全人教育理念下高校計算機通識教育探索與實踐

張銀南,馬楊琿

（浙江科技學院 信息與電子工程學院,浙江 杭州 310023）

0 引言

當前,新一代信息技術飛速發展、加速創新、快速迭代、群體突破,各行各業都不約而同地把目光聚焦到數字化轉型領域,探索數字化轉型的新模式、新業態。數字化、網絡化、智能化已在包括制造業、能源、交通、醫療、教育等幾乎所有傳統行業中逐漸滲透,并在每個行業中逐步成為了新的發展趨勢。

新工科背景下,應用型高校承擔著如何進行高素質應用型人才培養的新使命、新任務。通識教育要求培養具有家國情懷、遠大眼光、通融識見、博雅精神和優美情感的人。全人教育強調要促使學生發展全面的人格素質與廣闊的知識視野。通識教育和全人教育二者有內在的契合性,都強調要教育學生成為“完整的人”,而如何讓高校學生真正成為“完整的人”,值得我們去探索和實踐。對此,我校計算機通識教育開展了全人教育理念下的教學探索和實踐。

1 對計算機通識教育現狀的認識與思考

1.1企業信息化缺乏綜合素質人才

當前,企業需要大量的人才,認為人才缺口很大,特別缺乏支撐數字化轉型持續開展的綜合素質人才。但是,許多大學生應聘者認為工作越來越難找,說明高校畢業生與企業實際需求有一定差距。我們對浙江省2018年“隱形冠軍”（培育）企業發放了調查表,并對調研情況進行統計分析[5]。其中,相關企業在推進智能制造方面存在的主要困難統計如圖1所示。

圖1 企業存在的主要困難Figure 1 The main difficulties of enterprises

從圖1可以看出,企業在推進智能制造方面存在的最大困難是人才不足,占72.4%。企業缺乏綜合素質人才,而人才培養脫節表現在數量、質量兩個方面:

（1）人才總量不足。尤其是廣大中小企業,人才總量不足成為制約企業發展智能制造的主要困難之一。

（2）知識層次結構不合理,缺乏復合型人才。工業軟件開發人員在具備一定軟件開發能力的同時,還要掌握相關工業領域專業知識,更需要對復雜工業機理、產品對象、業務場景、操作流程等有較為深入的理解和認識。但目前高校學生知識結構不合理,復合型人才培養難度大。

（3）工程實用性差。學生畢業不能馬上學以致用,特別是高端技能人才培養與企業需求存在差距。

（4）一些畢業生求職時僅具有一技之長,創新意識不強,缺乏可持續發展能力。

1.2 高校學生計算機應用水平參差不齊

2017年,教育部全面修訂并頒布了《普通高中信息技術課程標準》,設定了與新時代相符的育人目標,要求學生樹立正確的信息社會價值觀,掌握基礎知識與基本技能,發展計算思維,增強數字化學習與創新能力。隨著中學階段信息技術課程的逐步普及和學生計算機應用水平的不斷提高,許多大學新生已經具備了較好的計算機操作能力。但由于信息技術課程多,知識量大,以及高考選考制度,造成學生計算機水平參差不齊。

我們對我校2020級新生的計算機知識掌握情況進行了問卷調查,參與學生近500人,涉及多個專業。統計結果如圖2所示。從圖2可以看出,新生整體的計算機知識掌握情況不平衡,個體計算機應用能力差異較大。而通過和學生的研討、交談,以及在指導學生的科技活動、競賽等過程中,我們發現:

圖2 計算機知識掌握情況調查匯總Figure 2 Summary of surveys on computer knowledge mastery

一是學生對計算機新知識有強烈的需求。如參加競賽、項目、畢業設計時,學生對辦公軟件、程序設計、項目開發等信息技術的應用狀況不理想,亟需指導,而學生也有著強烈的需求。

二是由于授課的對象復雜、基礎差距較大,需求不同,需要因材施教。

2 計算機通識教育的必要性與存在的問題

2.1 計算機通識教育的必要性

2.1.1 新工科背景下信息技術教育的要求

信息技術發展日新月異,已成為經濟社會發展的重要驅動力,是數字化轉型的基礎支撐。國家在大力推進新一代信息技術的發展,既是信息技術的縱向迭代升級,也是信息技術與相關產業的橫向深度融合。

目前,社會和產業對人才的要求不斷提高,對我國高等教育人才培養模式、結構和質量提出了更高的期待和要求。新工科建設要切合產業需求,進行人才培養的改革。通識教育是發揮基礎學科的導向作用、引領價值取向和全面發展的重要支撐。大學計算機通識教育是高校通識課程體系的重要組成部分,是培養大學生成為復合型創新人才的基礎性教育,是全面推進“新工科”應用型人才培養的重要基礎。

為切實提高我國高等教育教學質量和教學效果,助力科技強國戰略、大數據戰略和“智能+”戰略的實現,同時為了使學生為后面的計算機知識學習和各種的專業應用打下扎實基礎,有必要探討計算機通識課程的教學模式、教學內容、教學方法的改革。

2.1.2 新工科人才信息素養培養的要求

在信息化向數字化、智能化發展的時代,信息技術與產業的高速發展,要求學生樹立正確的技能觀,具備深厚的計算思維和計算機問題求解能力,以及較高的綜合職業素養。

計算機通識教育可以幫助學生形成較寬厚、扎實的基礎和能力結構,培養信息意識、計算思維、數字化創新與發展能力、信息社會責任[1]。

2.1.3相關高校已開展教學實踐

近幾年來,圍繞高校計算機通識課程的改革如火如荼,改革的目標是面向新的時代要求,著眼于學生計算機認知應用水平和計算思維能力的提升,培養適應新時期各個領域信息化與專業化融合的合格人才。

2010年7月20日,九校聯盟對計算思維與大學計算機基礎教學進行了針對性研討,并發表了《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》[2]。

2018年6月19日,山東大學發布文件《關于計算機公共基礎課教學綜合改革的意見》,指出為適應智能時代人才培養需要,將構建計算機通識教育特色課程體系,即建設山東大學計算機通識教育“1+N”課程體系,其中“1”為“計算思維”課程,“N”為涉及的相關計算機通識課程[3]。

浙江大學針對“四新”建設需求,圍繞通識型課程、技術型課程以及交叉型課程,以“寬、專、融”為框架,組成有機關聯的、具有層次的的大學計算機基礎課程體系,并形成對大學四年專業培養的持續支撐[4]。

2.2 當前計算機通識教育存在的問題

從時代背景看,社會全面進入數字化時代,并將邁入智能化時代。隨著學科發展,計算機應用能力成為學科交叉融合必不可少的核心要素。高等教育在培養高素質技術技能型人才方面起著非常重要和關鍵性的作用。但由于各方面的原因,高校計算機通識教育還存在一些問題:

（1）價值觀需要提升。從中學到大學,需要有個適應過程,需要老師的引導,使學生在紛繁復雜的信息社會環境中能站穩立場,明辨是非,行為自律和知曉責任。

（2）課程知識點多,課時緊,時間不夠,教學內容不能滿足學生學習新知識新技術的需求。

（3）新生的學習習慣還定位在高中的學習上,自學能力不夠,創新思辨能力不足。

（4）大一課程統一教學,分層不足,沒有體現個性。

（5）跨學科的交叉課程相對缺乏,使信息技術通識教育對學生后續的計算機應用和創新能力的支撐不夠。

3 全人教育理念及其探索和實踐

3.1 全人教育理念及其思考

3.1.1 全人教育的理念

全人教育是以促進學生認知、素質、能力全面發展和自我實現為教學目標的教育,以使受教育者通過個性的充分發展而獲得運用科學知識和技能為社會進行價值創造的能力[6]。全人教育是既重視社會價值體現,又重視自身價值發揮的教育新理念。其目的是培養學生成為有道德、有文化、有知識、有能力、有素養的和諧發展的“全人”[7]。

全人教育理念符合“三全育人”的教育模式,與“三全育人”思想有著相通之處。兩者的目標都是要全面而綜合性地培育人才；而重點皆是要充分激發教育者的育人意識、深入提高教育的育人能力,最終達到立德樹人的目標。

自20世紀六七十年代開始,全人教育理念開始席卷全球,影響巨大,并且越來越多的國家開始將全人教育理念引入到高等教育體系之中[8]。

3.1.2 全人教育的思考

如何更完整、更準確地理解通識教育的內涵,全人教育理念為我們提供了一個有益的視角。高校要結合全人教育的培養理念,在目標取向、教學體系、教學模式上對現行通識教育進行再思考,推動人才的快樂成長。

依據全人教育的理念,可以從兩方面看高校計算機通識教育:從橫向看,計算機普適化,人人需要掌握計算機知識,當代大學生也應具備基本的信息素養；從縱向看,每個人應掌握一定深度的計算機知識,并應用到專業領域中去。

在計算機通識教育中,需要解決如下問題:如何理解計算機通識能力；信息技術如何賦能各專業的實際應用；如何實現通識教育與個體發展相結合、通識教育與專業教育相補充、通識教育與創新教育相融合的全人格教育；如何布局計算機通識課程體系,開設通識教育選修課；提煉計算思維學習與實踐案例；探討有針對性的教學評價體系,從而在實踐中不斷完善教學。

3.2 基于全人教育理念的高校計算機通識教育探索

3.2.1樹立“全人”育人目標

在復雜多變的社會環境中,要讓學生能從容“應對變化、塑造未來”,需要將知識傳授、能力培養、素質提升、價值塑造有機融合起來。

（1）立德樹人,加強對學生的情感態度和社會責任的教育。

將課程思政有機融入計算機通識課程教學,落實立德樹人的根本培養任務。教師在教學過程中要通過實際事例、教學案例培養學生的信息敏感度和對信息價值的判斷力。在思考、辨析、解決問題的過程中逐漸形成良好的信息社會責任意識,引導學生關注信息、發現信息的價值,形成健康的信息行為。

（2）突出技能,提升學生的計算思維和綜合應用能力。

通過課程學習,使學生理解數字化學習環境、數字化資源和工具、信息系統的特點,體會從數字化角度分析問題的方法和解決問題的具體路徑,逐漸形成運用信息技術解決問題的綜合能力,為后續的信息技術技能與專業能力融合發展奠定基礎。

3.2.2 構建可全程支撐的計算機通識教學課程體系

課程作為人才培養教學實施的載體,對人才的培養起著至關重要的作用。大學計算機通識課程體系應具備如下特點:

（1）面向應用原則,以案例式教學主導整個課程,課程的設計和布局應以全人教育理念導向,與科技和經濟社會發展及大學自身特色相結合。

（2）建立通識教育和專業教育相融合的交叉學科課程體系,知識類和技能類課程的科學合理布局。

（3）具有彈性和柔性,可適應不同專業不同層次的教學要求,便于實現分類教學和分級教學。

（4）傳統教學內容與先進教學內容相結合的原則,設計科學、實用、基礎性和前瞻性的教學內容。

（5）支持新工科專業學生的信息技術融合能力和創新能力培養。

以我校為例,課程體系包括基礎模塊和拓展模塊,注重內容組織的“縱”與“橫”,有針對性地提煉和教學。基礎模塊是必修課或限定選修內容,拓展模塊是選修內容。主要包括三大類:計算機應用和新生研討課；程序設計類課程；公共拓展選修課（人工智能技術及其應用、數據分析與可視化、大數據云計算導論、物聯網導論等）。如圖3所示。我們開設的新生研討課、公共拓展選修課,學生反響都比較好,在課外科技活動、學校的征文活動中也取得了較好成效。

圖3 計算機通識類課程體系圖Figure 3 Computer general course system diagram

3.2.3 課程教學創新

（1）通過多元化教學模式的實施,利用線上線下教學資源,提升學生對課程的整體理解能力,進一步全面提升學生的綜合素質,拓展學生視野,培養學生計算思維。

（2）通過應用實例驅動、知識單元貫穿、思政內容融合、實踐項目創新等推進教學方法創新。

（3）根據計算機基礎教學的現狀,針對不同專業的學生制定針對性的教學目的和內容,提高學生的學習興趣,培養具有創新精神的復合型應用人才。

（4）增加通識教育課程的實用性與趣味性,激發學生的學習積極性與熱情。

（5）教學內容更新,吸納信息技術領域的前沿技術,把最新的實踐成果融入教學。

（6）加強視頻與圖片教學,手機二維碼掃碼做題練習,提升學生的形象理解能力。

（7）加強實踐教學,為教學提供實驗、實訓平臺。

（8）介紹前沿知識和技術,通過不斷變化的前沿知識點,體現相對不變的思想、原理、方法,把握能力培養這一根本目標。

3.2.4 指導學生積極參與實踐活動

（1）培養學生的數字化學習能力和創新意識

在教學過程中,教師要根據學生的現實基礎,創設適合學生的數字化環境與活動,引導學生開展自主學習、協作學習、探究學習,完成學習任務,并具備創造性解決問題的能力。

（2）指導學生參加課外科技活動

實施導師制,指導學生實踐。利用我校安吉校區藍色空間、計算機創新基地,開展課外科技活動,鼓勵學生參加各種形式的學科競賽、創新創業大賽,培養學生獨立思考能力、解決問題的能力、團隊協作能力,促進學生的全面發展。

3.2.5 產學合作的教學資源建設

（1）在課程資源方面,充分運用各種信息技術手段,開發數字化教學資源庫。教師通過互聯網等途徑廣泛搜集與課程相關的數字化教學資源,積極參與和課程教學相關的資源建設。

（2）在資源共享上,通過產學合作的教學資源建設,積極參與教育部產學研協同育人項目,推進數字化教學資源共享建設。

（3）教材建設。隨著課程改革的推進,教材也必須作相應調整,以適應新的時代形勢和新的教學要求。為此我們改編、編寫相關新形態教材,把教學設想落實到教材中去。

3.2.6 多維度和全面的評價體系

建立多維度考核方式,采用過程性評價與期末總結性評價相結合的方式,結合他人評價與自我評價,全面、客觀地評價學生的學習狀況。

根據不同專業的教學內容及目標設置量化與非量化的評價指標,考查學生信息技術的綜合運用能力和學科核心素養的發展水平,以及自我創新和團隊協作等方面的表現。程序設計課程使用PTA實驗教學平臺,進行在線測評,實施數據化管理和評價。

4 結語

本文針對新工科改革的要求,結合大學計算機通識教育課程教學的要求,在“全人教育”理念的指導下,探索計算機通識課程教育的發展路徑,開展計算機通識教育實踐。在課程建設方面,以知識點為基礎,構建課程知識體系；分層分類豐富教學方式,線上線下混合無縫教學；多維學習成效評價,科學教學考核；多樣化資源建設,優化教學資源配置；探討計算機通識課程的設置、內容的選擇以及教學方法改革。同時,加強計算機通識課程和交叉課程的建設,通過理實一體化教學,落實立德樹人根本任務,注重學生計算思維能力和新技術應用能力的培養,培養學生成為德智體美勞全面發展的高素質應用型人才。