面向应用型人才培养的计算机通识教育实践

张银南，马杨珲，马伟锋

（浙江科技学院信息与电子工程学院，浙江杭州 310023）

0 引言

2014 年，国家提出要引导一批本科高校向应用技术类高校转型，随后多所院校将学校办学定位为应用型高校。2017 年，教育部提出了“新工科”理念，探索助力国家发展的教育新模式。

新一轮科技革命和产业变革趋势下，新工科建设是新时代高等教育的重要内容，更强调学科的实用性、交叉性与综合性。各高校聚力服务科技创新国家战略需求、服务地方经济社会发展、落实立德树人根本任务、推进教育高质量发展，相继推出一系列举措。

计算机应用能力已成为各学科高层次人才应具备的基本能力。作为未来从业者，大学生需要具备信息技术与学科融合能力及利用计算机解决问题的能力。新工科的提出强化了开设计算机通识课程的必要性，对大学计算机通识教育、跨学科创新能力培养提出了更高要求。

1 应用型高校人才培养需求

1.1 相关企业调研

为了确保数据的针对性，对浙江省2018 年“隐形冠军”（培育）企业进行调研。统计分析得出，企业在推进智能制造方面存在的最大困难是人才不足，占72.4%。如何吸引人才到企业工作，并留住人才，成为制约企业推动智能制造发展的主要困难之一。

近年来，通过调研发现，很多企业对毕业生的需求发生了变化：①制造企业对设计、调试、编程、工程实施等方面的复合型人才需求尤为紧迫；②硕士以上学位毕业生需求增加；③沟通能力、跨文化能力、写作与管理能力等要求提升。

1.2 企业对高校人才培养需求

新时代下的复合型人才不仅需要有扎实的专业能力，还需要与思政教育、业务场景、创新能力、数字化能力相结合。这要求高等教育以新理念、新模式培养适应产业变革及新经济发展的新兴人才。

应用型高校要对接国家战略、经济社会发展和人的全面发展需求，将学校发展规划与经济产业带、产业链的布局、数字化转型紧密结合，培养服务区域经济社会发展和地方产业的复合型、应用型人才。

但目前应用型高校在人才培养中存在三大难题：一是人才培养和产业发展契合度需加强；二是多元协同人才培养体系亟需建立；三是学生工程实践和创新能力有待提升。

2 计算机通识教育

2.1 信息技术驱动

当前，以云计算、大数据、物联网、移动互联网和人工智能为代表的信息技术日新月异，给各行各业带来了深刻变化，在许多领域引发了一系列革命性突破。对高等学校的人才培养带来了新的挑战，也驱动着传统教学模式在教学理念、教学内涵、教学手段、教学方法、教学内容和教学评价等方面进行变革。

在此背景下，高校计算机通识课程的重要性和基础性更加凸显，对于培养学生具备深厚的计算思维和计算机问题求解能力十分重要。

2.2 计算机通识教育发展

计算机通识教育是全面发展的高素质应用人才培养的重要支柱，在高等学校的通识课程体系中占有核心地位。

近几年来，围绕高校计算机通识课程的改革如火如荼。2018 年，浙江大学提出大学计算机基础教学颇具层次的“宽、专、融”课程体系，并形成对四年专业培养的持续支撑。2018 年6 月，山东大学提出智能时代计算机通识教育“1+N”课程体系，提出依托产学合作的计算机通识教育新技术系列课程建设；2018 年，哈尔滨工业大学提出哈工大新工科“Π 型”方案，实施新工科建设与创新人才培养；2019 年，华南理工大学提出“新工科F 计划”，构建“通识+专业+双创”深度融合的课程体系，培养“三创型”工科领军人才。刘宇等提出基于OBE 与主体间性教育理念，对创新思维与创新技法课程教学进行设计与实证研究，对新兴技术背景下高校通识课教学提出建议。

3 对人才培养模式的认识与思考

目前，计算机通识教育受到来自多方面的挑战，如何在有限的教学时间内实现通识教育目标，是学校和教师面临的一个重要问题。许多高校对此展开研究，本文主要针对应用型高校进行调研分析。

3.1 计算机教育调研

对学生状况、计算机教学情况进行调研，情况如下：

（1）中学信息技术教学现实状况。教育部颁布《普通高中信息技术课程标准（2017 年版）》，要求学生掌握信息技术基础知识与基本技能，增强信息意识和计算思维能力，提高数字化学习与创新能力，树立正确的信息社会世界观、人生观和价值观。课程涵盖了程序设计、算法、计算思维、软硬件设计应用等众多模块。但由于信息课程知识量很大，学生可以选考信息技术，造成学生之间差距较大。

（2）大学新生信息技术掌握现实状况。对浙江科技学院2020 级新生的计算机知识掌握情况进行调研分析发现，高中阶段，受教师个体特征（如性别、学历、教龄、专业知识水平、态度等）等主观因素影响，以及教育政策、课程开设条件和地域（如学校地理位置）等客观因素的影响，地区间、学校间计算机教学水平差异较大，导致新生个体计算机应用能力差异较大。

3.2 计算机通识教育存在的问题

经过多年教学探索发现，计算机通识教育主要存在以下问题：

（1）教学环境问题。受课时、师资、条件等诸多因素限制，无法建立起系统化的课程体系和实践体系，从而无法加强学生信息融合创新能力培养。

（2）课程建设缺乏专业特色。目前，计算机通识教育中课程建设有待加强，专业特点明显不足。计算机通识类课程开课面广，不同专业对于计算机技术要求的侧重点有所不同，需根据专业特点设置教学内容和选择教学方法，做到有的放矢。

（3）教学内容创新不够。缺乏交叉融合的创新性课程，使计算机基础教学对学生的吸引力不够，无法教会学生如何应用计算机解决专业发展中的问题。

（4）没有考虑学生层次与差异。目前，全国高考模式没有完全统一，高中阶段课程设置也有所不同。如果不考虑学生差异性，统一安排教学内容和进度，必定会出现跟不上和吃不饱的情况。

3.3 计算机通识教育新要求

2021 年4 月1 月，教育部办公厅发布了《高等职业教育专科英语、信息技术课程标准（2021 年版）》，课程任务要求：吸纳信息技术领域的前沿技术，通过理实一体化教学，提升学生应用信息技术解决问题的综合能力。

为适应新的人才培养要求，各大高校对大学计算机通识课程改革的探索正逐渐深入，并提出了一些新思路、新模式。浙江科技学院作为中德政府合作办学项目的实施单位，一直以来致力于培养高层次应用型人才，推进产学研协同育人、多学科交叉育人、国际合作联合育人机制。“夯实基础、强化实践、拓展技能、提升能力、突出创新”是新技术背景下应用型人才培养原则。计算机通识教育主要延续其在中学的教学，进一步提升学生应用能力。

4 计算机通识教学探索与实践

根据应用型高校办学特色，结合人才培养需求和学生现状，计算机基础教学部作为计算机基础课程的组织单位，对计算机通识教育进行了探索与实践。深入探讨计算机通识课程设置、教学内容更新与教学方式变革，从深度和广度两个层面提升计算机新技术在各专业的融合应用。

4.1 课程目标

为满足各专业对计算机基础教学的要求，考虑大学新生在计算机基础能力方面的差异，探讨如何设计科学、实用和前瞻性的计算机通识教育课程体系与教学内容，提高各专业学生的计算思维与信息技术能力。大学计算机通识课程教学目标应将知识传授、能力培养、素质培养相结合，提升学生工程实践与创新能力。

4.2 改革思路

为了实现通识教育与个体发展相结合、通识教育与创新教育相融合、通识教育与专业教育相补充的全人格教育。通过采取“分类教学和分级教学”的协同教学模式，进行通识教育课程设计和布局，培养学生运用计算机知识和技术解决本专业领域实际问题的能力。

4.3 教学模式

探索多元化教学模式，利用微课提高慕课资源共享的有效性。实践与应用是传统工科专业计算机基础通识教育的主导方向。

（1）进行科学的教学设计。针对课程特点和教学目标进行教学设计。采用启发式教学、案例式教学、研探讨式教学等多种教学方法，调动学生学习积极性，提高课程教学质量。

（2）线上与线下相结合。为了解决课时有限与教学内容不断增加的矛盾，并考虑学生层次与差异，采用线上线下相结合的授课模式。

（3）注重学生能力提升。在开放性的实验平台和系统中，注重引导和培养学生的自主学习能力、思维能力和动手能力。

（4）注重创新教育。建立创新基地，在指导教师的带领下，与课程结合，开展课外科技项目训练。

（5）采用多元化评价方式。通过“在线成绩+实验成绩+课堂表现+考试成绩”的评价方式，综合考虑平时在线学习、课堂实践、期末考核等因素，总结性评价与过程性评价相结合。

4.4 课程体系

合理设计适合各专业需求的课程，探讨柔性化、可支撑分类分层次计算机通识教育的课程体系。制定新的教学大纲、实施分类分层次教学，开设新生研探讨课、全校性通识公共选修课、开放实验作为拓展，激发学生学习兴趣和学习动力，帮助学生尽快适应大学学习。

计算机通识课程由基础模块和拓展复合模块两部分构成。计算机通识类主要课程如表1所示。

Table 1 List of major courses of computer general studies表1 计算机通识主要课程一览表

4.5 教学内容

教学内容应该具有适当的深度和广度，体现时代性和前沿性，各部分之间应该具有内在的逻辑关系。①按照毕业要求和社会需求，优化信息技术通识教育类课程个性化内容，加强课程内涵建设；②加强计算机基础课程教学研究，做好线上线下教学资源建设；③引入针对专业的典型案例，了解新一代信息技术在行业中的应用，拓展学生视野，赋能各自专业实际应用；④随着课程改革的推进，编写新形态教材，实现知识讲解和信息技术能力训练两大教学目标。

5 实施效果

持续跟踪信息技术发展趋势，重新规划课程目标，梳理课程内容，构建授课内容体系，修订教学大纲，最终使课程教学和内容更加切合现实需要。教学实践表明，基于“互联网+”的教学，能有效地提高教与学的质量和效率，采用多元化的教学模式有助于培养学生计算思维、问题求解、自主学习能力，并提高整体教学效果。

（1）课程开发成果显著。开发了计算机基础CAI 系统并推广到多所高校，开发了C 语言程序设计、Python 基础等MOOC 课程，多门课程获省高校“国家精品课程”、校精品在线开放课程。通过线上线下混合式教学，进行分类分级教学，程序设计课在“PTA 程序设计实验辅助教学平台”布置不同层次的题目，让学生通关练习。

（2）教学成果多次获奖。C 语言程序设计课程教学改革与实践、应用型本科院校计算机基础教学课程体系探索与实践、“互联网+”多元化的C 语言程序设计课程教学实践、学生创新训练融入应用型创新软件人才培养全过程的探索与实践等获校教学成果奖。《C 语言程序设计》课程评为“全国生态文明信息化教学成果奖（D 类）”。

（3）学生参赛获奖。从大一抓起，使得课程内容更具有实用价值，让学生感觉到学有所获。多位学生在课堂和课外学习基础上，在教师指导下，参加大学生课外科技创新与实践项目（如国创项目）、大学生ACM 程序设计竞赛、大学生计算机设计竞赛等，取得了优异成绩，在省赛和国赛中多次获奖。学生论文“《Python 基础》课程中的学习与思考”获省级课程思政优秀论文。

（4）产学研合作育人。立项浙江省“十三五”省级产学合作协同育人项目《高校人工智能通识教育研究》。在课程教学中，采用阿里云天池AI 平台、海豚人工智能与大数据实验平台、思睿智训大数据商业智能实训平台等实验辅助教学系统，用项目推动应用型人才培养。

（5）课程在校全面推广。面向全校开设计算机通识课程，选课学生踊跃，教学评价良好。《信息与计算思维》为校新生研探讨课立项项目，《Python 基础》为校通识性教育选修类课程建设重点项目。

（6）教学著作颇丰。编写了10 多部高等学校教材，《C语言程序设计》为浙江省“十一五”重点建设教材，《Office高级应用教程》为省普通高校“十三五”新形态教材。

（7）开放共享资源建设。建设程序设计资源库、课程思政案例库，在课程教学中，根据实际需要，使用案例教学，培养具有工程思维的人才。

6 结语

学生通过计算机通识课程学习，能够增强信息意识、提升计算思维、促进数字化创新与发展能力、树立正确的信息社会价值观和责任感，为其职业发展、终身学习和服务社会奠定基础。

新一代信息技术飞速发展，学习者要与时俱进、持续学习，教学也要持续改进，赋能学生。①应用型人才培养需要提高人才培养与产业契合度，并建计算机通识教育的教学模型，完善课程体系，建设面向应用场景的学习闭环；②运用智能教育技术，为“互联网+教育”“智能+教育”学生转变学习方式提供指导，利用大数据分析方法，为学习者推荐个性化的学习资源，定制学习策略，为培养复合型、有创新能力的交叉人才助力；③建立有效的评价机制及体系，支持个性化导学，提高知识获取效率；④开设OpenHarmony 应用开发等课程，进行创新项目训练，引导学生参加各种比赛，提高学生应用能力。

产业在变，高校也需作出相应变革，通识教育理应为培养社会需要的人才助力。应用型本科院校作为培养适应社会经济发展，且具有创新意识、国际化素养的高层次应用型人才的主要阵地，持续探索面向可持续竞争力的新型工程技术人才培养模式，探讨需求目标导向与学生学习成效驱动的新工科人才培养模式，具有重要的现实与实践意义。