新建应用型本科院校计算机专业课程智慧教学研究

李美蓉, 吴宁

(1.西安航空学院 计算机学院， 陕西 西安 710077;2.西安交通大学 电子与信息工程学院， 陕西 西安 710049)

0 引言

应用型本科定位于培养应用技术型人才，大多数新建应用本科院校立足于地方人才需求，以培养高素质高质量的应用型人才为目标，积极发挥自身的人才和技术优势，服务并促进区域经济发展。应用型本科人才培养离不开专业人才培养方案，计算机专业人才培养在于专业课程体系建设。“操作系统”课程作为一门核心专业基础课程，其目的在于培养学生的计算机系统设计与分析能力，在专业课程体系中占有至关重要的地位。

在新建本科院校中，培养学生掌握坚实的理论基础，仍是教学改革的核心任务之一。目前，学生对专业知识的学习主要依赖于课堂教学，即课堂教学是知识和技能传授的主要渠道。因此，如何高效地提高课堂教学质量是问题解决的关键环节。智慧教学是在“互联网+教育”背景下提出来的，旨在充分利用并发挥大数据、云计算、“互联网+”等技术优势，全方位地重构现有的课堂教学过程，以达到智能、高效课堂教学的目的。本文根据新建应用型本科院校专业课程课堂教学现状，引入智慧教学理念，探索智慧教学建设与课堂教学实践，助力教学改革，提升教学质量。

1 新建应用型本科院校专业课程课堂教学现状

1.1 课堂教学理念不够先进

多数新建应用型本科院校，都是从专科晋升过来的，普遍存在教学理念不够先进。课前仅注重教学的外在形式要求，如教学资料是否准备齐全、教案设计是否完整、教学内容是否熟练等，忽略课堂教学设计这一核心环节。课中教师多充当知识传授型角色，而非知识服务型，不注重课堂知识引导，缺乏对知识传授、吸收和消化等环节的有效监督管理。学生在课堂教学中多处于被动学习状态，知识的传授和接收两者之间存在较大的隔阂[1]。课后教学质量评估手段过于单一，仅以成绩作为教学评价，学生的学习过程未得到有效量化。

1.2 学生学习素质相对较差

新建应用型本科院校的学生，学习素质总体上比其他高水平大学要差一些，不少学生缺乏主动学习，没有自主学习规划，对职业定位和职业规划不够明确，缺乏专业知识体系和学习梯度构建能力，普遍专业基本知识掌握不够牢固，特别是对于像“操作系统”课程类似的高难度、理论性较强的专业核心课程[2]，因课程自身知识点涉及面广，若在教学中不采取有效的引导和监督机制，很容易出现教与学脱节，造成学习效果不够理想的现象。

2 专业课程智慧教学模式的构建与探索

2.1 定制课程知识体系

教学内容要切合人才培养方案，满足应用型人才定位的需求，因此，在选择课程知识点时，要充分利用优质的课程资源，重组教学内容，以少而精、进阶式学习为指导理念，构建定制化的课程知识体系[3]。首先，引入模块化学习思想[4]，按照课程章节知识点间的内在关联关系划分为多个学习模块，以“操作系统”课程为例，共分为进程管理、处理机管理、I/O管理和文件管理四大模块来组织教学内容。其次，精简模块内的知识点个数，控制知识点粒度的大小，以10-15分钟为宜，在选择知识点时要确保知识点的覆盖面及其代表性。再次，采用进阶式的学习思想，强调基础和应用并重，突出应用型人才培养特色，严格把控模块知识的推进次序。例如，进程管理是“操作系统”课程中学习难度较大的章节，采用渐进学习思想，把整个章节内容细分为基本状态及转换、进程间制约关系识别及实现、进程操作及应用三个学习阶段。其中，针对进程间制约关系识别及实现部分，又从制约关系识别、信号量解决方案学习和进程同步编程实现三个角度进行知识点细化以及推进次序重组，实现层层引导。

2.2 课堂教学向“知识引导+师生互动”转变

课堂教学是提高专业课程教学质量的重要环节，在课前，首先向学生发布课前话题任务，在“操作系统”课程教学中发布的课前话题有“进程好 or 线程好？”“处理器资源越来越好？”“内存越大越好？”“Windows好or Linux好？”等。这些话题既与课堂学习内容有紧密联系，又打破了学习枯燥的局限性。通过发布课前话题，提高学生对课堂内容的期望感，扩展知识搜索空间，增加课堂知识鲜活度。其次，注重课堂导向作用，充分发挥学生主动学习潜质，从传统的“任务驱动型”向“引导+互动”模式转变。一方面，采用思维图形工具构建知识脉络图，精准定位学习目标，系统化分析知识间的联络关系。加大课堂动手操作环节，强调学生参与课堂，以应用型人才为培养导向，重视理论知识和实际运用的双重体系培养。另一方面，针对课前话题内容，组织开展课堂讨论工作，把话题落实到课堂上，集思广益，共同探讨问题实质，揭晓话题答案，活跃课堂氛围。再次，采取合作学习小组制[5]管理课堂学习，强调团队分工合作精神，以团队产生的凝聚力、感召力、引导力和约束力，增强自我的集体责任感和参与感，转变学习态度，激发集体智慧，共同参与课堂任务解决工作。

3 面向多维度数据化的教学质量评价体系

教学质量是课堂教学的指挥棒，多维度、数据化的质量评价体系是衡量人才培养质量的根本标准。本文采用“雨课堂”智慧教学工具[6]，贯穿课前、课中和课后各个环节，收集课堂教学中的相关数据，反馈并指导教学实践不断改进。在课前，通常采用限时作答单项题和多选题等形式，旨在帮助学生回顾和巩固已学内容，使学生快速进入课堂学习氛围中。在课中知识点精讲之前，多采用选择题和判断题等题型，抛出学习目标，让学生带着问题去学习，主动思索并追寻自己的答案，并在讲解后，限时作答，揭晓最终答案。对于涉及到的主观分析题，借助于“雨课堂”工具中的投票题型，按照投票结果将学生划分成多组，展开课堂讨论，激发学生学习兴趣。为了遵循模块化的知识学习，会定期地在雨课堂中对每个章节内容进行课堂测验，跟踪学生的阶段学习表现。课后主要采用“雨课堂”工具对学生参与人数、作答时长和作答正确率等多角度进行分析，挖掘课堂教学中的薄弱环节。对知识点展开多维度分析，例如，同一知识点不同班级不同专业作答情况分析，不同知识点前驱后继学习次序分析，不同专业学习倾向性分析，作答时长分析，难易程度和作答时长内在联系分析，学生标注不懂页面统计分析等。根据数据分析结果，加上借鉴其他高校在“雨课堂”方面的智慧教学成效[7-8]，不断查漏补缺，反馈到教学设计的各环节中，从而达到提高教学质量的目的。

4 智慧教学实施效果

自2018年秋季学期以来，已对“操作系统”课程展开连续两个学期的智慧教学研究，主要针对计算机类专业本科三年级学生展开授课，其中，2018学年授课人数156人，2019学年授课人数222人，累计授课人数达到约380人。2018学年和2019学年学生参与课堂教学活动的统计情况,如图1所示。

学生课堂参与率平均值分布

学生参与率平均值达到了94%以上，从而证实智慧教学能较好地促进学生参与课堂学习，调动学生学习的积极性。期末卷面成绩平均值分布图,如图2所示。

图2 卷面成绩分布对比统计

与未采用智慧教学的班级的平均成绩相比，从图2中可以明显看出，采用智慧教学后的总体成绩得到了普遍提高，且2019学年课程人均成绩达到了约67分。2019学年课程卷面成绩各分数段的人数统计情况,如图3所示。

60分-69分人数占总人数的约50%，70分以上人数占到总人数的约41%，因此，从多个角度来看，采用智慧教学后有效地提高了课程学习质量。

5 总结

针对应用型本科专业的学科特点和人才培养要求，本文提出了利用智慧教学理念来促进应用型本科教学改革，从计算机专业课程教学角度，构建了一个专业课程智慧教学模式，强调采用模块化知识体系，引入了进阶式学习指导理念，在课程教学中突出应用型人才培养特色，坚持基础和应用双重导向，强化知识引导和课堂互动环节，并利用“雨课堂”对教学过程进行多维度评价。采用智慧教学后，取得了一定的教学成效。在后续研究中，将继续沿着智慧教学这一理念，融合“混合式教学”思想，对教学模式展开进一步探索。