新工科背景下应用型本科计算机公共课程建设研究

刘璐

摘  要：为提高计算机公共课程教学质量，适应新工科背景下对高素质创新型复合人才的需求。通过分析新工科背景下高校计算机公共课程面临的教学模式和实践教学中存在的主要问题，提出基于线上线下混合教学的计算机公共课程设计模式，阐述课程的建设目标、内容、教学模式和教学方法的实施过程，为应用型本科学校培养有能力的复合型工程人才提供了新思路，对计算机公共课程的教学研究与实践有一定指导价值。

关键词：新工科  计算机公共课程  教学模式  课程建设目标

中图分类号：TP3-0                        文献标识码：A文章编号：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“复旦共识”“天大行动”“北京指南”构建的新工科教育“三部曲”，为我国高等学校的工程教育开拓了新思维和新方向，如何培养造就多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑是高校教育发展中亟待解决的问题。随着高等教育的同质化发展，普通地方应用型本科院校毕业生就业难的问题日益凸显。提高地方应用型本科院校人才培养结构与市场需求的匹配度，从优化课程体系、重组课程资源、创新教学模式等方面进行相应的探索和实践，深化地方应用型本科院校新工科专业的办学定位调整与办学模式改革，才能更好地满足新时代对于新工科人才的需求。针对目前国家迫切需要培养大批卓越工程科技人才的新需求，大學计算机公共课程需要在深化计算思维改革的前提下，在教学内容、教学方法及教学手段等方面进一步转变，更好地体现信息技术与不同专业的交叉融合，重构课程体系结构，整合关联课程资源，完善课程群建设，创新课程教学方法，以适应新工科背景下对高素质、创新型复合人才的需求。

1  新工科背景下高校计算机公共课程面临的问题

1.1 计算机公共课程教学模式中存在的问题

计算机公共课程作为通识教育课程平台的重要组成部分，承载着引导学生从基础教育到高等教育过渡的重要任务，是学生接触计算机专业知识的起步，是唤起学生求知欲、激发潜能的关键环节。计算机公共课程群开设课程一般是以大学计算机基础课程为支撑，由高级语言程序设计（针对不同专业开设C语言程序设计或Python语言程序设计等）、面向对象的程序设计、数据库应用等多个逻辑并联性较强的一系列课程组成一个群组，突破单科课程的教学内容，形成的计算机公共基础课程体系，如图1所示。其中大学计算机课程主要教学目标是使学生初步建立起利用计算机求解专业问题的基本思路、方法和能力，潜移默化地为学生注入创新性的思维方式，目标是服务于学生就业。高级语言程序设计课程主要培养学生程序设计基础理论、程序设计基本能力和基本逻辑思维能力、数据抽象思维及理解计算机的核心原理和解决问题的基本步骤，将计算机技术和专业领域问题相结合，为有效地解决专业领域问题提供更好的解决思路和解决方法;数据库应用则要求学生学会问题建模、面向对象思维和分析组织管理数据能力和软件工程能力。但课程开设一般安排在大一年级，学生面临需要从被动学习到主动学习的学习方式调整，缺乏自我管理和合理规划学习的能力等问题;加之部分学生认为已在初高中的信息技术课程接触过一些计算机知识，因此对该课程的重视程度不高。但在实践教学过程中会发现由于地域差异性、对计算机教学重视程度不同等因素造成学生计算机基础应用能力参差不齐，学生普遍存在操作能力薄弱、学用脱节，缺乏基本数据抽象思维及编程思想等问题。因此，在计算机公共课程教学中既要强化计算思维能力的培养，也要融入计算机学科新技术，尤其是与各个学科专业有机融合，让非计算机专业的学生深刻领会到学习计算机公共课程，能有效提升科学和工具理性的思维，计算机公共课程知识能为其所用，助其发展。

1.2 计算机公共课程实践教学环节中存在的问题

当前许多高校在计算机公共课程实践教学环节设置时多侧重理论验证，实践教学内容与当前行业就业需求脱节，实践教学环节没有真正注重创新能力与创新意识的培养，没有针对相关产业链各环节技术需求构建符合自身办学层次与特色的实践训练环节，没有根据地方特色产业发展对人才的实际需求调整专业实践安排，实践教学内容偏重验证性实践，体现创造性、设计性及多学科交叉的综合性实践教学内容甚少，且缺乏与相关专业的融合;教学环节中仍主要以教师为中心，演示引导多，学生参与少，学生的实践能力、解决问题能力和团队协作能力无法得到有效提升[1]。实践教学手段单一，实践教学目标与就业需求脱节，实践教学体系尚不能满足培养出支撑引领产业行业发展的工程技术人才的需求，亦不足以适应就业市场需求。新工科背景下，要培养出专精某一领域在其他学科上也所有发展的高端复合型人才，就需要对计算机公共课程的实践教学进行改革，厚理论基础，强实践能力，适应企业以价值为导向的用人需求，将人才培养的关键定位在培养学生实践创新能力上，使实践教学目标明确具体，适应转型发展和行业发展的需求。

2  新工科背景下应用型本科计算机公共课程建设与改革

为满足新工科背景下国家对高端复合型人才的需求，以提高学生工程思维和科学思维能力和训练学生创新思维为目标，建构各关联课程间联合体系，以课程综合化思想对教学内容进行整合与优化，以专业人才培养需求为导向，通过分类教学、嵌入不同专业需求对计算机公共基础课程体系进行分类构建与改革创新，从而满足不同专业人才培养对利用计算机技术解决问题能力的需求差异[2]。

2.1 基于线上线下混合教学的计算机公共课程设计

当代大学生被称为“数字原生代”，伴随网络的普及和各种网络教学平台的广泛运用，学生的学习方式已经发生了根本性的转变。他们更习惯灵活的、碎片化的学习模式，更乐于尝试学习平台上个性化的学习体验，更适应基于网络学习平台的互动讨论。融合MOOC/SPOC与翻转课堂的线上线下混合教学模式设计可以更好地利用网络学习情境，合理安排教学模式设计的各个环节，形成一个完整的教学闭环，从而更好地促进课程教学[3]。对接新工科建设要求，在充分调研学生需求、能力及行业人才需求的前提下，以课堂教学为基础，采用线上、线下相结合，讲授、实训相结合，培养学生工程思维与跨学科思维的兼容并包与无缝连接[4]。

2.2 应用型地方本科院校计算机公共课程群的混合式教学模式建设

基于MOOC/SPOC与翻转课堂的线上线下混合教学模式的课程群建设，将各专业人才培养方案中要求的与计算机公共课程群关联的能力培养目标进行合理分解，并分配到课程群相关课程的教学实践中[5]。基于MOOC/SPOC教学平台的课程群资源（如所在学校是基于超星泛雅平台）建设的主要流程包括确立课程标准、设计课程整体实现、开发视频资源、完善线上资料。其中课程整体设计是根本，以“C语言程序设计”建设为例，秉承“掌握程序设计思想、提升学生实践能力、形成计算思维习惯”的原则，对课程内容的模块式划分注重体现程序设计知识完整性和系统性的同时，注重引导学生联系实际问题的能力培养，使学生通过混合式学习，培养其大工程观和以系统能力为核心的解决复杂工程问题的能力。核心资源设计则是基础，微课设计要营造一对一的亲切感，而10～15 min的视频最吸引人，教师出镜更能提高学生的参与度。在设计微课时，教师要注意利用微课丰富的画面资源将教学中的重点难点给予生动呈现。例如：在C语言程序设计关于循环结构中“穷举法”知识点教学中，教师可先通过学习通平台发布课前预习，要求学生熟悉“百钱买百鸡”“鸡兔同笼”“韩信点兵”等问题的数学背景及数学求解方法，然后将“穷举法”编程思想制作微课，用微课内容展示“穷举法”是通过一一验证问题所有可能性来寻求问题最终结果。教师通过学习通平台发布通知要求课前预习观看微课视频，视频素材要丰富，内容紧凑、主题突出的微课可以有效激发学生的学习兴趣，以更便捷、更容易接受的方式将重要知识点传授给学生，同时呼应课程教学中for循环语句、标志变量的用法、循环控制语句break的应用等教学目标。课后教师可在平台上发布如“水仙花数问题”“爱因斯坦的数学题”等相关案例作为课后作业，可以让学生及时复习课上所学的内容。同时上传平台的微课内容中涵盖的重点知识点也可以供学生课后反复巩固学习。完善线上资料作为抓手，线上开放课程网页的建设通常包括课程简介、教学团队介绍、章节单元设置、课程内容安排、习题库考试题库及课程评价方式设置等方面。学生可通过这些资源，在课程学习前了解该课程的学习目标、知识体系及各章重点难点的具体学习要求，在完成相应知识点学习后可以通过课后作业、章节测试及期末考核等形式检验学习成效，以便在后续学习过程中进行及时的调整与改进。建立应用能力目标导向的评多维度价体系。计算机公共课程群的课程考核评价中实践能力考核占比要适当提高[6]。基于MOOC/SPOC平台的课程学习效果评价要更加综合化，除了注重传统的课后习题、章节测试和期末考试等这种评价方式外，要推进教学内容、教学过程和考核方式的有机融合。注重学生的学习过程评价和综合实践能力评价，以参加各类竞赛的成绩或完成依托企业实际项目的真实案例效果的考核作为评价的重要组成部分，注重训练与培养能无缝适应企事业单位需求的工程人才，使得课程群的应用能力目标要求更加突出。

3  结语

计算机公共课程有利于培养学生科学思维和工程思维能力，有助于提升学生职业发展的适应能力、使其始终保持发展视野和终身学习能力。学校应以能力培养为基础，以教学实践为抓手，加强工程实践背景培育。通过对计算机公共课程建设流程的持续优化和经验的逐步积累，不断丰富和完善混合式教学的改革与创新，提出适合新工科教育理念的教学模式构建，激发学生的学习兴趣，为学生提供基于线上线下混合教学的多元化学习空间，对提升应用型本科学校计算机公共课程的教学质量和效果具有积极的促进作用。

参考文献

[1] 江家宝，刘拥，陈丽萍.新工科建设中地方应用型高校计算机课程实践教学模式探究[J].计算机教育，2020（9）：150-153，158.

[2] 张玉成，刘影，吕林涛.新工科背景下计算机基础及应用课程建设思考——以西京学院计算机基础及应用教学为例[J].计算机产品与流通，2020（9）：192.

[3] 李敏之，王阳萍，李海军.新工科建设指引下的西部高校一流本科课程建设——以大学计算机基础课程为例[J].计算机教育，2020（11）：89-93.

[4] 吴少群.OBE导向下应用型本科院校计算机专业课程群建设[J].宁波工程学院学报，2018，30（2）：118-121.

[5] 樊瑶.新工科背景下程序设计类课程群体系构建[J].教育教学论坛，2020（3）：231-232.

[6] 罗嘉庆，叶欣，劉鹏飞，等.面向新工科的新生工程认知体系构建——以计算机导论课程建设为例[J].高等工程教育研究，2020（5）：25-29.