摘要：随着人工智能时代的到来，计算机的教学逐步转化为基于数学模型、面向海量数据和高性能计算的学科。但由于大多数计算机专业教学单一，导致这种转换很难随着工业环境的变化而变化。教学方法是在社会发展的大背景下不断探索磨合发展的，尤其是在技术更新极快的计算机专业教学上。通过分析国内高校的计算机教学及其存在的问题，充分考虑到计算机专业技术更新换代快的特点，提出以互动教学为主的教学培养模式，并对两年来的教学效果进行分析比较，以期培养出适合当前时代环境的计算机专业人才，并为该专业的教学改革和实践提供思路和参考。
关键词：互动；计算机教学；教学改革；新工科
0引言
计算机行业的发展迅速众所周知，高等教育中的计算机专业教学常常面临着这样的囧境：大一给学生讲授的最新技术，等学生毕业后发现该技术已经较为陈旧，甚至已经被淘汰了。总体来说，目前我国高等学校包括计算机及其相关专业在内的工科专业的教学方法还存在着如下的问题有待于进一步改善。主要包括：①教学方法和内容单一陈旧，“讲风太盛”；②忽视学生分析问题和解决问题能力的培养；③单纯讲抽象理论，不重视实践性教学环节；④对学生的科研活动重视不够；⑤成绩评定不科学。因此，计算机学科的教学及其他学科的教学早就提出了互动教学的概念，但真正实行的不多，仍然以理论讲解和布置习题实验为主。即便有一些互动教学的尝试，也没有及时对互动教学进行深入效果的对比分析。针对以上问题，本文对计算机及其相关专业的教学方法进行全方位研究，设计面向计算机专业合理的互动实践教学方法，并通过两年来的数据积累，进行出勤率、满意度等多方面的数据对比分析。
1国内外相关研究
计算机专业教学面临着人工智能时代社会发展带来的挑战和机遇，国内外的教学研究总体如下：（1）国外研究现状在美国高校教学中，计算机专业教师很多是从一流企业而来，具备博士学位，具有很强的实践能力，也能很容易地返流到企业。他们更多地注重计算机技术的实用性、先进性，鼓励学生突破技术门槛，和学生能平等交流技术和工程问题。英国高校的计算机教学注重引导学生多思考、多参与，注重学生实践参与在教学中的比重。德国则比较重视前沿技术的应用问题，教师入职时，有相关的培训和考核。其教学方法的主要特点是：①重视讨论法“Seminar”的运用；②重视演示法和实验法的运用；③重视学生自学。日本高校计算机专业主要教学特点是：讲授与实践相结合；②注重个别化教学方法；③注重学生自学方法。（2）国内研究现状我国高校教学方法的结构是以传统教学方法为主。即选定一本教材、制作一份课件（可能多年不换）、以教师主讲为主。虽然随着高校教学改革的发展，在制度上引入了评教机制、在课程设计上将实验教学作为单独学分设立，但由于各方面原因，评教使得中国教师不敢对学生过于严厉，实验教学一刀切导致有些课程实验课流于形式。近年来，我国高校计算机专业在一些学校的争取下，已经逐步突破，如注重新技术，注重吸收企业高学历实践型人才。但对于大多数院校而言，仍然面临着重重困难。因此，鉴于国情和文化背景不同，我们高校的计算机专业教学改革，不能生搬硬套国外成功模式，需要以教学点（学校或院系）为单位，进行互动教学改革，以期达到最优化目的。
2互动实践教学理念的整体思路
2.1定位与构想
兴趣是学习之母，我们教学的目的是指激发兴趣（乐），以学习前沿计算机技术为目的（学），以培养会思考、会自主学习新技术的人才为落脚点（思），为国家培养更多创造型人才（创）。
2.2互动教学方法在计算机专业课程中的设计与实践
计算机专业教学和其他专业有一定的共通之处，但由于计算机专业知识更新换代极快，新工具和新技术日新月异，工业界和学术界协同性很强。因此，互动教学方法在计算机专业课程中的设计和实现在注重教学原则性问题的同时，也要因地制宜，适当根据专业特点进行调整。
（1）激发兴趣要贯穿教学全程
传统的高校教学往往会有这样的现象，前三周逃课人数极少，但随着时间推移，逃课人数渐增，到期末最后一两周人数又多了起来。这是因为前三周学生们兴趣较高，兴趣随着时间的推移而下降。期末考试前一两周人数突增并非兴趣来了，而是基于功利目的，如考试划重点等。激发兴趣的关键点在于，让学生知道该知识点的应用落脚点，理论联系实际。有条件的教师还可以联系相关企业进行展示教学。
（2）课程内容要接轨前沿技术
许多专业知识与前沿技术脱轨，导致企业需求和高校培养对接不上，这也是导致学生厌学的一个重要因素。院校除了聘请一定配比的企业高学历人才充实教师队伍外，还可以对传统教师进行前沿技术培训，确保他们的专业知识保持新鲜度，而不是单考察论文数量或依赖于评教结果。
（3）培养会思考会学习的计算机专业人才
计算机知识的快速更新，除了我们要做好知识更新外，还需要培养具备自主学习能力的人才，确保他们毕业后有能力持续学习。主要通过以下方式：①问题式教学：以技术疑问的方式给学生带入技术专题，引导学生发现问题或提出问题。同时，也要注意完成提出问题、分析问题、解决问题并提出更多改进意见的迭代闭环。②启发式教学：启发式教学虽然没有明确的提出问题，但也是属于引导学生的一种方式，可以通过不同的技术方案、解决算法等给学生留下对比、分析和思考的空间。③互动式教学：互动式教学是传统教学方法较缺乏的，包含但不仅限于教师和学生之间，学生与学生之间，还可以包含企业人员和学生之间，教师与教师之间。互动式教学有利于提高学生的自主性和参与感。④小组合作式教学：通过划分小组，可以让较好的学生将学习经验传授给较差的学生，这种传授比单纯教师传授给学生效果要好。但该教学方式中，需要注意防止学生滥竽充数，确保每个学生都有合作参与，具有自己的贡献和对整体小组的成果有熟悉的掌握。
（4）创造是计算机专业的必备能力
在教学中，注重引导学生的创造力。计算机专业不管是软件还是硬件，具备创造力的人才才是行业的推动力。在这个环节中，需要注意：①引入开放型课题，培养创新思维；②积极开展探究式教学法。
3传统教学与互动实践教学的效果对比
笔者及其团队挑选了三门课程作为教学对比的对象：《C语言程序设计》、《软件开发基础（C++）》以及《云计算与大数据》。这三门课程分别是计算机专业的公共基础课、专业基础课和专业选修课，具有代表性。传统教学方法：理论讲解+实验课。即32学时用于讲解书本理论，主要是概念讲解、算法和举例；16学时用于实验教学，主要是完成课后习题上机操作，形成代码和实验报告。互动教学方法：应用和理论讲解共32学时，每次理论课之前有应用举例，并关联企业界的应用场景和可扩展性讲解，聘请企业技术人员（5年以上一线技术研发经验）介绍与课程相关的企业应用，占2学时。实验课改为以小组合作式教学实验，8个学时完成课后实验习题，8个学时设置开放式实验课题，供学生自选。表1中的数据是选课系统中导出的数据，在评教调查中，评教回收人数和选课人数不同，则默认剔除无效评教，在部分评教项中，如果没有作答，也不计入实验统计数据中。
3.1出勤率
为了排除人工点名或签到的方式导致学生强制性上课，影响实验数据的真实性，本实验中的人数统计都是通过照片拍摄的事后统计得出。所有课程在第一周时，跟学生约定，出勤情况不计入期终考试总评成绩。从图1中可知，有以下现象和分析：①互动教学的出勤率明显较高，特别是在教学中期（第5周和第10周），差距特别明显，这说明互动性和趣味性会提高学生主动参与度。②不管是互动教学还是传统教学，在教学中期出勤率都会下降，这是由人的学习心理导致的。在学习的中期更容易产生疲倦感。③跟学生约定了出勤不计入考核分数，则出勤率普遍都不高，这也说明强制性是出勤率的一个有效保证。④有些课程出勤率在期末会反弹比较多，如软件开发基础（C++）课程、云计算和大数据，该课程难度较大，学生更希望能在考试前获得重点知识范围。
3.2评教反馈
我单位教务处有评教系统，要求学生要进行评教后才能查询期末考试成绩，这就确保了学生不会因为自己成绩的好坏来评价教学过程。评教采用的是盲评方式，即教学教师不知道每个学生的具体评教给分，只知道统计结果。评教是使用选项式系统填空，分为5个等级，并对应生成相应的分数：优-95分，良-85分，中-75分，合格-65分，不合格-55分。获得分数后，系统会自动去除最高分的前5%样本以及最低分的后5%样本，然后再统计出平均分作为满意度。表2的满意度即学生评教反馈表中的平均得分，排名是该课程在学院的排名率，如20%，则表示在100个教学教师中，排名20左右。从表2的评教结果反馈统计表中可知：①使用互动方法的满意度有了明显的提高，尤其是软件开发基础（C++）和云计算与大数据这两门应用技术性较强的科目，这也说明了互动教学方法更受学生欢迎。②评教的分数普遍起点较高，这是因为学生都会不自觉地给自己教师一个比较高的评分起点，但评分的提升也是有参考意义的。③云计算与大数据课程人数较少，更容易在评教满意度上获得高分，并排名较前。
4激励和考核评价机制
（1）构建与互动教学法相适应的激励机制，提高教学教师的地位和相关经费支持。目前，高等教育严重倾斜于科研，对教学过于轻视，而大学本科生的培养质量和教学是强相关的。资源的倾斜导致许多教师不愿意过多时间花在教学上，也有些教师为了完成科研指标，聘用本科生搞科研而忽视了本科生的基础知识的重要性。（2）从教师评估和学生自我评估两个方面，构建与互动教学法相适应的考核评价机制。教师的教学质量评估，不能简单依赖于评教机制，其副作用在于对学生宽松的教师，往往会得到较高评价，这样导致相关教师对学生过于放松。也不能过于依赖教改论文篇数，毕竟理论和教学实践差距是非常大的。需要一个更互动的考核机制，如同行评价，互联网公开授课评价等等多元手段相结合的评价机制。
5结语
本文探讨互动实践教学法国内外研究的基础现状，给出了互动教学的基本思路框架以及在计算机专业教学中的扩展。目前，教学研究多面向于多渠道教学（课堂教学+互联网教学），本文引导和倡议回归互动教学，即不仅仅借助于多渠道教学，更侧重于学生对教学内容本身的兴趣度、交互性、趣味性、实用性等互动协同开展。在互动设计合理的情况下，再通过多渠道工具进行扩展，以达到最优化教学效果。
作者:古万荣 肖磊 谢贤芬 毛宜军 梁早 单位:清华南农业大学计算机工程系 暨南大学统计系
