基于工程認證背景的計算機公共基礎類實踐課程改革與實踐
——以“大學計算機應用實踐”課程為例

紀良浩，段小林，劉 群

（重慶郵電大學 計算機學院，重慶 400065）

0 引 言

工程教育專業(yè)認證（后文均簡稱工程認證）是指專業(yè)認證機構針對高校開設的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學會會同該領域的教育專家和相關行業(yè)企業(yè)專家一起進行，旨在為相關工程技術人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預備教育質(zhì)量保證[1]。2006 年，我國正式啟動工程認證，并于2013 年加入“華盛頓協(xié)議”——國際上最具影響力的本科工程學位互認協(xié)議[2]。工程認證要求回歸教育本質(zhì)，強調(diào)以學生為中心、以成果為導向、以持續(xù)改進為教學改革推進理念。這就要求各大高校要積極轉變長期以來以學科發(fā)展為導向的傳統(tǒng)教育思想，切實推進以學生能力培養(yǎng)為結果導向的教育教學改革。近年來，國內(nèi)各高校正在積極參與本科工程認證改革的相關工作，努力培養(yǎng)適應經(jīng)濟社會發(fā)展所急需的各類工程技術人才。

隨著信息技術的高速發(fā)展，信息化社會對大學生的計算機基本應用能力與素養(yǎng)要求以及利用計算機解決本專業(yè)復雜工程問題能力與創(chuàng)新能力的要求也正在不斷提高。著名計算機教育專家譚浩強教授曾經(jīng)指出：“大學計算機基礎教育的本質(zhì)是計算機應用的教育”[3]。因此，在當前工程認證背景下，回歸課程本質(zhì)，以學生為中心，以計算機應用為導向，以提升大學生計算機實踐能力與創(chuàng)新能力為根本，進行計算機公共基礎類實踐課程改革任重道遠。

1 當前計算機公共基礎類實踐課程教學現(xiàn)狀

受學生接受計算機基礎教育普及程度、學生對計算機基礎課程的認識程度、各高校學時學分設置條件等多方面因素的共同影響，當前計算機公共基礎實踐類課程的教學正面臨著諸多現(xiàn)實問題。

（1）隨著計算機基礎教學在小學以及初、高中階段的不斷普及，大學新生入學時對計算機應用能力的起點在不斷提高，但是參差不齊，差異性較大。

（3）傳統(tǒng)的齊步走、一刀切式的教學模式，一方面因忽略了學生的個體差異，大大損害了學生學習的積極性與主動性，不利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)；另一方面則違背了以學生為中心的工程認證教育理念，“灌輸式”“填鴨式”等傳統(tǒng)教學模式的弊端日益凸顯。

（4）以期末考試成績?yōu)橹鞯膯我豢己四Ｊ剑环矫婧雎粤藢W生平時學習過程、學習效果的監(jiān)控與把關，另一方面則容易使學生養(yǎng)成考前臨時突擊的習慣，不利于學生對知識的系統(tǒng)、牢固掌握，也不利于調(diào)動學生學習的積極性。

（5）教學內(nèi)容普遍存在陳舊、更新不及時的現(xiàn)象。信息技術發(fā)展迅速，教學內(nèi)容一旦更新不及時，容易降低學生學習的積極性與熱情，同時也不利于學生對新知識、新技術的及時了解與掌握。

（6）受學分學時限制的影響，計算機基礎教學尤其是實踐環(huán)節(jié)的教學學時正不斷受到壓縮。如何利用有限的時間，既保證教學效果，又達到培養(yǎng)學生實踐動手能力的目的，是當前計算機基礎教育所面臨的一個共同話題。

（7）計算機公共基礎授課教師面臨學生多、教學任務重，因精力有限而對新知識、新技術學習更新不及時，不利于學生對新知識的學習以及實踐應用能力的提高。

基于當前計算機公共基礎類課程所面臨的現(xiàn)狀，開展在工程認證背景下的教學改革，以學生為中心，發(fā)揮學生的主動性，注重學生的個性化培養(yǎng)，提升學生的實踐動手能力與計算機綜合應用能力以及利用計算機解決專業(yè)領域復雜問題的能力迫在眉睫。

2 課程改革方案

針對計算機公共基礎類實踐課程教學所面臨的現(xiàn)狀與不斷出現(xiàn)的新問題，近10 年來，重慶郵電大學計算機學院始終秉承以學生為中心，努力提高教學效果的理念，一直進行并不斷完善課程教學改革。圖1 所示為課程改革的流程圖，其具體的內(nèi)容如下。

圖1 課程改革流程圖

（1）構建“兩層次、兩模塊”的實驗教學體系。體系包含基本實踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)兩個層次，其中，基本實踐能力的培養(yǎng)體現(xiàn)課程培養(yǎng)的共性，而創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)則結合學生的個性化需求體現(xiàn)差異性。兩個模塊區(qū)分計算機和非計算機類專業(yè)，根據(jù)學科專業(yè)的不同要求，分別制訂教學內(nèi)容[4-5]。

利用信息技術，進行建立設備“用、養(yǎng)、修、檢”臺賬培訓，提高電工技術管理能力和解決現(xiàn)場技術問題能力。根據(jù)不同設備的日常運轉情況，提出不同的設備維修或養(yǎng)護方案并建立電子檔案，從而降低設備管理成本、有利于加強成本管理和費用控制。

（2）推行以學生為中心、自主式的教學模式。一改傳統(tǒng)教學模式中老師教什么、學生學什么以及老師安排什么、學生做什么的局面，推行以學生自主學習為主、教師指導為輔的教學模式。在基本實踐能力培養(yǎng)層次，授課教師只講課程學習要求、學習內(nèi)容、考試方式等內(nèi)容，剩下的具體知識內(nèi)容學習與實踐過程則由學生自行安排時間、進度，自己摸索并動手實踐，自主在開放實驗室完成。授課教師只負責學生學習過程中的答疑與指導工作，讓學生回歸學習主體，發(fā)揮其主觀能動性，并使教師轉變?yōu)榻虒W過程中學習主體的促進者。

（3）推行預約考試與機考相結合的考核方式。課程開設學期，允許學生結合自身的學習情況與進度安排，多次預約并參加課程考試。考試通過，則學生可選擇結束課程學習或者根據(jù)自身的學習興趣、需求選擇課程創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)階段的學習。多次考試機會的提供，可更好地與學生的學習進度相吻合，兼顧不同基礎、不同學習進度的學生，讓學生的自主性更強。考試由機考系統(tǒng)自動組卷，自動評分并完成成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計。組卷策略由課程組老師共同商議決定。學生的課程成績由機考成績決定。課程創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)階段學生的參與情況與表現(xiàn)，一方面作為學生學習需求的進一步拓展，另一方面作為學生后期參與各類學科競賽的選拔參考。

（4）構建計算機公共基礎實驗教學開放資源綜合平臺。該平臺包含課程門戶網(wǎng)站、在線自主學習平臺、考試預約系統(tǒng)、考試系統(tǒng)等。為配合課程改革，在線自主學習平臺提供課程所有的學習資源，如各類知識點的操作演示視頻、電子教材等多媒體網(wǎng)絡資源。

3 課程改革實踐

近10 年來，課程教學改革得到了學院領導持續(xù)的關心與支持，同時在課程組所有教師的不懈努力下，教學改革不斷完善并取得了不錯的教學效果，同時也鍛煉了一支團結、合作、不斷進取的教師團隊。

多年來一直秉承“兩層次、兩模塊”的培養(yǎng)體系，在對學生基本實踐能力的培養(yǎng)上，教學內(nèi)容始終著眼于計算機基本應用能力的訓練，如文檔的編排、數(shù)據(jù)的處理、演示文稿的制作、ACCESS 數(shù)據(jù)庫的簡單應用等，要求學生通過學習與訓練，能夠規(guī)范、熟練地掌握通用辦公軟件的使用與計算機的相關操作，培養(yǎng)各專業(yè)學生基本的計算機素養(yǎng)，為學生后階段的學習打下扎實的計算機應用基礎。

學生綜合應用能力與創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，一直是困擾課程組授課教師的一個難題。一方面學生人數(shù)過多，興趣愛好比較分散，另一方面新的技術層出不窮，給師資建設也帶來了很大的壓力。在培養(yǎng)面上，可以從最初的只面向計算機專業(yè)學生，發(fā)展到面向全校理工科各類學生。在教學內(nèi)容上，從早些年的Flash 動畫制作、靜態(tài)/動態(tài)網(wǎng)頁制作，發(fā)展到C/C++程序設計、云計算與大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)可視化、Python 程序設計等，始終讓學生能有機會接觸、了解并學習到最新的技術。在師資上，為了突破只限于課程組教師的弊端，可以在學院的幫助下，聯(lián)合學院專業(yè)實驗中心的師資，共同為學生的綜合實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貢獻力量。在學生的篩選上，既照顧學生的興趣愛好，同時又克服因人數(shù)過多、教學資源緊張所帶來的困難，因此從早些年學生自愿報名，發(fā)展到如今根據(jù)學生的前期學習基礎以及基本實踐能力訓練方面的成績（機考成績）選擇學生參加第2 層次的培養(yǎng)。近3 年來，每年大約有60 人左右參加課程拓展階段的進一步學習。由于學生量大、需求多與教學資源有限，持續(xù)深入的課程改革亟待持續(xù)。

在教學模式上，可以采取以學生自主學習為主、教師指導為輔的一種“集中+分散”的教學管理模式。課程第一次課由教務處統(tǒng)一安排授課時間與地點，由授課教師集中講解課程的學習內(nèi)容、學習要求、學習方式、考核方式等內(nèi)容。從第2 次課開始，課程的學習便分散進行。學生各自制訂自己的學習計劃與進度安排，自行到學院開放實驗室或者宿舍、圖書館等場所，登錄課程開放平臺進行自主式學習。學習過程中遇到疑問，可選擇到開放實驗室咨詢值班教師或者研究生助教。在教學改革的前幾年，因擔心分散的教學模式影響學生課程的學習效果，課程組定期在開放實驗室循環(huán)開展了相關學習內(nèi)容的講座，以輔助學生的自主式學習。隨著學生對教學模式的逐步適應，自2016 年以來，已完全過渡到了當前的分散教學模式。“集中+分散”自主式的教學模式，讓學生回歸到學習的主體角色，有利于培養(yǎng)他們學習的主動性、獨立性與積極性。學生學習習慣與方法的轉變，直接影響后續(xù)4 年大學學習的質(zhì)量，影響大學人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

在考核方式的改革上，自2010 年課程開始改革之初，就采取了“預約考試+機試”、允許學生多次參加考試的模式。學生入學時計算機基礎參差不齊，其可以根據(jù)自身的基礎安排學習進度并選擇合適的時機預約并參加考試。同樣受學生人數(shù)過多的限制，后來逐步調(diào)整到課程開設學期，組織3 次考試，學生可從中最多選擇兩次考試機會，一旦考試通過，不能再預約參加后面的考試。兩次考試不通過，需來年重修課程。經(jīng)過多年的實踐并收集學生的反饋，了解到很多學生考試通過后，均希望能再次參加考試以提高課程成績，因此，自2018 年開始，考試次數(shù)統(tǒng)一設定為兩次，學生成績?nèi)纱慰荚囍休^高的分數(shù)。這樣一方面可以緩解組織多次考試所帶來的如場地、時間、人員安排等方面的困難，另一方面也滿足學生學習與要求進步的需求。此外，為考核學生的實踐動手能力，考試以機考的形式來組織，機考系統(tǒng)可在事先設定好的策略下完成自動組卷、自動評閱與成績的統(tǒng)計、分析等工作。

在課程教學改革的過程中，教學資源、平臺建設與考試系統(tǒng)題庫建設成為重中之重。通過教學改革，教師從重復、繁雜的教學過程中得到解放，可將更多的精力放在教學資源與平臺的建設工作上。通過多年的努力，現(xiàn)已建成了一整套完整的涵蓋教學所有過程的信息化平臺，如課程網(wǎng)站、在線自主學習平臺、考試預約平臺等。自2018 年起，為了調(diào)動學生的學習熱情與培養(yǎng)創(chuàng)新能力，課程組鼓勵學生在課余時間參與教學資源的建設工作，一旦經(jīng)老師審核并得到采納，則可適當加分。這一政策一經(jīng)實施便得到了學生的響應。2018 年共計收到學生提交的教學資源作品近300 篇，其中15 篇被采納。相信經(jīng)過幾年的不斷積累，教學資源會不斷得到豐富。此外，考試系統(tǒng)題庫資源也在不斷得到建設與完善，目前系統(tǒng)能夠保證6 000 名學生同時參加考試而試卷不會出現(xiàn)重復的情況。10年來，在學院的支持下，考試系統(tǒng)平臺共完成了3 次升級與更新，用以滿足技術進步的不斷需求。經(jīng)過近10 年的積累，課程開放平臺也積累了學生近30 萬條學習數(shù)據(jù)，這為將來進一步建立學習監(jiān)控平臺、分析學生學習行為提供了重要的數(shù)據(jù)支持，也為課程的進一步深化改革奠定了基礎。

4 課程改革成效

多年的改革一路走來，有過顧慮與擔心，并不斷面臨一些新的問題與挑戰(zhàn)，在學院領導的支持與課程組老師共同的努力下，課程的改革在多方面都取得了不錯的效果，既鍛煉了師資隊伍，又保障、提高了教學效果，形成了較好的教學改革影響，課程教學滿意度每年都在95%以上。近年來，吸引了市內(nèi)外20 余所兄弟院校來校交流，同時課程持續(xù)改革的成果還獲得了省部級優(yōu)秀教學科研成果獎二等獎1 項，校級教學成果獎三等獎2 項，省部級、校級教改項目5 項。

表1 為自2010 年實施教學改革以來，該課程學生考試的成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

表1 2010—2018 年課程考試學生成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計

從表1 中數(shù)據(jù)可以看出，2010—2013 年，及格率以及一次性通過率基本保持逐年增加的趨勢，這是因為在改革的初期階段，考試系統(tǒng)中題庫的題量偏少以及為了讓學生逐步適應課程的改革，考題的難度設置偏低。自2014 年起，一方面對考試系統(tǒng)進行了升級，同時隨著題庫建設工作的不斷推進，以及考試難度的不斷加大，及格率以及學生一次性考試通過率分別呈間歇式下降、上升趨勢，但總體來說，情況還比較穩(wěn)定，說明絕大多數(shù)學生比較適應課程的教學模式。隨著2016 年版培養(yǎng)方案的實施，學校部分專業(yè)在其培養(yǎng)方案中沒有設置此類公共課程，導致課程受眾人數(shù)自2016 年起大幅下降。課程選課學生人數(shù)的減少，也正好給課程的進一步改革提供了機會。例如，在2018 年，學院要求所有學生參加兩次考試，取其較高的分數(shù)作為課程成績，從成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計得知，有876 人（占比約50.2%）通過第二次考試提高了考試成績。多年來，課程的不及格率維持在10%以內(nèi)，通過分析學生學習數(shù)據(jù)得知，不及格學生很少在自主學習網(wǎng)站學習，均有學習主動性差的問題存在。

5 結 語

重慶郵電大學多年來持續(xù)對計算機公共基礎實踐環(huán)節(jié)課程在教學體系、教學模式、考核方式等方面進行有益的探索與嘗試，推動以學生為中心、培養(yǎng)學生自主學習能力與提高計算機實踐應用能力的教學模式改革取得了滿意的效果。在工程教育認證背景下，面臨教學改革過程中不斷出現(xiàn)的新問題以及適應人才培養(yǎng)的新要求，持續(xù)的改革與探索也將激勵授課教師們持續(xù)改進并不斷完善。