面向賦能教育的程序設計類課程群教學改革與實踐

劉合兵 尚俊平 席磊

摘要：本研究從程序設計類課程群的特點及目前教學過程中存在的問題入手，秉持賦能教育理念，探索程序設計類課程群教育教學改革，從教學團隊課程思政意識和能力培養、課程群知識體系構建、教學內容設計、教學資源建設、教學模式改革等方面開展教學改革與實踐，構建基于能力培養的賦能教育生態體系，以期為程序設計類課程群教學提供參考與借鑒。

關鍵詞：賦能教育;課程思政;程序設計類課程群;教學改革

中國高等教育積極推進的“四新”建設是新時代教育現代化、教育強國建設的創新性探索。《新工科建設指南》明確提出：“樹立創新型工程教育理念，提升學生工程科技創新、創造能力。”針對新工科的計算機類專業，培養學生對復雜工程問題的建模、設計、分解和求解能力是專業課程體系建設的核心內容，而如何根據實際情況給學生賦能則是目前高等教育較為關注的問題。

高校計算機類專業都開設有程序設計類課程。程序設計是計算思維能力的實踐，實質是采用什么思路、運用什么思維、采取什么方法最終解決某一類問題，是提高學生分析和解決問題能力的重要途徑，對培養大學生的計算思維和信息素養具有重要作用。

當前，程序設計類課程教學存在一些問題，如教學內容不能很好反應計算機涉及的科學和文化內涵，不能及時反應計算機發展的前沿領域成果;學生利用計算思維解決專業應用問題的能力不足;信息技術與教學融合應用不足，現有教學模式、方法和手段不能滿足以創新、批判性思維、交流、合作和終身學習等核心能力為培養目標的賦能教育需求;等等。

ー、i面向賦能教育的課程群改革方案設計

（一）賦能教育

1.賦能的概念

“賦能”即賦予某個主體以能力，是一種在管理學、心理學等領域有研究和應用的理論。賦能教育可以促進個體分析發現自我潛能，主動參與學習管理，是以提升教師和學生能力為核心的教育。

2.賦能的內涵

賦能教育的內涵至少要包括“賦予誰能力”“賦予什么能力”“怎樣賦予這些能力”等方面內容。從研究層面來講，賦能教育的對象包括學生、教師及教育環境。

（二）面向賦能教育的改革方案設計

1.為學生賦能。針對學生，主要賦予的能力包括計算思維、問題求解、交流合作、終身學習及創新實踐等。筆者所在的河南農業大學鼓勵教師重構程序設計類課程群教學內容及教學體系，深入挖掘相關課程中的思政元素，將價值塑造融入知識傳授和能力培養，開展混合式教學方法改革，構建多維度教學考核評價機制。

2.為教師賦能。教師要在引導學生堅定理想信念上下功夫，需要具備能夠賦予學生相應能力的能力。學校提供規范指導，重視師資培訓，積極開展校企合作，圍繞物聯網、云計算等新技術開展課程師資培訓，改善教師教學方法，提升其教學水平。

3.為教育環境賦能。面向學生及教師的賦能離不開教育教學環境的支撐。學校聚合優質師資，協同開展MOOC資源建設，構建、完善虛擬仿真實驗平臺等各類“人機物融合”的教學平臺。

二、面向賦能教育的程序設計類課程群思政教學實踐

（一）為學生賦能

優化教學內容，合理利用教學手段提升學生計算思維能力和問題求解能力。

1.課程群知識體系建設

教師堅持學生中心、產出導向、持續改進的質量理念，使課程服務于專業建設，專業育人帶動課程建設，實現課程育人全覆蓋;加強程序設計類課程群體系整體設計，落實立德樹人根本任務，將價值塑造、知識傳授與能力培養有機結合、融為一體;提煉課程思政內容，開展課程講授與思政教育同頻共振、同向同行的育人教學。

同時，教師優化、融合、分解、更新并重組課程群的教學與實踐內容，體現前沿性和時代性，突出創新性;加大研究性、創新性、綜合性內容占比，建立完善過程性考核與結果性考核有機結合的多維度課程評價機制，提升課程挑戰度;從課程群整體知識體系出發，將相互關聯的知識點合并，刪除課程間重復內容，跳出單一課程的固有框架，突出課程間聯系，幫助學生構建更完整的知識體系框架。團隊教師充分發揮主觀能動性，協同做好課堂教學設計，將思政內容、內涵和方法相融合，做到隱性融入，既提高授課內容學術、知識的高階性，又提高課程思政的高階性。

2.課程群教學方案設計

教師以突出編程能力培養與算法設計為主線，強調課程間的關聯，更新教學內容，完善教學大綱，優化課程設計;探索相互銜接的組合式教學方法，建立交互式由淺入深、分層推進的多媒體教學;引入、充實工程項目案例，積累教學資源，加強學生對基礎數據結構的應用能力和工程實踐能力;將課程思政融入教學目標，以教學目標為指導，形成教學內容設計、教學評價優化和持續改進的教學閉環，不斷提升課程育人質量，關注教學效果，形成育人合力。

3.課程群教學體系構建

教師選用優質教材，構建不間斷層階式課程教學體系，確保學生算法設計與編程能力的持續提升;打造全天候面向課程群的輔助教學平臺，提供立體化的教學資源，擴展學習空間;強化實踐教學環節，引入具有實用性、科研性的綜合題目和企業工程項目案例，開展創新創業項目實踐和工程項目實訓，讓學生了解工作和生產實際，培養學生的工匠精神和社會責任感，培養學生團隊合作、協助開發大型軟件項目的能力，提高學生對算法的實踐運用能力和解決復雜工程問題能力。

4.教育教學方法改革

教師可以開展多種形式的教學活動，注重培養學生自我探索的能力。

（1）基于在線開放課程的混合式教學

教師構建多元化、特色化的在線開放課程，豐富教與學的形式，解決課程內容多、知識更新快、課時減少、教師教學工作量大等問題;利用課程平臺的各類數據及相應統計分析功能，關注學生學習過程和狀態，將過程性評價與總結性評價相結合;通過課程平臺的討論區、微信群等渠道和學生交流互動，設計討論主題，讓討論區熱鬧起來。在教學實施過程中，教師既要指導學生開展自我學習、評判學生的學習是否達到課程教學要求，也要培養學生利用互聯網持續學習的能力。

（2）開展翻轉課堂的線下教學改革

教師應精心做好線下課堂的教學設計與講授，將“翻轉課堂”“對分課堂”等教學模式應用于課堂實踐，促進學習革命。課堂講授環節，教師應注重精講留白，讓學生專注聽課，盡量不提問;課堂學習環節，教師可以讓學生及時練習課上講解的內容，實現課堂知識內化吸收;課后學習環節，教師可以給出學習任務單，讓學生進行內化學習，以復習、觀看視頻、完成課后作業為主，并寫出學習總結，形成個性化、反思性學習成果，教師利用信息技術手段了解學生完成情況。一方面，教師可以構建課后學習支持系統，減少自身課后答疑負擔，增加學生之間的交流;另一方面，學生通過小組討論實現同伴交流，解決低層次問題，總結高層次問題，教師在全班交流階段實現師生對話，解決小組總結的高層次問題。

（3）利用新技術平臺的實踐教學

實踐教學可將課內所學專業知識進行能力轉換，是實現賦能教育的訓練環節。教師可以強化課程實驗實習，增設綜合性課程實習及綜合實訓，培養學生的團隊協作能力與領導能力;針對集體項目增設答辯環節，讓學生制作PPT并進行集體答辯，培養學生溝通交流、撰寫報告和設計文稿的能力;指導學生參加學科競賽，利用校內OJ平臺進行編程訓練，假期利用PTA、牛客網等開展算法集訓，培養創新意識及分析問題、解決問題的能力。

5.構建多維度的教學評價機制

教師應將在線評測系統，通過項目案例開發等引入程序設計類課程群的考核。教師根據設定的課程教學目標構建全面有效的多維度評價機制，針對課程群的綜合性、創新性指標來評價學生對應能力的達成度，兼顧局部與整體的評價方式，更加合理、更加全面，有利于教師教學方法的改進和學生能力的達成，能更有效調動學生的學習積極性。

6.教學持續改進機制

教師應堅持學生中心，以能力導向的教育理念，在教學質量監控機制下對教學過程及教學效果進行跟蹤評估，以便對教學內容及教學方式方法等進行持續改革。教師通過檢查教學進度、學生學習情況等，及時發現教學中存在的問題，調整或改進教學方法。在課程結束后，教師對各項考核評價成績進行分析，確認教學目標的達成度，并結合考核評價結果及學生反饋信息開展教學總結及反思，提出整改意見，提升教學質量。

（二）為教師賦能

1.教學團隊建設

學校以教學團隊建設為依托，提高團隊教學水平，強化教師課程思政意識，提升教師課程思政能力，打造高素質高水平課程群師資隊伍，踐行立德樹人、啟智潤心的使命。

2.師資培養培訓

引進與培養相結合，學校鼓勵青年教師在職攻讀博士學位和出國交流學習，提升團隊教師學歷層次和國際化視野;開展校企合作，舉辦課程師資培訓，組織教師赴企業實踐鍛煉，提升教師實踐教學能力和水平，掌握基于“互聯網+”的教學方法。

3.加強交流研討

學校定期安排老教師為中青年教師講授示范課，以幫助青年教師提高教學能力;積極開展教學改革與研究、教材編寫及課程資源建設等工作，組織教師參加各類教學競賽、相關教改論壇及交流活動;建立團隊成員集中備課研討與不定期教學交流制度。

（三）為教學環境賦能

學校采取一系列具體舉措，構建相應的支撐條件，建設、完善在線課程資源，搭建促進“人機物融合”各類教學實踐平臺，創設體驗式、開放式的學習情境，做好教學質量監控的智能化，為教學環境賦能。

1.在線課程資源建設

學校依托“互聯網+”教學生態環境，基于中國大學MOOC平臺，將信息化教學工具與教育教學深度融合，建設程序設計基礎、面向對象程序設計C++等線上課程資源;充分利用教學平臺中學生的學習數據，及時快速評估教學效果和學生學習成果;注重過程性考核，引導學生轉變學習方法，提高自主學習能力，優化教學過程，確保課程教學目標有效達成。

2.教學案例庫建設

學校深入推進科教結合、產學融合，建設核心課程智慧教育平臺，用實際項目案例貫穿程序設計類課程群的教學實踐，聘請企業人員參與多學科交叉融合的計算機工程人才培養工作，提升學生利用計算機分析、解決問題，特別是復雜工程問題的能力，推動學生開展個性化學習和探究式學習，解決學生的課內理論學習與行業實際需求脫節的問題。

3.創新平臺建設

學校建設河南農業大學在線評測系統，開展編程能力訓練，提升編程挑戰度;建設程序設計基礎等實踐類21個專題共240題。自該系統投入使用以來，注冊人數近2000人，代碼提交超過22萬次，組織各類競賽12場次，學生在有競爭壓力的環境下形成良好學習氛圍，以賽促學、以賽促教、以賽促創，有效提升了創新能力和實踐能力。

4.輔助教學平臺建設

學校依托教學質量工程項目，建設了虛擬實驗教學平臺“虛擬實驗工場”、無紙化測試平臺，利用虛實結合的新方法為提高計算機專業課程教學實驗體系功能提供手段和內容，既保證了實驗效果、降低了實驗成本，又解決了實驗學時、實驗空間及開放時間不足的難題。

三、結語

在新工科建設背景下，高等教育要積極回應社會對人才職業能力的發展訴求。程序設計類課程群團隊針對程序設計類課程教學中存在的問題，面向賦能教育，從教師賦能、學生賦能及教學環境賦能三個維度出發，培養學生創新能力、職業發展適應能力及終身學習能力，將課程思政貫穿教育教學全過程，使學生在掌握知識、提升創新能力的同時，領悟課程思政的融入點，激發愛國熱情、增強自信心和使命感、培養工匠精神，從而實現“三全育人”。

通過教學改革實踐，學生錘煉了品德修為，自主學習能力、編程思維分析及解決復雜工程問題的能力得以進一步提升。

參考文獻：

[1]新工科建設指南（“北京指南”）[EB/OL].（2017-06-13）.http：//education.news.cn/2017-06/13/c_129631611.htm.

[2]汪紅霞，賀愛香.面向賦能教育的程序設計類教學模式研究[J].上饒師范學院學報，2020（12）.

[3]沈揚，鄧玨，劉云.新形勢下基于專業思政、育教融合的河海大學土木類一流課程群構建與實踐[J].高等建筑教育，2021（6）.

[4]唐德凱，夏新文，桂小林.新工科背景下面向賦能教育的大學計算機課程改革探索[J].計算機教育，2020（9）.

[5]尚俊平，劉合兵，席磊.計算機課程教學與信息素質教育融合模式的研究與實踐[J].高教學刊，2019（9）.

[6]曹福亮，劉英，王伊寧，等.面向新工科的工程專業實踐賦能教育路徑[J].昆明理工大學學報（社會科學版），2021（6）.

[7]尚俊平，劉合兵，張麗.基于能力導向的程序設計基礎課程教學改革實踐：以河南農業大學為例[J].河南教育（高教），2020（9）.

[8]劉合兵，尚俊平，席磊.基于能力導向的程序設計綜合性課程實習改革與實踐[J]河南教育（高等教育），2021（7）.

責編：紅茶

3723501908222