實戰化背景下軍隊院校大學計算機基礎課程改革探索與實踐

周 鋼，郭 暉，謝 茜，黃佳維

（海軍工程大學 電子工程學院，湖北 武漢 430033）

0 引言

2017 年，軍委訓管部頒布教學新大綱，明確大學計算機基礎課是大學計算機基礎教學中的基礎課程，是全軍生長軍（警）官各專業必修的科學文化課程，并引入Python 編程內容，以培養計算思維和信息素質為目標［1-2］。根據人才培養目標和專業類型，大學計算機基礎課程按照“普及計算機文化、培養專業應用能力、訓練計算思維能力”分類目標明確方法推動式、內容重組式和全面改革式的教改方法，形成了側重基礎理論體系、理論實踐綜合、計算思維培養的3種教學模式［3-4］。

與地方高校不同，軍隊院校人才培養要“面向戰場、面向部隊、面向未來”，堅持立德樹人、為戰育人，使人才培養供給側同未來戰場需求側精準對接［5］。因此，面向信息化、智能化的未來戰場，加強實戰化背景下、高技術條件下的大學計算機基礎課程建設，必然對常規傳統教學模式進行適應性優化，按照適應備戰打仗，培養打贏人才的根本目標開展綜合改革實踐。

實戰背景下的軍隊院校大學計算機基礎課程改革實踐，圍繞實戰化這個大背景，深入分析實戰化與信息化的內在統一性，從理論知識延伸到能力培養、思維培塑、思政建設的立體化培養目標塑造，注重對標專業要求和崗位需求，采用案例教學、研討教學、翻轉課堂等多種教學方式，實現課堂直連戰場，能力對接崗位，提升打贏勝戰能力。

1 實戰化背景下大學計算機基礎課程

實戰化教學是貫徹習主席強軍目標重大戰略思想，落實軍委總部首長關于院校教育一系列重要指示要求，推進院校教育向實戰聚焦、向部隊靠攏，培養能打仗打勝仗高素質新型軍事人才［6］。

實戰化背景下的大學計算機基礎課程教學改革實踐，首要厘清實戰化與信息化的內在統一性，突出課程在學生信息素質培養上的關鍵作用和基礎地位。

1.1 實戰化與信息化的內在統一性

實戰化教學應體現信息化戰爭的內涵和制勝機理。未來戰爭是以機械化為載體、以信息化為支撐、突出智能化決策的深度融合體系。未來戰爭是信息化條件下作戰，以網絡信息體系為支撐，信息化是最大的實戰化，信息力是最重要的戰斗力，信息知識、能力和素質是高素質新型軍事人才的重要評價指標和培養目標。

實戰化是信息化條件下的實戰，信息化是最大的實戰化，兩者具有高度內在統一性，主要體現在：①未來作戰環境是復雜電磁環境，戰場環境是陸、海、空、天和電磁環境下的多域作戰，電磁環境是包括雷達、電子偵查、計算機網絡等在內的多種復雜電磁交織、多種信息網絡交互的虛擬空間；②未來作戰裝備是自動化裝備，作戰裝備嵌入大量信息化、智能化設備，提高裝備自動偵查、打擊、評估能力，裝備的通信、情報、計算等功能依托大量嵌入式電子設備，自動化程度高；③未來作戰樣式是基于信息系統體系作戰，以軍事信息系統為核心，通過信息網絡聯通和數據廣泛融合各作戰單元，形成一體化聯合作戰。

面向未來戰場培養軍事人才，推崇實戰化教學，未來戰場是高技術條件下的信息戰場，信息化是最大的實戰化，因此，實戰化教學首要就是培養學生的信息知識、能力和素質。

1.2 大學計算機基礎課程的作用與地位

大學計算機基礎課程是軍隊院校生長軍（警）官本?？频谋匦藁A科學文化課程，培養學生計算機基礎知識、信息素質和計算思維。該課程在軍隊院校計算機類課程體系、新型作戰力量專業建設和高素質科技軍事人才培養中均有著基礎性、關鍵性作用，具體在課程、專業和人才培養3個方面發揮重要作用，主要體現在：

（1）是構建計算機類課程體系的核心。以軍隊綜合性院校和軍種工程大學為典型代表的軍隊理工類高校，一般構建以“大學計算機基礎”“程序設計基礎”和“微機原理接口”基礎課程為主體，輔以“數據庫技術”“多媒體技術”“計算機網絡”等專業課程，附加“人工智能”“物聯網技術”等選修課程，形成“基礎+專業+選修”的計算機類課程體系［7］。其中，大學計算機基礎課程在課程體系中涉及內容最全面、理論知識最基礎、教學人數最廣泛，在課程體系中發揮了重大作用，是基礎中的基礎。

（2）是建設新型作戰力量專業的關鍵。軍隊新型作戰力量是緊跟世界軍事發展趨勢，緊盯主要強敵對手，跟蹤研究國內外形勢變化，重點在信息網絡技術、智能化技術、航天技術等創新發展領域同軍隊打仗備戰需求融合中形成和發展起來的［8］。新型作戰力量專業具有鮮明的技術加成、信息需求和智能導向，其中計算機基礎是信息技術 的基礎，更是新型作戰力量專業人才信息素質培養的基礎和關鍵。

（3）是培養高素質科技軍事人才的基礎。打贏未來戰爭，“人”是關鍵因素，迫切需要高素質科技軍事人才。其中，新型軍事人才最核心的素質是信息素質，最重要的能力是信息能力，需要掌握打贏未來信息化戰爭的信息能力并形成與之相匹配的信息意識、信息道德和信息安全［9］。大學計算機基礎課程是人才信息素質培養的首門課程，具有基礎性作用。

2 大學計算機基礎課程實戰化教學

實戰化和信息化具備內在統一性，推動實戰化最主要的就是培養信息素質，大學計算機基礎課程在構建計算機課程體系、助力新型作戰力量專業建設和培養高素質軍事人才上具有基礎性、關鍵性影響，對軍隊院校學生信息素質培養發揮著最廣泛、最首要作用。

按照“三個面向”的基本要求推動大學計算機基礎課程實戰化教學改革實踐，關注戰場作戰需要、對標部隊崗位需求、著眼未來發展趨勢，升華教學目標、重構教學內容、革新教學方法，精準對接未來戰場需求，提高備戰打戰能力。

2.1 教學目標對接未來作戰能力需求

課程教學目標立足但不僅限于計算機基礎知識的傳授，課程知識傳授由于計算機新技術發展更迭和未來作戰形態發展，知識時效性不能夠滿足未來需求。

為精準對接未來作戰能力需求，課程教學目標設立應著眼長遠，更加注重能力培養、思維培養和情感熏陶。圍繞軍隊院校學生近、中、遠、長期的學習、工作需求，構建“知識、能力、思維、情感”的立體化目標體系，具體分為：

（1）掌握計算機基礎知識理論體系。圍繞課程教學，掌握Python 程序設計、計算機硬件、操作系統、編碼與多媒體、網絡技術、數據庫技術為主體的計算機軟硬件和應用基礎知識理論體系。

（2）具備信息編碼和處理基本能力。以信息為中心，以計算機為工具，掌握信息編碼、采集、處理、表示的相關技術和方法，具備信息處理基本能力。

（3）初步形成實際問題求解的計算思維。以計算機理論知識發展為牽引，學習像計算機科學家一樣發現問題、思考問題、解決問題，提煉思維方法，形成解決實際問題的思路方法，初步形成計算思維。

（4）加強課程思政建設，注重情感熏陶。將思政元素融入課程教學，突出以國產自主可控為主的案例引入，提升家國情懷、部隊情節，堅定學生獻身國防事業的信念，從兵之初就走正第一步。

其中，知識、能力和思維3 個層面都是基于知識體系對標講解，以理論知識為基礎，用信息看待世界，用計算處理問題，形成相關之間對應關系如表1 所示，而情感的思政建設則是融入講解。

Table 1 Corresponding relationship of curriculum teaching objectives表1 課程教學目標對應關系

2.2 教學內容對接專業及崗位需要

大學計算機基礎課程實戰化教學立足于課堂教學完成教學理論知識傳授，完成從硬件、系統、程序和應用的理論知識體系講授，更加突出瞄準兩年后專業需求及畢業后崗位工作需求。

在教學內容上，從兩個方面加強課程的橫向拓展和縱向延伸。

（1）注重計算工程應用，加強內容橫向拓展。圍繞科學計算教育（Computing in Science Education，CSE）為主［10］，強化計算機基礎知識和程序設計在數學、物理等橫向學科和本專業基礎課程中的應用，如運用循環完成積分計算、泰勒展開公式等高數問題和小球擺幅等物理問題，運用分支解決Sigmoid 函數構建等，讓學生感受到計算機知識的強大作用和計算思維的應用魅力。以課程知識體系為基礎，結合專業課程內容，形成知識領域和專業科學問題的對應關系如表2所示。

（2）注重計算思維運用，強化案例縱向延伸。加強計算思維的理解和運用，結合學科專業特色，瞄準未來工作崗位，推動實戰化教學，引入軍事應用案例。計算思維是帶有實踐標簽的思維方法，注重運用計算機解決實際問題，計算思維面向的是具體問題，突出的是解決思路。軍隊院校培養目標是培育打贏勝戰的人才，最大的實際問題就是備戰打仗的問題。因此，實戰化教學內容改革就是要將軍事訓練案例引入理論教學中，將戰場搬到課堂，將軍事融入案例，形成具有鮮明軍事特色的教學案例。例如，在網絡技術章節，學習分層思想，分析軍隊編制體制調整中扁平化作戰管理體系；在操作系統章節，借助進程調度思維，分析野戰通信車的信道保障調度算法設計。通過在每個教學內容章節中的案例引入與深入分析，突出理論教學中計算思維融入軍事案例的應用講解。

Table 2 Introduction of scientific problems into the teaching content of the course表2 課程教學內容引入科學問題

同時，注重案例在實踐教學中的滲透和應用，以軍事背景想定為問題，將軍事問題轉化為數學問題，建立解決問題的數學模型，使用流程圖或偽代碼完成模型中關鍵算法構建，最后從時空復雜度進一步評估算法，并根據情況進行優化迭代。按照軍事背景、數學問題、算法設計和評估優化步驟，規范化使用編程解決實際問題的步驟，從而在實踐教學中培養計算思維。

2.3 教學方法對接軍官素質培養需要

課程教學方法主要是實現教學目標，完成教學內容采取的具體教學手段，實戰化教學背景下，突出信息素質培養，在教學方法上突出信息技術運用和開放研討交流，注重信息技術融入培養和領導能力培訓。

（1）要充分運用教育信息技術，充分運用MOOC、VR等技術實現翻轉課堂、虛擬實驗等，在教學實施中展現、感受和應用信息技術。突出各類信息技術在教學中融入使用，在潛移默化中提升學生運用信息技術進行知識獲取、分析和提煉的能力。具體采用MOOC+翻轉課堂的教學模式，錄制課程SPOC 和微課視頻輔助教學，對于復雜、抽象理論知識構建或引入虛擬實驗模型，加深學生對知識理解。

（2）要突出培養未來軍官領導能力培養，教學中注重加強開放研討、團隊協助、冒險精神和科學決斷。綜合運用案例式教學、大作業、創新實踐活動等以提升學生問題洞察力、科學決斷力、組織協調力、實踐動手力、堅韌意志力。按照案例研討、課程大作業、課程配套競賽活動和學科創新實踐的層級遞升，完善綜合實踐體系。

3 課程實戰化教學改革實踐成效

檢驗大學計算機基礎課程實戰化教學改革實踐成效，核心是考察學生信息素質提升和適應未來發展情況，通過課程考核評估情況進行表象展現。據此，實踐成效突出表現在課程考核評價上，實戰化考核的核心是執行標準從嚴，實施過程正規，關鍵在考核形式與方法。

海軍工程大學自2017級開始按照新大綱施訓，突出軍事案例和信息素質，2018 級開始試點并逐步推廣實戰化教學，經過兩期試點，從考核模式變革、信息素質培養和綜合能力提升3個方面分析實踐情況。

（1）注重形成考核，強化開放作答。課程注重形成性評價，形成以知識理論+編程能力為主，課堂研討為輔，綜合試題為附加的綜合考核模式。從考核方式由終結性考試轉化為形成性考核，借助教育信息技術，注重課堂研討情況，注重實驗完成情況；從考試參考由標準答案筆試轉化為開放答案考試，基于軍事領域應用，設置開放性考題，注重相關知識、素質和思維在軍事領域的綜合拓展運用。如：多架次艦載機從航母起飛的調度問題、野戰部隊通信車保障問題、庫存武器裝備編碼問題等。

（2）注重編程能力，提升計算思維。通過改革實踐，Python 相關內容學時增加到25%以上，考核增加到35%以上，加深對基礎理論知識的理解，強化以解決實際問題為主的綜合編程實踐訓練、考核，提升運用Python 解決科學工程和軍事背景問題的思維、方法、能力。同時，學生綜合考核成績、全國等考二級通過率穩步提升。

（3）聯合協作提升，創新能力增強。課程設置了大作業、研討等實踐環節，學生以小組為單位協同配合完成任務，各類課程作業挑戰性強、完成度高，展現和培養了學生配合意識；配套的課程競賽“圖靈杯”計算機創新設計大賽，設置圖文設計、數據分析和Python 編程3 個比賽內容，其中提交Python 編程作品比例提高到60%以上，參與人數、作品難度、創意程度呈現逐年上升趨勢，綜合編程、智能應用等作品逐年豐富。

4 結語

圍繞“立德樹人、為戰育人”為中心，緊扣“三個面向”總要求，按照緊貼崗位、緊貼部隊、緊貼作戰的總原則，以提升學生信息素質為核心，推動軍隊院校大學計算機基礎課程實戰化教學改革實踐。從未來戰爭的環境、裝備和樣式3 個方面分析信息化與實戰化內在統一性的基礎上，注重學生信息素質培養，大學計算機基礎課程在計算機課程體系構建、新型作戰力量專業建設和高素質科技軍事人才培養3個方面發揮基礎性性和關鍵性作用。

實戰化背景下的大學計算機基礎課程改革中，通過構建“知識、能力、思維、情感”的立體化目標體系，形成知識領域、信息能力、計算思維的對應關系，圍繞科學性和軍事性，從學科專業的橫向拓展和崗位能力的縱向延伸兩個方面加強教學內容拓展與延伸，教學方法上加強信息技術運用和開放研討交流，強化信息能力和領導力培養。通過兩期試點，學生軍事素質增強、信息能力提高、領導能力提升，初步具備聯合作戰意識和計算思維，實戰化教學取得較好效果，可為軍隊院校開展課程實戰化教學改革提供有價值的參考。