摘 要:面向交通行业的计算机专业人才培养体系,需要在传统教学方法及培养模式基础之上进行变革。分析了教学手段、方法如何适应交叉学科人才培养过程,如何更加贴合毕业后从事工程与科研的过程及目标。提出了面向交通行业的计算机专业进行教学改革的思路,并整理出一套与计算机大学科相关的交叉学科本科生培养体系,旨在促进交叉学科的本科教学工作。
关键词:计算机专业;交通行业;人才培养;教学改革
作者简介:崔建明,长安大学信息工程学院。(陕西 西安 710064)
基金项目:本文系“‘双一流引导专项资金本科教学与创新创业教育建设”(编号: 300104282423)的研究成果。
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2018)26-0034-03
计算机学科开设有硬件、软件、数据处理、网络、数据安全等专业课程与基础课程,有着各种信息服务的特点,而立足信息学科服务交通行业无疑是交通信息方向发展的有益补充,也同样是计算机学科发展的应用扩充。面向交通行业的计算机学科建设有别于传统的计算机学科,特别在培养体系与培养目标上出现了新的变化。面向交通行业的计算机学科建设改革是需要进行深入研究的课题,这也有利于立足计算机学科为其他学科发展及人才培养模式提供理论支持。教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会在2004年就全面地对学科办学问题进行了调研,并希望本专业的毕业生能够具有独立解决问题的能力和较好的动手能力,并具有扎实的理论基础和理论结合实际的能力。计算机学科专业的基本能力可以归纳为计算机思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力[1]。系统能力就是指计算机系统的认知、分析、开发与应用能力,也就是能够系统地分析和解决问题,对系统进行求解。总之,培养学生是以服务社会为主要目标,在人才的培养过程中应严格坚持“以学生为中心”[2]的原则。
教学改革本身是面向社会,培养本专业在行业中的理论与实际相结合的人才,而对于交通信息类人才的培养,跨域多个学科,且需要保障本专业的基础教学内容不能受到过大的冲击。为此,本文依托陕西省特色专业“计算机科学与技术(交通信息方向)”作为教学体系背景进行了理论研究。
一、教学构成要素及分类方法
通过对各种教学要素进行分类及分析,可以对课程教学中的要素归纳为教师、课程、学生、方法、目标、反馈、实践等,图1显示了诸要素关系。
对教学方法的研究无疑是对诸多教学要素间的关系进行研究,并找出优化关系的过程,合理的组织教学方法[3](如表1所示)。
二、现有课程教学体系分析
由于本方向具有多种行业及专业交叉的专业特点,本专业方向主要立足于计算机科学与技术专业服务于交通。专业建设中,“交通信息类核心课程”的构建体系如图2所示。
教学思想是贯穿整个教学过程中能够联系各个教学要素的有机构成,需要在考虑各种教学目标与教学内容的同时,对整个教学思想进行明确,这样可以避免拘泥于课程的教学进入强“教”弱“用”。在对整个教学过程中对教学影响最大的3个要素是:学生的能动性、自主发现、学以致用。
1.学习能动性。学习能动性也叫学习自主性,这是学生主观能动性最基本的表现,同时也是相信学生的一种表现。课程过程中,进行有效的表扬与鼓励可对学生自主学习起到重要的作用。学生在表扬和鼓励中能树立自信和自尊,特别应对付出更多努力的学生给予良好的评价。
2.自主发现问题。根据学生已有的认知结构和生活经验,在难度不大或延伸式的案例教学中,让学生尝试采用自主方式掌握新的知识,为其提供独立探索问题的空间。南宋时期陆九渊在《陆九渊集·语录下》提到“为学患无疑,疑则有进”,强调对问题有了思考的欲望,才能激发学生对问题的探索。
3.学以致用。在教学形式上,通常可以采用案例分析,但是应尽量做到学以致用。在内容上还存在很多的空间,如除在课堂教学过程中采用案例讲解,还可以采用实地参观、工程分析,开展到企业实习等方式,进行理论与实际的结合。
三、教学体系改革构建探索
教学体系改革探索中存在大量需要改革的地方,通过当前课程建设中存在的问题提出具体的建设方案,以具体反应在改革需要建设的内容中。
1.当前课程建设中存在的问题。①交通信息相关课程在课程体系中呈现多专业交叉的特点,内容颇杂,但要在有限的教学学时内全部传授给学生则显得捉襟见肘。②教学教材采用其他院校著写教材,但由于其他院校编写教材是以自己专业发展为背景而编写,限制了教学需要。③课堂教学需要创新。传统的教学方式对于信息化时代的教学环境来说显得陈旧,需要研究如何借助互联网等环境与手段进行教学改革。④考核时间存在與授课、毕设、实习等时间冲突,如何协调这种冲突并做适当调整还需要探索。
2.改革建设内容。改革的主要内容包括教学手段及模式、课程内容、考核制度。①交通信息方向跨专业、跨行业的特点,并且与其他课程存在有机联系,整理出一套相关的教学方法。新教学方法应保证教学内容紧跟行业发展,保证教学方法适应专业特点,保证提高学生的自主学习吸引力。②建立一个贯穿课程教学全过程体系,激励与促进兴趣的教学模式与考核模式。教学模式紧密与教学反馈相结合,并借助现代互联网手段,提高各教学要素间的信息交互速度。③建立有效的教学效果反馈机制,对不同阶段方法创新应用有一套合理的检验标准,避免出现负面效应。
四、具体建设方案
建设方案的建立是对教学中的各要素进行有机融合的必要系统手段,建设方案包括教学方案、教学方法、教材建设以及控制手段等主要内容。
1.教学方案的选择。为在有限的教学时提高教学工作效率,教学方案的设计内容应精准对应教学目标。教学方案的选择通常会选择到具有同类专业的高层次高校进行调研、交流,获取国内较为先进的教学与考核方法。由于在本科阶段,交通信息工程方向不是单独的本科专业,通常都依托其他学科进行专业方向的教学,故此定位均有不同。因此,与国内在交通信息学科具有优势的高校进行交流,对这些高校中相似专业的了解,可以达到取长补短的目的。同时,把获取的先进经验应用到本专业方向的教学方案选择当中,实现“接地”。应对于获取的国内外有效教学资料整理成方案,不断地改进与论证,以达到本专业方向应用的目的。
2.教学方法改革。(1)启发式教学方法。启发式教学是通过教师的主导作用,即通过教师开导、诱导、引导,使学生达到自己主动钻研,积极动脑,独立探索问题并有所创新的效果。启发式教学是根据学生认识的客观规律以及学生的理解能力,充分调动学生学习的主动性,激发其内在的学习动力。通过引导學生的学习过程,鼓励学生敢于思索、质疑、想象、探索、争辩、创新,经历发现教学问题、探索教学问题、解决教学问题的过程,学会运用所学知识和方法寻求解决实际问题的策略,体验教学活动的探索与创造,引导学生成为发现者、研究者、探索者和创新者,使学生经过独立思考掌握知识,从而提高理解、分析和解决问题的能力。
(2)线上线下混合教学方法。线上、线下混合式教学模式(SPOC)是目前国际上盛行的一种全新教学模式。采用此教学模式,学生可以灵活利用手机、电脑等网络终端自由选择学习时间、地点、内容进行学习;而教师则可利用网络平台的技术和资源,开展线上或线下的教学活动。该教学模式能够有效培养学生自主学习和探索式学习的能力,促进教学质量提高。而与MOOC教学相结合开展教学,无疑是提高教学资源、突破教学时空,完成教学资源扩展的更佳手段。
3.教材建设。针对教学内容及授课方法,新编教学教材。使教材内容适应教学需要,注重课下学习,课堂巩固。此外,市场上存在大量相似教材,但是在应用上存在一定的背景差异。因此,应尽量贴合“立足计算机学科面向交通”的特点,进行教材的设计与出版,完成教材与教学的无缝衔接。
4.教学方法闭环控制。在教学方法中存在大量的方法,短时期具有示范特点,能起到一定的促进作用,但更新或修订存在问题。这通常表现为方法重复、冲突、不适应发展等,在控制学方法上,这种状态就被称为“开环控制”,即难以及时响应显现的问题。因此,需要在制定方法或方案中采用严格的“闭环控制”方法,直到稳定的起到系统性作用为止。“闭环控制”方法是制定教学方法采用与学生访谈,及与其他相关教师讨论等方式相结合的形式,建立教学环境中诸要素信息回馈通道,形成信息闭环,如图3所示。
综上所述,高等院校的实践教学改革是教学内容的改革与创新,是推动人才培养模式改革的关键,也是开展人才培养的重要过程,改革可以从分解教学诸元素入手。本文以面向交通行业开展的计算机科学教学为对象开展了交叉学科人才培养研究,并以此提供对交叉学科人才培养的通用分析与应对方法。
参考文献:
[1] 陆枫,金海.计算机本科专业教学改革趋势及其启示——兼谈华中科技大学计算机科学与技术学院的教改经验[J].高等工程教育研究,2014,(5):180-186.
[2] 赵炬明,高筱卉.关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考[J].中国高教研究,2017,(8):36-40.
[3] 李如密.教学方法的概念、特点、分类及优化[J].教育改革,1998,(2):12-16.
责任编辑 陈 莉