新工科背景下高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革探究

花俏枝

（湖北文理學(xué)院 湖北襄陽 441053）

自2017年復(fù)旦大學(xué)提出新工科的概念之后，一系列與之相匹配的新工科項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，旨在推進(jìn)新工科建設(shè)，在傳統(tǒng)工科專業(yè)的基礎(chǔ)之上構(gòu)建包括云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等在內(nèi)的多元化專業(yè)體系。和傳統(tǒng)工科人才相比，新工程人才在創(chuàng)新能力、計(jì)算思維能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力方面都具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)，且更重要的是具備良好的核心素養(yǎng)。

一、對(duì)于新工科的理解與思考

新工科，其主要在于“新”字，不僅僅是理念新，而且更強(qiáng)調(diào)的是學(xué)科之前的交叉融合，彰顯實(shí)用性與綜合性的特點(diǎn)。

首先，新工科重實(shí)踐、重創(chuàng)新，鼓勵(lì)教學(xué)內(nèi)容中增加對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，旨在讓培養(yǎng)出來的人才盡快適應(yīng)社會(huì)，迎合社會(huì)智能化的發(fā)展需求。高校要在日常的教育教學(xué)過程中注重為學(xué)生提供更多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)與平臺(tái)，例如鼓勵(lì)學(xué)生參加各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、互聯(lián)網(wǎng)+大賽等，利用比賽與實(shí)踐去鞏固所學(xué)知識(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個(gè)人的全面發(fā)展。

其次，新工科重視校企合作，充分發(fā)揮學(xué)校、政府、企業(yè)三方的資源優(yōu)勢(shì)，協(xié)作育人。學(xué)?？梢詮钠髽I(yè)具體的人才需求角度出發(fā)，完善自身的人才培養(yǎng)方案、課程體系，在教學(xué)過程中貫徹落實(shí)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。同時(shí)，企業(yè)也可以為學(xué)生提供更好的實(shí)踐平臺(tái)與參與項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，最終達(dá)到實(shí)踐與理論的高度統(tǒng)一。

最后，產(chǎn)學(xué)合作。為了盡快實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，首先不管是教師還是管理層都應(yīng)該明確一個(gè)概念，那就是理論與實(shí)踐的融合不能只是簡(jiǎn)單地浮于表面，應(yīng)將其理解為理論服務(wù)于實(shí)踐。也就是說，要培養(yǎng)與鍛煉學(xué)生通過實(shí)踐探尋理論的真諦與內(nèi)涵的能力，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。創(chuàng)新精神與自主學(xué)習(xí)精神是新工科理念中著重強(qiáng)調(diào)的新時(shí)代人才的必備。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教育教學(xué)如今面臨的困境

1.課程教學(xué)理念較陳舊

首先，從高校管理層出發(fā)，普遍存在的問題是管理層對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的開設(shè)意義認(rèn)識(shí)不充分，導(dǎo)致重視度不夠。簡(jiǎn)而言之，就是管理層沒有深刻認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)其他專業(yè)課程所起到的促進(jìn)與輔助作用，不能很好地把握課程與專業(yè)之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，只是簡(jiǎn)單地將課程的作用理解為教會(huì)學(xué)生認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，會(huì)使用基本的辦公軟件，這與當(dāng)下新工科建設(shè)理念背道而馳。在如此傳統(tǒng)的理念下，計(jì)算機(jī)課程的課時(shí)無法得到充裕的保障，導(dǎo)致理論與實(shí)踐教學(xué)脫離，對(duì)于培養(yǎng)新時(shí)代具備良好信息融合創(chuàng)新能力與信息素養(yǎng)的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才來講，無疑起不到任何積極作用[1]。

其次，從教師的角度出發(fā)，尤其是在新工科背景下，由于教師對(duì)新工科概念、特點(diǎn)以及應(yīng)用認(rèn)識(shí)不充分，對(duì)于新工科人才的培養(yǎng)目標(biāo)模棱兩可。因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，依然沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式與教學(xué)方法。由于理念沒有做到與時(shí)俱進(jìn)，導(dǎo)致培養(yǎng)出來的人才也只是具備基本的計(jì)算機(jī)操作技能，對(duì)于新工科人才所要求的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及計(jì)算思維能力等方面仍然表現(xiàn)出來嚴(yán)重的不足。

2.課程內(nèi)容與時(shí)代脫節(jié)

首先，實(shí)際調(diào)查顯示，如今大多數(shù)的高校雖然計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程名稱不同，有的稱之為計(jì)算機(jī)入門、信息技術(shù)基礎(chǔ)，有的則稱之為計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)，但是課程教學(xué)內(nèi)容卻有著大同小異之處。通常可以分為兩個(gè)模塊，第一模塊為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分。其主要內(nèi)容為讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程、特點(diǎn)應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)的構(gòu)成與簡(jiǎn)單工作原理。第二個(gè)模塊為計(jì)算機(jī)操作技能部分，其主要內(nèi)容包括基本的辦公軟件操作、微軟操作系統(tǒng)等。由此看出，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)鮮有涉及目前更新頻率非?？烨覒?yīng)用廣泛的大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、機(jī)器人、云計(jì)算等與時(shí)代貼合較為緊密的新興內(nèi)容。在信息技術(shù)更新迭代如此之快的新時(shí)代，如果僅僅依靠向?qū)W生傳授這些基本知識(shí)就妄想培養(yǎng)出服務(wù)于新時(shí)代的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才，那么可能有點(diǎn)不太切合實(shí)際。

其次，正因?yàn)槊總€(gè)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的主要教學(xué)內(nèi)容較為相似，且與計(jì)算機(jī)相關(guān)的硬件、軟件、Offi ce等內(nèi)容對(duì)于每個(gè)專業(yè)的學(xué)生都同樣適用，這就導(dǎo)致計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)千篇一律，并不符合當(dāng)下新工科建設(shè)理念更為提倡的多學(xué)科交叉融合，使得計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容無法迎合不同專業(yè)學(xué)生特殊的學(xué)習(xí)需求，不利于學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)價(jià)值與意義，更無法作為培養(yǎng)與提升學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力源源不斷的動(dòng)力，嚴(yán)重影響著新工科建設(shè)的推進(jìn)與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3.課程教學(xué)方法不合理

通常來說，計(jì)算機(jī)課程主要包括兩方面的教學(xué)內(nèi)容，分別為理論教學(xué)與上機(jī)操作教學(xué)兩部分。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)方法針對(duì)理論部分，主要是以教師主動(dòng)輸出為主，學(xué)生被動(dòng)接受、理解與記憶。針對(duì)上機(jī)操作，則主要以學(xué)生自主練習(xí)為主。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，一方面不利于學(xué)生把握教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，更重要的是單一知識(shí)點(diǎn)的講解不利于幫助學(xué)生構(gòu)建更為完整的知識(shí)框架。當(dāng)學(xué)生真正想要應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)知識(shí)并沒有達(dá)到有效統(tǒng)一，對(duì)于學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)將產(chǎn)生消極影響。另外，上機(jī)實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新性與實(shí)用性。傳統(tǒng)的教學(xué)方法只是停留在教師演示、學(xué)生模仿的層面，至于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握程度如何，部分教師并無法做到了然于心。這就導(dǎo)致學(xué)生上課的積極性不高，興趣不足，進(jìn)而會(huì)影響到學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的提升與發(fā)展。

除此之外，部分高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)一般采用的是大班制，即一節(jié)課可能涉及多專業(yè)不同班級(jí)一同上課。如此，每位學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)能力不同，接受能力與學(xué)習(xí)能力也因人而異。如何在此情況下做到因材施教并且堅(jiān)持學(xué)生的主體地位是新工科建設(shè)背景下各位一線教育工作者應(yīng)該首要思考的問題。

三、新工科背景下高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革有效策略

1.適應(yīng)技術(shù)發(fā)展，革新教育理念

隨著我國人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新型產(chǎn)業(yè)的興起，要求高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)務(wù)必立足于新時(shí)代的發(fā)展需求，服務(wù)新工科建設(shè)，為國家培養(yǎng)出更多能夠奮戰(zhàn)于第一線的新型工程科技應(yīng)用型人才。在此背景下，勢(shì)必需要高校的教師堅(jiān)決拋棄傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念，堅(jiān)持服務(wù)學(xué)生成長(zhǎng)成才、服務(wù)行業(yè)發(fā)展的最新理念，助力新工科建設(shè)目標(biāo)的盡早達(dá)成[2]。

首先堅(jiān)持服務(wù)于行業(yè)發(fā)展的理念，也就是說隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都迎來了發(fā)展的春天。在此背景下，一些新型的前沿技術(shù)便拔地而起，例如以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算為首的新技術(shù)正在不斷向著各行各業(yè)中滲透。這時(shí)候，作為工程科技人才培養(yǎng)與輸出的重要場(chǎng)所，高等院校必須要認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，勇于承擔(dān)起來培養(yǎng)大批復(fù)合型卓越工程科技人才的重任，助力我國行業(yè)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)騰飛?；诖?，高校需要緊密聯(lián)系企業(yè)，深入調(diào)研企業(yè)到底需要什么類型的人才，結(jié)合自身情況，探索出一條更適合于高校本身的產(chǎn)學(xué)合作、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)之路，進(jìn)而為企業(yè)、社會(huì)培養(yǎng)出更具新時(shí)代特征的IT復(fù)合型人才。

其次，從服務(wù)于學(xué)生成長(zhǎng)成才的角度出發(fā)。在新工科建設(shè)視域下，高校應(yīng)嚴(yán)格貫徹并且落實(shí)國家一直在倡導(dǎo)的“以生為本”的教育發(fā)展理念，充分給予學(xué)生足夠的自主性發(fā)揮空間，尊重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，眼光更長(zhǎng)遠(yuǎn)化，而非只是關(guān)注學(xué)生一時(shí)的成績(jī)。具體說來，就是教師應(yīng)立足于每位學(xué)生的興趣愛好、身心發(fā)展規(guī)律、個(gè)性潛力等有針對(duì)性地開展教育教學(xué)工作，今后社會(huì)與企業(yè)需要什么樣的人才，就培養(yǎng)什么樣的人才，將教學(xué)的重點(diǎn)放在學(xué)生綜合能力與核心素養(yǎng)的提升方面，為高質(zhì)量工程技術(shù)人才的培育奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.發(fā)展計(jì)算思維，重組教學(xué)內(nèi)容

在新工科建設(shè)的背景下，計(jì)算機(jī)甚至已經(jīng)發(fā)展為一種非實(shí)體概念被應(yīng)用到各行各業(yè)的建設(shè)與發(fā)展中，就好比我們經(jīng)常聽到的機(jī)器人、人工智能餐廳等等，都是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物。提到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其概念已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分類，現(xiàn)在我們可能首先想要的是無線網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)等。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容也可以根據(jù)新技術(shù)與新動(dòng)向向外延伸與拓展，如物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等等。相信如果將這些新型的技術(shù)加入課程教學(xué)內(nèi)容中，勢(shì)必會(huì)激發(fā)學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)的時(shí)候也不會(huì)顯得那么單一與枯燥。

此外，計(jì)算思維是新工科技術(shù)人才必備的基本能力。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)格外注重學(xué)生算法思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練，適當(dāng)在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)之上增加與計(jì)算思維、算法基礎(chǔ)以及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)相關(guān)的更新穎的知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生知識(shí)、技能與素質(zhì)全方位、立體化的綜合培養(yǎng)，以進(jìn)一步提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量，迎合新時(shí)代、新社會(huì)發(fā)展的需求。

最后，由于新工科概念更強(qiáng)調(diào)的是多學(xué)科交叉融合、工理結(jié)合，為了讓所有專業(yè)的學(xué)生進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的價(jià)值與意義，學(xué)校應(yīng)充分考慮不同專業(yè)的特點(diǎn)以及專業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，以便達(dá)到將計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)融入每個(gè)專業(yè)日常教學(xué)全過程的目的，促使計(jì)算機(jī)課程與專業(yè)課程實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，共同為提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力而服務(wù)。

3.根據(jù)企業(yè)需求，確定培養(yǎng)目標(biāo)

產(chǎn)學(xué)合作、校企共育、科教結(jié)合是在新工科背景下更為倡導(dǎo)的教學(xué)理念，同時(shí)諸如此類的新工科建設(shè)思路將進(jìn)一步對(duì)社會(huì)、企業(yè)乃至政府優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行有機(jī)整合，進(jìn)而統(tǒng)一服務(wù)于新工科人才的培養(yǎng)，有利于促進(jìn)計(jì)算機(jī)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

隨著新課程改革的不斷深入，各個(gè)專業(yè)與課程在人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定方面更有方向，大多都圍繞著“培養(yǎng)什么樣的人、為誰培養(yǎng)人”而開展。同樣針對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程也不例外。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程實(shí)際上具有顯著的實(shí)用性與綜合性特點(diǎn)。因此，人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定將不能僅僅圍繞知識(shí)而展開，而更應(yīng)側(cè)重促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、技能與素質(zhì)的協(xié)同發(fā)展、共同提升。同時(shí)，應(yīng)本著促進(jìn)學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目的，在教學(xué)過程中建立與學(xué)生的良好關(guān)系，積極主動(dòng)與學(xué)生溝通互動(dòng)，給予學(xué)生更多自我探尋、自主思考的機(jī)會(huì)。通過相關(guān)教學(xué)的展開，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，探究思維以及培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作與精益求精的工匠精神，更有助于幫助學(xué)生盡快適應(yīng)高壓力、高強(qiáng)度的工作，促進(jìn)學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[3]。

最后，培養(yǎng)目標(biāo)的確定應(yīng)將學(xué)生的差異化、個(gè)性化考慮在內(nèi)，畢竟學(xué)生與學(xué)生之間不管是能力、認(rèn)知、思維還是行為等都參差不齊。如果教師按照統(tǒng)一的目標(biāo)進(jìn)行培養(yǎng)，勢(shì)必不會(huì)達(dá)到較為滿意的效果，甚至有時(shí)候還會(huì)制約一部分學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，這與新工科人才所要求的立體化、個(gè)性化發(fā)展是相違背的。這時(shí)候，教師可以采取分層培養(yǎng)、分類教學(xué)的策略，針對(duì)不同層次、不同類別的學(xué)生傳授不一樣的內(nèi)容與知識(shí)，設(shè)計(jì)不同的綜合實(shí)踐活動(dòng)，以切實(shí)迎合復(fù)合型新工科人才的實(shí)際需求。

4.改進(jìn)教學(xué)模式，引入“互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同教育”

因材施教是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程改革的重要方向，為了切實(shí)貫徹以生為本的教學(xué)理念，教師可以引入“互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同教育”。下面以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)詳細(xì)闡述基于慕課+思維導(dǎo)圖+翻轉(zhuǎn)課堂的新型教學(xué)模式應(yīng)該如何運(yùn)轉(zhuǎn)。

首先，在課前預(yù)習(xí)階段，教師要將慕課預(yù)習(xí)的導(dǎo)學(xué)案?jìng)鬏斀o學(xué)生，里面包括教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)知識(shí)講解、每一環(huán)節(jié)應(yīng)完成的具體預(yù)習(xí)任務(wù)目標(biāo)以及相配套的實(shí)踐題目。教師要做的工作就是及時(shí)督促學(xué)生完成自主預(yù)習(xí)，并且建立良好的網(wǎng)絡(luò)答疑氛圍。學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)之后，會(huì)將教學(xué)內(nèi)容在思維導(dǎo)圖的輔助下進(jìn)行形象且直觀的呈現(xiàn)，達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。最后，在學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有了基本的了解之后，教師會(huì)運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的形式組織學(xué)生進(jìn)行深入探究。如果某些高校采用的是大班制，那么可以以專業(yè)為臨界點(diǎn)劃分不同的研討小組。學(xué)生在小組中可以自由發(fā)表想法與見解。通過大家的互動(dòng)交流，一方面能夠加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知與記憶，進(jìn)而掌握重難點(diǎn)知識(shí)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。另一方面則有利于學(xué)生之間取長(zhǎng)補(bǔ)短，在不斷總結(jié)與反思中獲得成長(zhǎng)。

當(dāng)然，為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，教師還可以安排學(xué)生到合作企業(yè)進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)。另外，如果高校資金允許，可以專門建設(shè)智能技術(shù)創(chuàng)客空間，既可以為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)開展提供良好的支撐，又可以服務(wù)于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。

結(jié)語

總之，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為高校各個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)通識(shí)教育課程，其與構(gòu)建新工科專業(yè)體系，培養(yǎng)新工科專業(yè)人才有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。基于此，探討對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。