新工科背景下計算機基礎(chǔ)類課程教學(xué)痛點分析與對策

張友志，曹立群，汪文明

（安慶師范大學(xué) 計算機與信息學(xué)院，安徽 安慶 246133）

培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、數(shù)字化思維和學(xué)科交叉整合能力的新工科人才是當(dāng)前高等院校工科專業(yè)在“新工科”背景下人才培養(yǎng)的新目標(biāo)[1]。計算機類專業(yè)是典型的工科專業(yè)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)目標(biāo)、培養(yǎng)方案已難以滿足新工科背景下大學(xué)生培養(yǎng)要求。根據(jù)全國教育大會和《中國教育現(xiàn)代化2035》精神[2-3]，高校要以“新工科、新農(nóng)科、新醫(yī)科、新文科”建設(shè)理念為引領(lǐng)，創(chuàng)新教學(xué)方法，掀起學(xué)習(xí)熱潮[4-5]。在此背景下，本文梳理了當(dāng)前計算機基礎(chǔ)類課程教學(xué)中存在的痛點問題并分析其原因，然后以“新工科”和“以學(xué)生為中心”的人才培養(yǎng)理念為指引，提出了教學(xué)創(chuàng)新思路和相關(guān)具體舉措以便于開展教學(xué)創(chuàng)新改革。

1 教學(xué)痛點分析

計算機基礎(chǔ)類課程同其他理工科專業(yè)基礎(chǔ)課一樣，均具有邏輯性強、理解難度大的問題。教師在教學(xué)過程中雖注重貫徹“以學(xué)生發(fā)展為中心”的教育理念，但由于基礎(chǔ)類課程的知識體系較完整，理論框架和內(nèi)容相對穩(wěn)定，教學(xué)過程難以突出新意，較難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生工程綜合能力。通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，計算機基礎(chǔ)類課程講授存在以下亟待解決的“痛點”問題。

1.1 課程教學(xué)與思政教育脫離，育人效果不明顯

傳統(tǒng)教學(xué)往往重知識傳授而輕能力培養(yǎng)，忽略了價值塑造，課程育人功能不完善。究其原因，教學(xué)中的兩個核心對象（教師和學(xué)生）都存在一定問題。就教師層面而言，部分教師缺少對思政育人的正確認知，認為其本職工作就是傳授專業(yè)知識和技能，而思政教育與其所教課程沒有多大關(guān)系。事實上，教師是學(xué)生成長成才、樹立正確價值觀的引路人，只有教師對思政育人有深刻的認知，才能將思政育人理念貫穿于課程教學(xué)的全過程。就學(xué)生層面而言，學(xué)生往往把主要精力放在了專業(yè)課和相關(guān)技能學(xué)習(xí)上，忽視了思政教育對其成長成才的重要意義。在現(xiàn)有考核標(biāo)準(zhǔn)下，價值觀與道德素養(yǎng)考評較模糊，容易使學(xué)生錯誤地認為思政教育與己無關(guān)。價值觀出現(xiàn)偏差的根源往往就在于核心主體對思政育人價值認知的不足。

1.2 教學(xué)仍以“教”為中心，學(xué)生參與度低

傳統(tǒng)課堂教學(xué)往往以教師為中心，采用普遍的“填鴨式”教學(xué)方式，學(xué)生參與度較低，導(dǎo)致其不知所學(xué)課程在專業(yè)課程體系中的地位與作用，容易存有“為什么要學(xué)該課程”的困惑。產(chǎn)生該問題的原因主要有兩個方面：一、受制于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式。教師在教學(xué)中雖有嘗試創(chuàng)新，如以任務(wù)驅(qū)動來增加課堂討論，但由于班級人數(shù)較多，學(xué)生參與度和主動性并沒有得到實質(zhì)性提高。課堂上仍以教師的“單聲道”進行傳輸，而學(xué)生僅被動接受。二、傳統(tǒng)教學(xué)重視課堂理論講授而缺乏實踐環(huán)節(jié)。這導(dǎo)致了理論學(xué)習(xí)和實際脫節(jié)，最終學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力得不到鍛煉，也就不符合“新工科”人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

1.3 課程體系結(jié)構(gòu)僵化，缺乏前沿性和時代性

計算機科學(xué)作為發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，其知識和技術(shù)更新可謂是瞬息萬變。但是，教學(xué)所采用的教材和教學(xué)內(nèi)容往往滯后，課程內(nèi)容的深度和廣度不足以覆蓋學(xué)科前沿，甚至不能及時反映本行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀[6]。由于缺乏時代性和前沿性，學(xué)生往往就產(chǎn)生“學(xué)了該課程能做什么”的疑惑，從而嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)興趣和積極性。另外，這也對教師提出了新要求，必須緊跟學(xué)科前沿，了解行業(yè)最新進展，制訂以學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需求為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)方案。

1.4 考核方式單一，重結(jié)果輕過程

課程考核方式單一也是傳統(tǒng)教學(xué)存在的共性問題。在以教師講授為主的教學(xué)活動中，學(xué)生參與度不足，也很難將理論與實踐相結(jié)合。而開設(shè)的課程實驗也基本上都是驗證性實驗，這對學(xué)生能力的提升幫助不大，在考核中也沒有區(qū)分度。因此，考核方式往往就不得不以期末的課程考試為主，但其僅能考查學(xué)生對知識目標(biāo)的達成情況[7]。學(xué)生往往通過“死記硬背”和“突擊學(xué)習(xí)”等方式應(yīng)對考試，限制了學(xué)習(xí)積極性和主動性，阻礙了學(xué)生專業(yè)能力和素質(zhì)的提升。

2 針對教學(xué)“痛點”的創(chuàng)新思路與舉措

針對計算機基礎(chǔ)類課程存在的教學(xué)“痛點”問題，課程教學(xué)團隊堅持貫徹立德樹人根本任務(wù)，堅持以“學(xué)”為中心[8]，以教育部提出的“兩性一度”金課標(biāo)準(zhǔn)[9]為目標(biāo)，結(jié)合課程思政教育進行教學(xué)改革。改革思路是通過系列教學(xué)創(chuàng)新措施，一方面為學(xué)生呈現(xiàn)精彩有趣且多元的教學(xué)，降低課程知識本身的枯燥度和理解難度，力求把計算機領(lǐng)域難懂的知識和科學(xué)規(guī)律生動形象、淺顯易懂地傳授給學(xué)生；另一方面通過將課程教學(xué)同工程實際緊密結(jié)合，針對學(xué)生專業(yè)來拓展教學(xué)內(nèi)容，提高課程的廣度和深度，使其達到“兩性一度”目標(biāo)，最終形成融知識、能力和素質(zhì)為一體、有專業(yè)特色的課程教學(xué)體系。

2.1 教學(xué)巧妙融入思政教育，凸顯“專業(yè)+思政”特色建設(shè)

針對育人效果不明顯，價值觀引導(dǎo)不深入的痛點問題，教學(xué)團隊首先在傳統(tǒng)教學(xué)大綱知識目標(biāo)和能力目標(biāo)的基礎(chǔ)上增加素質(zhì)目標(biāo)。將傳統(tǒng)教學(xué)中教師只重視知識傳授而忽視學(xué)生思想引導(dǎo)和人文關(guān)懷轉(zhuǎn)向堅持價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三位一體的育人目標(biāo)。在教學(xué)實踐方面，主要通過挖掘思政元素并建立思政元素庫、課程思政案例庫等手段來實施課程思政。通過參加課程思政教學(xué)大賽和課程思政研討會等系列活動，促進和加強授課教師的課程思政意識。依托對思政元素的挖掘和積累，以“潤物細無聲”的方式融入到教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)知識傳授、能力鍛煉與價值觀培養(yǎng)的有機融合，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的重知識、輕能力和價值觀引領(lǐng)不足的問題。

2.2 以學(xué)生為中心，打造混合式教學(xué)新模式

針對學(xué)生參與度低的痛點問題，教學(xué)團隊以“兩性一度”為目標(biāo)，通過改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，打造線上線下、課內(nèi)課外融合貫通的混合式教學(xué)模式，如圖1所示。具體措施為：學(xué)生首先利用現(xiàn)有的MOOC平臺、省級精品資源共享課程網(wǎng)站等資源進行線上自主學(xué)習(xí)，重點了解課程的基本概念、原理和方法；在線下課堂教學(xué)中，以實際工程為牽引，以解決典型的實際工程問題為目標(biāo)，開展研究探討型學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力；推動課內(nèi)實驗與課外學(xué)科競賽協(xié)同貫通，以制作具體作品的形式鞏固所學(xué)知識，通過綜合設(shè)計性實驗以及實際工程問題來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，讓學(xué)生真正動起來和忙起來。

圖1 線上線下、課內(nèi)課外貫通融合的混合式教學(xué)模式

2.3 以學(xué)科前沿為導(dǎo)向，優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)創(chuàng)新的核心是教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。針對課程內(nèi)容陳舊、缺乏前沿性的痛點問題，教學(xué)團隊緊追學(xué)科前沿，實時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。具體措施包括：一、優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容。對教材教學(xué)內(nèi)容進行及時優(yōu)化和更新，摒棄一些繁、難、偏、舊的內(nèi)容，避免讓學(xué)生陷入枯燥無益的教學(xué)內(nèi)容中。在知識傳授方面更加注重應(yīng)用性知識的傳授，保證教學(xué)內(nèi)容的與時俱進。二、引入實踐模塊，培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)業(yè)前瞻性眼光。結(jié)合教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目以及企業(yè)教師進課堂活動等，讓學(xué)生了解業(yè)界前沿動態(tài)，避免高校教育與社會產(chǎn)業(yè)脫節(jié)。三、科研反哺教學(xué)，提升學(xué)生的專業(yè)認同感。在教學(xué)過程中，教學(xué)團隊結(jié)合自身的科研情況，將科研成果融入常規(guī)教學(xué)，讓學(xué)生及時了解學(xué)科發(fā)展前沿，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。

2.4 多措并舉，構(gòu)建多元化考核評價體系

針對傳統(tǒng)教學(xué)中最普遍的考核方式單一的痛點問題，教學(xué)團隊在教學(xué)方式改革基礎(chǔ)上，對照課程目標(biāo)構(gòu)建了多元化考核評價體系。課程考核評價的改革重在肯定每位學(xué)生在學(xué)習(xí)中所付出的每一點努力和所獲得的每一點進步，并增加過程考核及其比重。在課程改革之后，考核具體由線上學(xué)習(xí)、實驗、小組探究和期末考試4部分組成。其中，線上學(xué)習(xí)考核包括視頻學(xué)習(xí)時長、課前測試成績等；實驗包括驗證性和綜合設(shè)計性兩部分；小組探究考核包含自評、互評和教師評價等方面。通過課程創(chuàng)新改革，構(gòu)建了多目標(biāo)、多方式和多主體的評價體系。

3 創(chuàng)新改革所取得的成效

通過系列教學(xué)改革舉措的實施以及多輪實踐，課程教學(xué)取得了一定成效。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性有了明顯提高，學(xué)習(xí)成績也明顯提升。學(xué)生對目前的這種教學(xué)模式也比較認同，通過評教系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新不僅能讓學(xué)生學(xué)習(xí)到知識，對其人生發(fā)展也起到促進作用。通過課內(nèi)、課外協(xié)同發(fā)展，學(xué)生可以將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為競賽作品，其實踐創(chuàng)新能力也得到有效提升，學(xué)科競賽成績斐然。例如，利用計算機專業(yè)優(yōu)勢，同學(xué)們在中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國計算機設(shè)計大賽、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽等重要賽事中均取得了優(yōu)異成績。教學(xué)創(chuàng)新不僅能促進學(xué)生學(xué)習(xí)，對教師發(fā)展也具有重要意義。通過教學(xué)創(chuàng)新實踐，教師的教研水平也得到了顯著提升，教改成果頗為豐碩。為了打造混合式教學(xué)和提升教學(xué)能力，廣大教師積極參與各類教學(xué)比賽，均取得了良好成績，例如，省青教賽二等獎，校教學(xué)創(chuàng)新大賽一等獎等。在教學(xué)改革方面，近年來獲批了省級課程建設(shè)項目和教研項目7項，包括省級課程思政教研項目、省級課程思政示范課，以及校級課程思政團隊等。總之，在新工科建設(shè)背景下，針對計算機基礎(chǔ)類課程教學(xué)存在的痛點問題，我們積極推進教學(xué)創(chuàng)新改革，不僅全面提升了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力和課程教學(xué)的有效性，更加落實了立德樹人的根本任務(wù)。