基于“新工科人才的核心素质”培养的《大学计算机基础》课程研究与实践

齐永波，马晓敏，胡凤燕，王玲玲

（烟台大学计算机与控制工程学院，山东 烟台 264005）

1 课程体系的演变过程——以大学计算机基础为例

1.1 “三个层次”体系

三个层次教学体系本身是在计算机基础教学历史上的一次重要改革，其核心内容在于让高校将计算机课程纳入基本的基础课范畴当中明确了计算机基础教学应该达到的基本目标，包括计算机文化基础、技术基础和应用基础三个方面，即我们所说的三个层次。在这种多层次教学课程的要求之下，学校可以根据自身的发展需求和学生的能力差异，选择不同的层次结构和课程方案，形成较为典型的课程体系建设框架。从初期的文化基础课程入手，过渡到软件技术基础和硬件技术基础之后，在学生能力得到提高的过程当中，融入信息管理和辅助设计的有关学习内容，可以从根源上促进学生能力的深度发展。

1.2 “1+X”课程体系

在进入21世纪之后，社会信息化发展速度变得更加明显，计算机技术和其他专业知识之间形成了联动合作，各个专业对计算机应用能力的要求变得更加突出，呈现出多样化的发展特点。无论是大学还是中小学，都将计算机教育视为一项基础性课程，对于计算机课程的期望明显增加。社会也高度关注学校不同类型的计算机课程建设工作，因此在2006年提出了“1+X”的课程发展方案以一门大学计算机基础必修课程为主，其他几项重点必修或选修课程为辅助，让学生能够在一个更高的层次上正确认识计算机和应用计算机。例如理工科在学习大学计算机基础之后，会将程序设计和数据库技术等内容融入其中，医药类学科会加入一些医学成像和医学信息分析课程，诸如此类的课程建设都满足了计算机的专业应用特点，实现了融合创新和基础教育层面的信息推广，可正确应对不同专业和不同层次的教育需求。

2 基础课程体系的相关要求

2.1 通识课程

通识课程培养的是学生的基本素养之类课程没有明确的专业特征，但是能够让学生了解到计算机相关的基本知识和程序设计方法，了解到信息技术和社会发展之间的密切联系，此类课程往往也是入门课程，以大学计算机基础为例，这就是面向学生基本素养培养的一项通识课程，与计算机学科导论在功能定位上比较接近。

2.2 技术课程

技术课程的特点在于具有明确的专业指向性，需要让学生掌握专业领域中的有关技术与操作能力，为今后的岗位工作打好基础。例如程序设计和多媒体技术应用就成为了技术型课程的主要组成部分，而现代社会的快速发展让人工智能与大数据技术有关的内容也被纳入考核要求当中。

2.3 交叉课程

交叉课程指的是计算机技术和其他专业进行结合的基础性，教学内容从专业需求的角度充分体现了计算机应用的不同特点，具有明确的专业化特征。面向新工科的大学计算机基础课程改进方向应该具备良好的系统支撑能力，对专业教学形成全程辅助，适应不同层次的学生和不同专业的计算机基础教学要求。[1]以此为基础提出相应的课程体系之后，就能基于通识教育和技术课程进行学科交叉，建立专业化的课程框架，各个高校也可以根据人才培养的定位和学生能力差异，设计符合个体要求的课程。

3 课程建设的具体策略

3.1 计算机思维和技术课程的建设

加强这一方面的课程建设，有利于将通识课程和技术课程进行深度融合，一方面让学生了解到计算机的基本原理和操作方法，另一方面融入各项新技术强化学生对业态的理解。此类课程在建设的过程当中，可以优先在教学组织内容上进行完善，集中于行业发展的前沿性内容增强对于新技术的理解和掌握。[2]正如前文提到的程序设计和人工智能应用就是重要的课程组成元素，学校要针对新工科建设的具体要求，在教学案例和实践内容上进行多方位调整。例如C 语言程序设计的学习过程当中，我们可以参考美国伯克利加州大学所采取的教学体系，具体来看，就是课堂上要讲述的是内容的来龙去脉，要让学生明白推导某个公式或知识点时遇到了哪些困难，而这些知识点将有怎样的发展趋势？在明确教学目标之后，就要实现知识的理解和转化。在讲解到循环结构的有关内容时，一般会涉及到递归的说明，递归是一项抽象的知识点，教师在讲述的过程当中可以运用汉诺塔游戏作为案例，让学习者明白递归方法的基本原理，然后以此为基础设计数学模型，根据算法写出问题求解的程序，达到相应的教学目标。例如烟台大学在开设的大学计算机基础课程中就融入了问题求解的算法基础和计算机发展的前沿技术。

3.2 网络教学平台的建设

依托于学校提供的优慕课在线网络教学平台，课程组建设了大学计算机基础课程平台，充分利用各种网络资源，完善在线教学环节体系。整个平台教学环节包括：课程通知、课程介绍、学习单元、教学资源、实验教学、问卷调查、课程活动、网罗天下等内容。其中学习单元主要包括知识导学、本章视频、本章作业、讨论话题、本章习题等，学生除了在实验课通过浏览器服务器模式进行上机学习，也可以通过课程伴侣APP，随时随地通过手机进行在线学习。

3.3 全自动网络考试练习平台的建设

依托学院自购的万维全自动网络考试练习平台，课程组按课程章节建设了相应的大实验项目习题，通过知识点建设的实验项目,切合各章节重点，细分小的操作知识点习题，学生在上机实验过程中通过各章节的大实验习题的随练随考，掌握了相关的各知识点，得到技能训练，计算机素养得到提高。

3.4 交叉融合课程构建

交叉融合课程构建体现的是新时期的技术特点，是面向工科专业的新型交叉课程内容。例如智能系统和信息产品设计等。总体来看，课程建设要高度关注实践框架的构建和教学方法的优化改革，以培养交叉融合能力为核心，即便是面向非计算机专业的课程，也应该进行知识提炼，以此为基础促进学生的项目实践工作，覆盖更多的知识框架。这样一来，学生可以根据所掌握的问题或项目的核心内容进行动手实践，具备知识应用能力，为后续的专业应用打好基础。[3]作为教育工作者也应该为学生提供良好的实践和发展空间，积极推进教学方法和教学内容的改革，在提升学生主观能动性的同时，建立协同学习或研究性学习机制以促进学生的探讨交流，例如北京大学在开设的基于Python 的慕课当中就融入了机器学习和数据分析的相关案例，实现了课程知识的交叉和融合。

4 结束语

大学计算机基础课程体系建设，在教学实践中应得到不断完善和优化并巩固教材成果，确定未来的课程建设思路。新工科建设背景之下，对高校计算机教学提出了新的要求，因此学校本身要关注学生的信息能力和计算思维能力培养重点，融入创新型课程元素，在课程分配和课程体系建设方面进行改进和优化。

在后续的研究当中应进一步贯彻教学环节的体系建设和理念应用，将教学改革成果体现在学生的能力培养工作当中。