摘要:在“新工科”建设背景下，为了使地方高校能够迅速适应信息化时代的发展，加强计算机的公共基础课程教学改革是十分必要的。本文首先提出了当前地方高校在计算机公共基础课程教学中存在的一些问题，然后从教学内容和方法、实验内容和方法、教学手段、考核形式等方面出发，探索了教学改革的方案，可为地方高校的计算机公共基础课程改革提供参考。
关键词:新工科；计算机；公共基础；教学改革
1引言
为培养造就一大批引领未来技术与产业发展的卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力支持和人才保障，教育部在复旦大学和天津大学分别召开了综合性高校和工科优势高校的新工科研讨会，形成了新工科建设的“复旦共识”和“天大行动”[1-2]，进而提出“新工科理念”。新工科就是对新兴产业的加持，是对高校传统工科专业的升级改造。与传统工科相比，“新工科”更强调学科的实用性、交叉性与综合性，尤其注重信息通讯、电子控制、软件设计等新技术与传统工业技术的紧密结合[3]。基于此，地方高校关于计算机的公共基础课程便成为了非计算机专业培养“新工科”人才的重要手段。对于地方高校来说，非计算机专业所开设的相关课程主要以计算机的公共基础课为主。这些课程开设至今已有二十余年，为社会的信息化培养了大量能够熟练运用计算机技术的各行业人才。但是随着技术的发展和时代的进步，计算机的公共基础课程在教学的过程出现了一些问题。因此，本文提出了一些有针对性的教学改革方案。
2计算机公共基础课程现状
2.1教学内容
以湖北工程学院为例，非计算机专业的计算机基础课程大都采用《计算机基础》课程和《程序设计基础》课程的模式。《计算机基础》大多讲授计算机软硬件基本知识及常用办公软件，《程序设计基础》基本上选择的都是C语言。然而同一门课程在面向不同专业时，一般都选用相同的教材，采用统一的教学内容，从而忽略了专业之间的差别。同时，由于学校的生源来自于全国各地，不同省份的学生的计算机基础水平也不同，导致了学生的学习水平参差不齐。
2.2教学模式
目前，多数地方高校的计算机基础类课程都是采用“理论+实验”的教学模式。理论课教学采用的是常规教学手段，主要以传统的幻灯片形式来讲解课程知识点。由于此类课程的课时相对较少，而课程大纲所安排的内容较多，因而决定了教师要把大量的课堂时间应用在讲授对应知识点上。这必然导致课堂提问很少，从而造成师生之间缺乏互动的局面，严重影响学生最终的学习效果。实验课教学是根据实验计划和安排，在计算机房独立完成相应的实验操作。实验完成后，学生撰写验报告。实验计划里的实验以章节为单位，因此每个实验都是针对当前授课章节的综合性实验，即一个实验基本上囊括了本章大部分知识点。这需要学生对本章节的所有知识点掌握得非常牢固，才能比较顺利地独立完成相应实验。由于有些学生无法按时、独立地完成实验，导致抄袭现象的发生。随着课程的推进，所涉及的知识点越来越多，这部分学生的实验难度不断加大，最终导致他们放弃实验甚至对该课程失去兴趣。
2.3课程定位
作为面向全校各专业的基础课，计算机公共基础课程往往得不到其它各学科学生的专业认同，从而导致任课教师在授课过程中不自觉地调整了课程定位，或者内容过于简单而沦为工具课，或者内容过于复杂而成为纯理论课。教学内容过于简单会导致学生认为此类课程就是技能培训，从而更加缺乏重视；而教学内容过于复杂则会导致大部分学生因为理解不了而放弃学习课程。
2.4课程知识点
《计算机基础》的教学内容虽然包含了计算机软硬件基本知识、常用办公软件及当前的热点技术，但是教学重点是介绍常用办公软件的应用。计算机软硬件的知识和当前的前沿热点技术只占整个课程的三分之一左右。显然，这已经无法满足当代大学生对信息技术的需求了。由于课程重点在于程序的语法知识，主要注重于培养学生的解题能力，很难做到学以致用。因而公共基础课程的内容在一定程度上与时代的发展脱节了。2.5考核形式以湖北工程学院为例，计算机公共基础课程《计算机基础》和《程序设计基础》的考核形式均是平时成绩和期末考试成绩的综合评分。其中平时成绩为“考勤+实验+作业”的形式，占综合评分的30%；期末考试以在考试系统中上机操作的形式完成，最终成绩占综合评分的70%。这种评分方式使得学生在平时成绩中的实验和作业部分不可避免地存在抄袭现象，上机考试存在考前死记硬背题库的操作，导致不仅最终成绩很难体现学生对于各课程知识的掌握情况，还在某些方面增大了学生的学习负担，不利于学生的综合素质发展。
3计算机基础课程改革
“新工科”既要为高校的教育革新服务，又要为社会中已经运行的产业服务。相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[4]。围绕着“新工科”建设质量与人才培养质量对计算机公共基础课程的要求，开展该课程的教学改革，要进行四个方面的探索：（1）根据不同层次学生的需求调整教学内容和教学方法；（2）结合不同专业教学需求优化课程设置；（3）结合信息化资源创新教学手段以及考核形式；（4）依据教学大纲完善实验计划（见图1）。
3.1教学内容
《计算机基础》这门课程的开课前，教师应采取一些方法了解学生当前的计算机水平以及学习习惯等状况，将有基础的学生与基础薄弱及无基础的学生分开，如分为A班和B班。A班的学生可以在完成基本教学目标的基础上增加一些技能教学。例如可以在介绍计算机基础知识这一模块内加入程序设计和算法的基础内容；在介绍计算机软硬件资料这一模块中加入windows系统的安装教学和磁盘数据的优化处理及恢复等；在介绍办公软件这一模块中加入office高级应用的部分内容，如excel的复杂函数计算等。依据层次化的教学目标，要达到的教学目标如表1所示。对于《程序设计基础》这门课程，教师可以将学生分为基础和提高两个不同的层次。在课堂教学过程中，对于基础层次的学生，以掌握课堂上介绍的基础概念为主；而提高层次的学生，在掌握了基础概念后，以自学慕课及加强练习为主。在实验教学阶段，对于不同层次的学生，在同一知识点的题目设计中应有不同的侧重点。例如，在循环结构这一章节中，对于基础层的学生，只要求他们完成关于循环的最基本内容的练习即可；而提高层的学生还需完成将现实中的各种行为如何抽象成循环结构、递推法的扩展应用、逻辑推理及循环优化等问题的练习。
3.2课程设置
依据不同专业学生的需求，对课程内容进行适当地分为两个部分：基本内容和专业内容。基本内容即学生应掌握基础性知识，专业部分的内容以各专业的应用需求来制定，对不同专业的学生实施分类教学。对于《计算机基础》课程，将计算机软硬件基本知识及常用办公软件作为基本内容，然后根据各专业的需求针对性地加入“数据分析与处理”、“web设计制作”等作为专业内容。由于常用办公软件的核心内容为计算机的软件操作，教师在授课过程中可以将这部分的实际操作内容放到实验课上讲授。通过教师边讲和学生边练，使得学生不仅能够较轻松地完成对应知识点的学习，也可以在边讲边练的过程中顺利地完成实验。《程序设计基础》课程应将计算机思维培养作为基本内容，使学生能够熟练掌握从描述问题到描述算法到最后编码这一流程。引导学生熟悉计算机的思维模式，利用语言之间的区别与联系，使学生的思维在程序设计语言与自然语言之间无障碍的切换，进而培养其分析问题、解决问题的能力。依据各专业的特点，将《C语言程序设计》、《Python语言程序设计》等作为专业内容。对计算机编程要求较高且后续还有课程与之相关的专业，可以用《C语言程序设计》作为专业内容来配合计算机思维的培养；对计算机编程要求较低的专业，可以用《Python语言程序设计》来配合计算机思维的培养。表2列举出不同专业对程序设计的要求。
3.3创新教学及考核形式
结合慕课、雨课堂等教学模式，线上、线下学习相互融合，使学生真正地成为学习的主人。在课堂教学过程中，教师在讲授完本节课知识点的基础上还有空余时间将本节课的其它各种技巧以及学习方法一并传授给学生，以此培养学生自主学习以及合作学习的习惯。充分利用线上教学平台中的发帖区，与学生交流、组织学生讨论，培养学生思辨的能力。这极大地加强了师生间的互动，使得学生真正体会到了学习的乐趣，很好地激发了学生学习的主动性，提高了学习效率。在课程考核中，淡化结果强调过程。增加平时成绩的比例，突出学生自主学习过程中投入精力的重要性。对于很抽象的学习过程评价，因为有线上教学平台的存在，所以保证了学生的学习过程存在具体化的评价方式。例如：在平台上学习十分钟计一分，额外完成练习计五分，完成一套测试题依据正确率可计二到十分，在发帖区提出一个问题计二分、回答一个问题计五分等。以此为基础的考核方式，充分考虑了学生在学习过程中投入的精力，更加注重过程，因而极大地提升了学生自主学习的动力。此过程的具体步骤如图2所示。
3.4实验计划
从实验内容的角度出发，将每个章节对应的一个综合性实验拆分成多个“小实验”，并给这些实验设置“验证性”和“设计性”的实验性质。验证性实验就是每个实验验证对应章节的少数几个知识点，相对的操作比较单一，属于必做内容；设计性实验要结合本章大部分知识点完成一个综合型项目，操作相对复杂，属于选做内容，供有余力的学生完成。根据各章节内容将这些“小实验”设计成由简单到困难、由包含少量知识点到包含多个知识点的循序渐进的爬坡式模式[5]。学生在从简单到复杂、从低到高的爬坡过程中，能够很轻易地完成实验内容。在完成一个一个小实验的过程中，学生也会极大地获得满足感，从而提升学习兴趣。从实验模式的角度出发，由于已经将一个大实验拆分成了多个小实验，现可将以往需要在机房独立完成的实验分出一部分作为分组讨论实验、竞争性实验等。独立完成的实验是每个学生所掌握的知识情况以及动手能力的真实体现，作为实验课的主要部分。分组讨论实验由多名学生共同完成一项实验项目，有利于培养学生的合作意识与人际交往的能力，增强学生的自信心。分组讨论还可以让组与组之间相互点评，提高学生实验的积极性。但是分组讨论不能完全杜绝滥竽充数现象，只能反映出每个小组的水平而不能反映每个学生真实水平，因而将这种模式作为实验课的辅助部分加入实验计划中。竞争性实验以比赛的形式让学生独立完成，依据制定好的规则给出相应得分，然后评选出各自的名次，极大地激发了学生的实验兴趣。
3.5课程改革效果
以湖北工程学院为例，通过以上的教学改革完成《计算机基础》课程学习的学生，参加国家计算机等级考试一级的一次性通过率已达65%，而未改革之前，通过率多年维持在52%左右。完成《程序设计基础》课程的学生参加国家计算机等级考试二级的一次性通过率则达到了58%，未改革前多年稳定在49%左右。这也是很好的进步。此外，为了验证教学效果，从教学方法满意度和提升成绩两个方面对学生进行了问卷调查。此次发放380份问卷，对回收的378份问卷进行分析后发现：305人对此非常满意；62人觉得此方法有一定效果，较为满意；11人觉得没效果不满意。综合以上结果可以看出，有超过96%的学生对此教学方法满意。
4小结
本文从地方高校计算机的公共基础课程改革的实际需求出发，提出了以“新工科”为背景的计算机公共基础课程的教学改革思路。探讨了以分层教学和分类教学替代当前的教学模式的问题，分析得出调整后的教学内容更适应信息时代的发展。同时结合信息化资源创新了教学手段和考核形式，使得教学有了更高的灵活性。通过对教学中各方面的问题的改革研究，进而促进非计算机学科与计算机学科的交叉融合，达到“新工科”背景下的高素质人才培养的要求，最终为地方高校的计算机公共基础课程改革提供参考，为新工科创新工业人才的培养做出应有的贡献。
参考文献
[1]教育部高等教育司.“新工科”建设复旦共识.高等工程教育研究,2017(1):10-11
[2]教育部高等教育司.“新工科”建设天大行动.高等工程教育研究,2017(2):24-25
[3]张向华,叶霞.新工科背景下地方高校机械制图课程改革的探索.装备制造技术,2021(10):165-168
[4]钱芳芳,支凤生.地方本科院校工程教育改革策略探析.大学,2021(12):88-90
[5]李长松.计算机专业的阶梯式实践教学体系构建研究.创新创业理论研究与实践,2020(10):33-34
作者:赵罡 单位:湖北工程学院计算机与信息科学学院
