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面向四新专业建设的计算机公共课改革和探索

2021-02-24 355 上传者：管理员

摘要：本文在分析“四新”专业建设需求和计算机公共课程现状基础上，提出了分阶段、分层次、模块化的计算机公共课教学改革方案，构建了以计算思维能力培养为核心的计算机公共课程体系。教学方法改革主要包括树立OBE教学理念、线上线下融合的多模式教学、教学全过程课程思政和基于过程的课程评价。本次计算机公共课改革响应了“四新”专业建设需求，提高了学生的计算思维能力。

关键词：
四新
教学理念
计算思维
计算机公共课
课程体系
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1、引言

2018年10月10日，教育部印发《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》文件（通称《新时代高教40条》）[1]。在随后的文件精神落实工作会议上，高教司长吴岩提出2019年我国将大力发展四类专业，即建设新工科、新医科、新农科、新文科示范性本科专业，引领带动高校优化专业结构、促进专业建设质量提升，推动形成高水平人才培养体系。“四新”专业的特点是交叉融合，且均与大数据、人工智能等新技术有关。在新形势下，建设“四新”专业显得很有必要。“四新”专业的建设势必大范围改变传统学科构成，很多学科就算不消失，也要进行重整，改变原有的固化知识体系，融入大数据、人工智能等相关内容。

郑州航空工业管理学院以教育部要求为契机，结合学校实际，于2019年启动了教育教学综合改革。该校的专业主要对应于新工科和新文科建设。新工科专业，理论上包括原学科经过信息化、智能化转型或升级后的新型工科专业，以及为提前布局培养引领未来技术和创业发展人才的新生工科专业和新兴工科专业。实际涵盖范围可以更广。具体而言，与大数据、云计算、虚拟现实、人工智能等新技术相关的工科专业都可以称之为新工科专业。

新文科建设，就是在顺应时代发展的需求，在强化新时代下的中国风格、中国特色和中国气派的新文化，同时将新的技术融入哲学、社会学等文科领域，推动哲学社会科学与新一轮科技革命和产业变革交叉融合，形成哲学社会科学的中国学派。

普通高校的计算机公共课是各个专业都要学习的公共基础课，从上个世纪90年代开始就在各个学校普遍开设。计算机公共课开设形式一般为“1+x”模式，即开设一门各个专业都必修的计算机应用基础或计算机文化基础课程，然后再开设若干包括程序设计、数据库、网站开发等在内的选修课，供各个专业选修。计算机公共课的目标是培养计算机文化素养和计算机应用初步能力，主要讲授软件工具和程序设计语言的使用。显然，这样的计算机公共课已经不能满足新时代要求，不能支撑“四新”专业建设[2]。因此，需要对计算机公共课进行改革排在了学校教育教学改革的首位。计算机公共课改革包括根据“四新”专业建设需要重构计算机公共课程体系和教学方法改进两个方面。

2、教学中存在问题分析

调研发现计算机公共课教学存在问题主要有：

(1）课程教学目标与时代要求脱节。教学目标仍然以工具学习为主，偏重于技能培训，如计算机基础课主要讲授工具软件使用，程序设计课主要讲授编程语言，缺乏计算思维能力培养。这不能满足新时代本科教育人才培养目标要求。

(2）课程教学内容老化。教学内容仍然以计算机基础知识、Office、Windows、计算机网络基础、C语言、VisualBasic等为主，缺乏计算思维，缺乏最新应用案例。在大数据、云计算、物联网、人工智能蓬勃发展且日益广泛应用的今天，教学内容显然过于陈旧，无法支撑“四新”专业建设。

(3）教学手段与方法落后。教学手段主要是“粉笔+PPT课件”，线上资源建设不足，缺乏在线课堂，缺乏研讨式教学不利于创新能力培养，没有开展“以学生为中心”的课程评价。

(4）德育不够重视。从课程规划和管理方面看，缺乏思政教育的融入，只强调计算机知识和应用能力培养，而德育则靠任课教师的自觉来完成。

3、计算机公共课程体系构建

(1）课程体系构建目标。满足新时代本科人才培养对计算机理论、技术和应用能力要求。支撑学校“四新”专业建设和“一流专业”建设。服务人才培养对信息素养和能力的新要求。

(2）计算机公共课体系构成。课程体系构建的基本原则是实行分阶段、分层次、模块化教学，满足不同学生、不同时期学习计算机的需求。表1是改革后的计算机公共课程体系。

表1分阶段、分层次、模块化的计算机公共课程体系

计算机公共课程共分计算机基础类、程序设计类和计算机前沿技术与应用类3个层次。各学院可根据自己专业特点选择修读1到3个层次的课程。

第1层次的计算机基础类课程于大一开设，分为大学计算机基础I、大学计算机基础II和大学计算机基础III这3个模块。大学计算机基础I面向理工类专业开设，以计算思维为核心，内容主要有数字计算原理、程序设计、数据处理技术与应用、网络技术与应用、人工智能、信息安全与道德。大学计算机基础II面向经济管理类专业开设，以数据处理为核心，内容主要有计算机基础知识、基本软件应用、互联网应用、数据管理与分析、信息安全与道德。大学计算机III面向文科和艺术类专业开设，以计算机应用为核心，内容主要有计算机与信息基础、基本软件应用、互联网应用、信息安全与道德。

第2层次的程序设计类课程分为“C程序设计”和“Python程序设计”两个模块，大二年级开设。程序设计类课程以培养计算思维能力为核心，重点讲授程序设计原理与方法，培养应用计算机解决实际问题的能力，不再把程序设计语言作为学习目标而作为解决问题的工具。鉴于C语言和Python语言的应用特点，建议理工类专业选修C语言的程序设计，经管类专业选修Python语言的程序设计。

第3层次的计算机前沿技术与应用类课程分为“人工智能及其应用”和“大数据及其应用”两个模块，大三和大四年级开设，供所有专业高年级感兴趣的学生选读。本层次课程以案例为主，主要采用探究、研讨式教学形式，对学生的计算思维能力进行提升，实现学科交叉融合与创新。

4、教学方法改革

(1）树立OBE教学理念。成果导向教育（OutcomeBasedEducation,OBE）作为一种先进的教育理念，已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念[3]。随着国内工程教育专业认证的开展，OBE的教学理念也逐渐被教育界接受。本次改革，要求无论是课程体系构建还是课程的教学设计都必须基于成果导向。

(2）线上与线下融合。目前高速的通信网络和成熟的互联网应用为在线教学提供了可能。把线上教学与线下教学进行融合，吸取两种教学模式的优点[4]，提高教学效果。学校基于超星网络教学平台建设了丰富的教学资源，每门课程的教学大纲、微课视频、教案、PPT课件、作业题库、实践任务书、考试题库、工具软件与参考资料等教学内容全部上线。鼓励教师借助网络教学平台开展丰富多彩的教学活动。原来课堂上讲授的内容尽量要求学生借助网上资源自学来完成，而线下课堂则以师生互动、学习成果评价、答疑和实践操作为主。

(3）思政融于课程教学全过程。为了更好地完成“立德树人”的教育任务，积极开展“课程思政”。把思想教育的培养贯穿于课程的教学过程中，充分发掘和运用计算机公共课蕴含的思想政治教育资源，使显性教育和隐性教育相结合融通，有效促进思政工作与学生思想实际相结合，与国家发展实践相结合，回应青年成长的思想困惑，引导其健康成长。在大学计算机基础课程教学过程中融入爱国主义、哲学思维、道德法律、传统文化等方面的教育[5]。在程序设计课程中融入人生观选择、思想进步追求、团队意识等方面的教育。

(4）基于过程的形成性评价。不再“一考定终身”、“唯分数论”，而是以能力培养为导向设计学生学习评价标准。首先把课程教学目标分解成理论素养和实践两部分，然后分别把理论素养和实践目标按照时间维度分解为多个子目标，每个子目标分别进行达成度评价，最后综合得到学生的课程学习成果评价结论。

5、计算机公共课改革成效

从2019秋季开始，计算机公共课改革方案在2019级学生中实施，一年来取得了初步成效。（1）课程改革支持了有关专业开展中国工程教育专业认证、国家和省“一流专业”建设以及学校“四新”专业建设。（2）德育首位，立德树人理念得到老师们普遍认同。（3）基于OBE的课程评价被大家认可。当老师们发现新的课程评价更加有利于调动学生学习积极性和提高学习效果时，也就释怀了因课程评价改革而加重负担的忧虑。（4）由于课程内容更新，讲授案例和作业更加接近学生生活，调动了学生学习积极性。线上聚集了丰富的学习资源，学生通过移动终端可以随时随地访问学习。由于学生课前已经明确任务和目标，学习的主动性大大提高，学生的自主学习能力也得到提高。（5）课程达标率和优秀率都有所提高。学生们由于学习积极性提高，没有了期末考试产生的压力和焦虑情绪，成绩得到普遍提高。（6）大学计算机基础在线课程被评为校级在线开放课程优秀。大学计算机基础课程思政获得校级课程思政案例二等奖。

6、总结

教育改革的目的是培养适合时代需要的合格人才。因此，本文介绍了基于“四新”专业建设对计算机公共课改革情况，重构了课程体系，改革了陈旧的教学方法。目前，计算机公共课改革已取得初步成效，但也发现一些问题，今后将进一步完善。

参考文献：

[1]曾媛,王庆海.以本为本建设“双一流”;以《新时代高教40条》为准高标准建设一流本科教育.高教研究与实践,2019,38(2):3-10

[2]方向.新工科背景下的大学计算机教学改革研究与实践;以山东工商学院为例.大学教育,2019(6):88-90

[3]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念.中国高等教育,2014(17):7-10

[4]王德鹏,姚子凡,何明明,等.线上线下混合教学模式研究.福建电脑,2020,36(5):50-52

[5]施江勇,付绍静,谷松林.大学计算机基础课程中的思政教育.计算机教育,2020(1):9-11

孙新德,刘国梅,刘华.面向四新专业建设的计算机公共课改革[J].福建电脑,2021,37(02):64-66.