究，2020（1）：56-61，122.

[10] 馮曉英，王瑞雪，吳怡君.國內外混合式教學研究現狀述評——基于混合式教學的分析框架[J].遠程教育雜志，2018，36（3）：13-24.

【通聯編輯：王力】