面向新工科建設(shè)的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革與實(shí)踐

陸青梅 劉紅敏 李軍莉 喬志惠

摘要：新工科作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的趨勢(shì)，它更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。本次教學(xué)改革從高校實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建“1+X”課程教學(xué)體系，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)高效性。

關(guān)鍵詞：“1+X”;新工科;過程化考核

0 引言

2017 年教育部提出了“新工科”概念，此后，教育部全力推進(jìn)新工科建設(shè)，探索新的助力國(guó)家發(fā)展的教育模式。新工科作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的趨勢(shì)，它更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性。對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)而言，新工科的提出強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的實(shí)用性與實(shí)踐性，對(duì)計(jì)算機(jī)課程跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了更高的要求。

1 教改方案設(shè)計(jì)

本次教學(xué)改革從我校實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建“1+X”課程教學(xué)體系，其中“1”表示一門必修課（程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言類），“X”表示面向不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求而開設(shè)的若干選修課，包括大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)（專業(yè)結(jié)合）、 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)（辦公操作）、數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用、Python+專業(yè)應(yīng)用等?！癤”階段計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)不僅是學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)的需要，也是學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的重要組成部分。將大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程定為我校理工類非計(jì)算機(jī)專業(yè)“1+X”計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育模式的第二門課程（“X”）。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的基本原理，掌握常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基本理論，培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 教改項(xiàng)目實(shí)施特點(diǎn)

a.基于 BOPPPS 模型的課堂教學(xué)

課堂教學(xué)處于整個(gè)教學(xué)工作的主體地位，課堂教學(xué)質(zhì)量直接影響著教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。BOPPPS 教學(xué)模型起源于北美，是一個(gè)強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與和反饋的閉環(huán)教學(xué)過程模型，其理念是“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向”，圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和評(píng)價(jià)機(jī)制。其教學(xué)過程分為如下6個(gè)步驟：

（1）導(dǎo)入 ：通過播放視頻、提問題、內(nèi)容回顧等方式引發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（2）產(chǎn)出 ：明確學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)，即學(xué)到什么知識(shí)、掌握哪些技能，使學(xué)生帶著目的去學(xué)習(xí)。

（3）前測(cè) ：通過提問、小測(cè)試、問卷調(diào)查、頭腦風(fēng)暴等了解學(xué)生是否具備開展進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，從而指導(dǎo)教師對(duì)本堂課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新規(guī)劃和選擇。

（4）參與式學(xué)習(xí) ：通過分組活動(dòng)、游戲、角色扮演等交互式方法，讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來(lái)，從而激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。

（5）后測(cè) ：通過提問、測(cè)試等方法檢測(cè)學(xué)升高對(duì)已講授內(nèi)容的掌握程度，判斷是否達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，以調(diào)整后續(xù)教學(xué)設(shè)計(jì)。

（6）小結(jié) ：總結(jié)課堂教學(xué)內(nèi)容，并幫助學(xué)生梳理各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。

b.相匹配的考試系統(tǒng)和相關(guān)題庫(kù)

考試系統(tǒng)的主要功能包括：

（1）支持題庫(kù)管理功能 ：支持的題型種類包括 ：?jiǎn)芜x題、多選題、填空題、判斷題和程序設(shè)計(jì)題等。

（2）支持試卷管理功能 ：支持試卷練習(xí)、考試、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)及自主學(xué)習(xí)五種任務(wù)模式。

（3）考試管理功能 ：支持隨機(jī)、固定、AB 及自選等多種抽卷模式;支持練習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間范圍設(shè)置，非時(shí)間范圍內(nèi)無(wú)法進(jìn)入任務(wù) ;具有完善的防作弊措施及異常處理機(jī)制 ;支持填空、改錯(cuò)、程序設(shè)計(jì)等操作題型，并在真實(shí)的編譯環(huán)境中進(jìn)行試題作答。

（4）成績(jī)統(tǒng)計(jì)功能 ：支持詳細(xì)的考生成績(jī)報(bào)表及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，支持多服務(wù)器考生成績(jī)合并功能。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的考核評(píng)測(cè)上，利用在線考試系統(tǒng)提供的在線評(píng)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)其教學(xué)內(nèi)容的在線考核，從而科學(xué)合理地反映出學(xué)生的理論學(xué)習(xí)成果和自主編程能力，最大限度地杜絕考試作弊問題，提高大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程理論和實(shí)踐性考核結(jié)果準(zhǔn)確性和合理性。

c.結(jié)合課程教學(xué)管理平臺(tái)督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)

將自主開發(fā)的教學(xué)管理平臺(tái)提供的在線統(tǒng)計(jì)、在線測(cè)驗(yàn)、自動(dòng)評(píng)判等功能融入基于 BOPPPS 模型的課堂教學(xué)，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)。具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面 ：

1） 利用課程教學(xué)管理平臺(tái)的相關(guān)功能輔助完成課堂教學(xué)BOPPPS 模型中的前測(cè)和后測(cè)環(huán)節(jié)，以及測(cè)試結(jié)果的在線統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，使得教師可以根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行課堂教學(xué)內(nèi)容的靈活調(diào)整。

2）課后利用課程教學(xué)管理平臺(tái)發(fā)布作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)作業(yè)客觀題的自動(dòng)判閱和統(tǒng)計(jì)，提高作業(yè)批改效率，減少教師的工作負(fù)擔(dān)。

3）利用考試系統(tǒng)進(jìn)行章節(jié)測(cè)試，以便督促學(xué)生自主復(fù)習(xí)，教師及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)進(jìn)度安排。

d.過程化考核方式

優(yōu)化成績(jī)考評(píng)方法，發(fā)揮考試的激勵(lì)與診斷反饋功能。為了約束學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，真正考查學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況，按照學(xué)習(xí)模塊的不同，階段性考核督促和檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語(yǔ)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的相關(guān)課程通過本次面向“新工科”的教學(xué)改革，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)有了較大幅度，并且這種模式的教學(xué)有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與主觀能動(dòng)性，全面培養(yǎng)其問題解決能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的工程教育理念，在今后專業(yè)課學(xué)習(xí)中，也有極大的幫助。

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基金項(xiàng)目：教育部2021年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：202102603001）