面向新工科的Web課程教學(xué)改革探討——以車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)為例

程文志 萬(wàn) 李

面向新工科的Web課程教學(xué)改革探討——以車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)為例

程文志 萬(wàn) 李

（湖南科技學(xué)院 信息工程學(xué)院，湖南 永州 425199）

在“新工科”的需求下，高校對(duì)人才培養(yǎng)，尤其是對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，提出了更高的要求。針對(duì)Web系列課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)其教學(xué)手段和教學(xué)方式存在著不足。因此，在Web課程中，引入車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為實(shí)踐教學(xué)案例，對(duì)Web系列課程進(jìn)行細(xì)分，在教學(xué)過(guò)程中，提高學(xué)生的課堂教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)跨學(xué)科專業(yè)知識(shí)結(jié)合，以達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生的教學(xué)反饋，最終取得了較好的教學(xué)效果。

新工科；Web課程；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

近年來(lái)，隨著國(guó)家“新工科”的發(fā)展，使得高校的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，對(duì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才提出更高的要求。這促使教育工作者進(jìn)行課堂教學(xué)改革工作，以提高課堂教學(xué)效率，培養(yǎng)有持續(xù)潛力的應(yīng)用型人才。文獻(xiàn)[1]探索了創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)路徑，提出了以工程創(chuàng)新為核心的人才培養(yǎng)理念和培養(yǎng)模式，并完善其教學(xué)體系，以促進(jìn)學(xué)生更快將專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。趙廣輝[2]設(shè)計(jì)了“Python程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)模式和教學(xué)案例，依托慕課（MOOC）資源，實(shí)現(xiàn)了學(xué)科交叉融合案例教學(xué)模式，取得了良好的效果。文獻(xiàn)[3]以“新工科”復(fù)合型人才培養(yǎng)為切入點(diǎn)，提出了學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)、全方位素質(zhì)考核等綜合培養(yǎng)教學(xué)模式，并在實(shí)踐教學(xué)中取得了良好的成績(jī)。

文獻(xiàn)[4]以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在教學(xué)中存在重理論輕實(shí)踐、教學(xué)方式單一以及課程體系不合理的問(wèn)題，提出了新工科背景下的課程方案，以課程體系更新、優(yōu)化教學(xué)方案、因材施教、微課教學(xué)等方式，提高課堂教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，主動(dòng)適應(yīng)了新工科的需求。文獻(xiàn)[5]從“新工科”需求、社會(huì)需求、師資需求、實(shí)踐教學(xué)需求、課程體系更新需求等5個(gè)方面闡述校企合作的必要性，并指出校企合作存在重視程度不夠、難以實(shí)現(xiàn)共贏、沒(méi)有平臺(tái)、缺乏制度等問(wèn)題，以“新工科”為切入點(diǎn)建立應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。文獻(xiàn)[6]以嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)教學(xué)體系為例，指出目前嵌入式工程師培養(yǎng)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，并提出以能力為需求的嵌入式工程培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的嵌入式開發(fā)能力，達(dá)到良好的效果。

綜上所述，國(guó)家新工科的戰(zhàn)略，給工科教育改革帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，也帶來(lái)了挑戰(zhàn)，尤其是應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的工科專業(yè)，如計(jì)算機(jī)相關(guān)的專業(yè)。本文以計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)（如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)）的應(yīng)用性較強(qiáng)的Web課程體系為例，在課程中結(jié)合IT企業(yè)需求，引入“車聯(lián)網(wǎng)”案例教學(xué)模型，打通課程理論和實(shí)踐的通道，構(gòu)建Web課程應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)新工科應(yīng)用型人才的需求。

1 教學(xué)模式探討

1.1 “Web課程”傳統(tǒng)教學(xué)模式

本文中的Web課程特指Web課程體系，包括Web前端技術(shù)（HTML + CSS + JavaScript)、Web后端技術(shù)（PHP、Java EE）、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等系列課程。這些課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等相關(guān)專業(yè)的必修課程之一，具備學(xué)習(xí)上手快、實(shí)際動(dòng)手能力要求高、課程設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)，而且Web系列課程的教學(xué)對(duì)學(xué)生今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和就業(yè)都有著良好的促進(jìn)作用。但是，在實(shí)際的調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)課程的教學(xué)存在著如下的不足：

第一，大部分課程的教學(xué)資源陳舊，教材的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上IT的發(fā)展速度。以Web前端課程為例，其最新教材往往是作者一二年前撰寫的，而那個(gè)時(shí)候的主流技術(shù)可能是HTML 4或CSS2，當(dāng)教材編寫上市后，主流的技術(shù)已經(jīng)更新為HTML 5和CSS3了。這個(gè)時(shí)候的教材資料教學(xué)雖然沒(méi)什么問(wèn)題，但是會(huì)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)出現(xiàn)知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)的情況。因此，教材更新速度趕不上技術(shù)的發(fā)展速度，成為制約Web課程發(fā)展的重要因素。

第二，課程教學(xué)方式單一，課堂互動(dòng)較少。目前，Web系列課程以教師講解為主，學(xué)生被動(dòng)接受課堂知識(shí)，課堂互動(dòng)較少，實(shí)踐性不足。這種學(xué)習(xí)方式雖然可以讓學(xué)生掌握一定的理論知識(shí)，但是無(wú)法讓學(xué)生參與到Web課堂實(shí)踐中。Web系列課程配套的實(shí)驗(yàn)課在一定程度上可以滿足實(shí)踐需求，但是實(shí)踐課程模式過(guò)于單一，缺乏多樣性，很難適應(yīng)學(xué)習(xí)程度不同學(xué)生的需求。

第三，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)狀態(tài)較難掌握，課下或課后學(xué)習(xí)無(wú)法監(jiān)督。在教學(xué)調(diào)查中，Web系列課程由于自身具備較強(qiáng)的實(shí)踐性，任課教師在教學(xué)規(guī)劃中會(huì)布置一些課下任務(wù)讓學(xué)生完成，以加快學(xué)生課堂知識(shí)的掌握程度，順便培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。但是，在自主學(xué)習(xí)的實(shí)際調(diào)查過(guò)程中，有一部分學(xué)生往往由于自身原因，未能完成課下學(xué)習(xí)任務(wù)，造成課程進(jìn)度跟不上而無(wú)法達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

第四，教學(xué)方案設(shè)計(jì)無(wú)法照顧交叉學(xué)科，教學(xué)體系結(jié)構(gòu)也不能及時(shí)更新。在前文中，已經(jīng)介紹了，Web系列課程作為計(jì)算機(jī)或軟件工程專業(yè)的必修課程，通常會(huì)開設(shè)一系列的不同課程組，形成Web課程體系，如：Web前端的HTML + CSS + JavaScript相關(guān)知識(shí)、Web后端涉及Java EE、PHP、JSP等技術(shù)、Web中間層的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)（MySQL）等。這些課程在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，分配給不同教師講解，其側(cè)重點(diǎn)也有所不同，加上開設(shè)學(xué)期也有所不同，使得相關(guān)的課程很難形成一個(gè)完整的教學(xué)體系。另一方面，Web課程作為交叉性很強(qiáng)的一門學(xué)科，在教學(xué)方案設(shè)計(jì)中，由于學(xué)時(shí)的限制，往往很難在課程中與其它學(xué)科交叉應(yīng)用。

綜上所述，Web系列課程作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，存在著諸多不足之處，無(wú)法滿足“新工科”背景下創(chuàng)新型和交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)的需求，也較難滿足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求，因此需要對(duì)相關(guān)的課程體系進(jìn)行改革和更新，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

1.2 新工科背景下的Web課程教學(xué)方法探討

“新工科”要求教學(xué)課程的跨學(xué)科結(jié)合，擬定在Web課程的課堂教學(xué)中引入車聯(lián)網(wǎng)作為Web系列課程的教學(xué)框架。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一種表現(xiàn)形式，車聯(lián)網(wǎng)只是將研究對(duì)象嚴(yán)格限制為車輛，車聯(lián)網(wǎng)分為三個(gè)部分：車輛設(shè)備（傳感器）、服務(wù)器設(shè)備（云服務(wù)器應(yīng)用）、用戶設(shè)備（電腦端應(yīng)用、手機(jī)應(yīng)用等）。本文擬定在Web系列課程中，引入車聯(lián)網(wǎng)案例教學(xué)，同時(shí)與課程的培養(yǎng)方案相結(jié)合，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)、學(xué)科交融的目標(biāo)，具體的實(shí)施方案如圖1所示。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)課程實(shí)施方案

在實(shí)際的Web體系課程教學(xué)中，具體的教學(xué)方案如下：

第一，對(duì)Web系列課程進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)案例劃分，在云服務(wù)器部分可以結(jié)合Java EE、PHP或數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)課程作為案例教學(xué)；在移動(dòng)端和電腦端，結(jié)合Web前端教學(xué)，可以應(yīng)用HTML、CSS和JavaScript知識(shí)設(shè)計(jì)車聯(lián)網(wǎng)前端教學(xué)；在硬件部分，可以做校企合作或跨學(xué)科結(jié)合案例。在對(duì)應(yīng)的教學(xué)模塊中，采用標(biāo)準(zhǔn)案例教學(xué)模式，通過(guò)課程打通整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

第二，及時(shí)更新教學(xué)資源。在選取教材時(shí)，可以選用通用版的教材，對(duì)教材中陳舊的知識(shí)點(diǎn)做說(shuō)明，并補(bǔ)充收集到的最新Web課程資料，將其發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí)。將相關(guān)的參考資料轉(zhuǎn)發(fā)給學(xué)生，并整理形成講義，在課堂中進(jìn)行詳細(xì)的案例講解。

第三，建立以學(xué)生為中心的課堂模式。在教學(xué)過(guò)程中，可以根據(jù)課堂的要點(diǎn)，提出開放性的問(wèn)題或?qū)嵺`項(xiàng)目，讓學(xué)生來(lái)完成和演示，參與到整個(gè)課堂教學(xué)中，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度。例如，以車聯(lián)網(wǎng)的某個(gè)案例，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)Web端控制硬件的目標(biāo)。

第四，教案學(xué)習(xí)小組化，小組細(xì)分化。在實(shí)踐教學(xué)中，可以將學(xué)生分成多個(gè)小組，設(shè)置組長(zhǎng)，每個(gè)人都要參與到小組項(xiàng)目中，讓項(xiàng)目成員互相監(jiān)督。同時(shí)，利用目前已有的各種學(xué)習(xí)平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生的教學(xué)管理過(guò)程監(jiān)督。在車聯(lián)網(wǎng)案例教學(xué)中，教師可以根據(jù)實(shí)際的進(jìn)度，對(duì)每個(gè)小組的情況進(jìn)行檢查監(jiān)督，提高學(xué)生課外學(xué)校效率。

第五，跨學(xué)科的教案設(shè)計(jì)。Web系列課程雖然可以細(xì)分到每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，但是傳感器部分與硬件有關(guān)，需要跨學(xué)科的教學(xué)組合。因此，在教案設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的教案設(shè)計(jì)，培養(yǎng)軟件硬件平臺(tái)通用的開發(fā)人才，促進(jìn)跨學(xué)科人才的培養(yǎng)和交流。

第六，設(shè)立校企聯(lián)合培養(yǎng)方案。由于車聯(lián)網(wǎng)案例教學(xué)中，部分環(huán)節(jié)與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)，因此可以在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)合作，實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)，將學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

第七，啟用線上平臺(tái)的教學(xué)方案。由于Web系列的更新性很快，各種Web框架也層出不窮，因此可以充分利用各種在線平臺(tái)，如“微課”“慕課”等，加強(qiáng)學(xué)生課下學(xué)習(xí)能力的提高。

綜上所述，“新工科”對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)要求較高，因此在實(shí)際的課堂教學(xué)中，應(yīng)該多從學(xué)生角度出發(fā)，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)案例和教學(xué)教案，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，盡可能提高課堂的教學(xué)效率，以達(dá)到“新工科”需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)

1.3 教學(xué)手段探討

為了達(dá)到“新工科”的培養(yǎng)目標(biāo)，提高Web相關(guān)系列課程的學(xué)習(xí)效率，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，擬定采用如下的一些教學(xué)手段，以提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

第一，合理設(shè)計(jì)課堂大綱和教案，引入其他學(xué)科內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)科交叉和融合。在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，課程組擬定引入“車聯(lián)網(wǎng)”作為案例，對(duì)Web系列課程進(jìn)行如圖1所示的劃分：在Web前端學(xué)習(xí)階段，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的UI界面；在Web后端學(xué)習(xí)階段，學(xué)習(xí)Java EE、PHP等課程；在課程設(shè)計(jì)，完成整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

第二，教學(xué)環(huán)節(jié)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，課下引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。在課堂教學(xué)中，課程設(shè)計(jì)以學(xué)生的參與度作為主要教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生課堂積極性，提高課堂學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，在課下對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)案例建模比賽或者其他形式，吸引學(xué)生參與，提高學(xué)生課

下自主學(xué)習(xí)能力。

第三，建立良好的Web課程教學(xué)體系，做到課程學(xué)習(xí)承上啟下，有遞進(jìn)關(guān)聯(lián)關(guān)系。對(duì)Web課程進(jìn)行合理規(guī)劃，與相關(guān)的課程老師合作，組建課程群，課程方案設(shè)計(jì)盡量滿足遞進(jìn)關(guān)系，讓課程具有可持續(xù)發(fā)展，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

第四，多種教學(xué)手段和方式融合。在實(shí)際的教學(xué)中，可以利用校企合作平臺(tái)，引入企業(yè)導(dǎo)師參與教學(xué)活動(dòng)，把Web知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。同時(shí)，可以利用如今的各種在線微課程平臺(tái)，發(fā)布相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，方便學(xué)生線下學(xué)習(xí)。

總之，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)跟蹤和調(diào)研，大部分學(xué)生能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，完成實(shí)際的Web應(yīng)用開發(fā)，掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，熟悉跨學(xué)科應(yīng)用的開發(fā)手段。同時(shí)，根據(jù)課程的教學(xué)反饋，結(jié)果顯示大部分學(xué)生能夠適應(yīng)這種教學(xué)模式。

2 結(jié) 語(yǔ)

在“新工科”的需求下，國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)，尤其是應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，提出了更高的要求。本文針對(duì)Web系列課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)其存在教學(xué)資源陳舊、教學(xué)方式單一、學(xué)科交叉較少的問(wèn)題。因此，本文在“新工科”背景下，對(duì)Web系列課程的教學(xué)方法進(jìn)行深入探討，引入了車聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)案例，并將其案例細(xì)分到每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)課程體系形成。同時(shí)，本文提出了在Web系列課程教學(xué)中更新教學(xué)資源、以學(xué)生為中心、教學(xué)小組化、跨學(xué)科結(jié)合、校企聯(lián)合以及線上教學(xué)的方法，在Web系列課程規(guī)劃上，提出了合理規(guī)劃教學(xué)大綱和教案、建立良好教學(xué)體系和多種教學(xué)方式相融合的教學(xué)手段。在實(shí)際的教學(xué)反饋過(guò)程中，取得良好的效果。

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G642.1

A

1673-2219（2021）05-0114-03

2020-08-14

湖南科技學(xué)院2017年校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（XKYJ2017022）；湖南科技學(xué)院2019年度校級(jí)科研項(xiàng)目(19XKY053)；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201802070065；202002255012）；湖南科技學(xué)院應(yīng)用特色學(xué)科建設(shè)資助項(xiàng)目。

程文志（1986－），男，湖北孝感人，碩士，講師，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全。

（責(zé)任編校：宮彥軍）