“新工科”背景下計算機專業教學改革與實踐研究

趙慧玲 孟憲穎 毛應爽

摘要：根據國家提出的新工科戰略理念，針對目前我校計算機專業教學中存在的問題，研究確定“新工科”背景下計算機專業職業能力體系、專業課程體系，探究教學方法，創新教學模式，以實踐、創新為能力培養目標進行教學改革，通過多種手段提升學生的實踐能力和科技創新意識，為新時代新經濟的發展培養更符合社會需求的IT人才。

關鍵詞：新工科;計算機專業;教學模式

中圖分類號： G642? 文獻標識碼： A? 文章編號：1002-4107（2021）09-00? -02

隨著云計算、大數據、人工智能、虛擬現實、 區塊鏈的快速發展，新一輪的技術革命、產業革新也在加速進行，工科教育再次被重新審視，教育部提出了“新工科”的概念。新工科強調以信息化帶動工業化，要求教師在新形勢下，探索工科專業新結構，更新專業人才知識體系，創新教育方式與手段，培養實踐能力強、具有較高的創新能力的復合型“新工科”人才 [1]。基于國家提出的新要求，研究改革現有的計算機職業能力目標和課程體系，以適應社會的發展的新需要。

一、現狀分析

目前，我國在新經濟、新技術驅動的經濟轉型中，企業對IT人才需求巨大。然而，現階段該專業的很多應屆畢業生卻無法直接上崗，IT產業面臨的主要問題之一就是技術結構更新不及時，導致符合企業需求的IT人才供應不足。因此，要推進我國IT業的進一步發展，適應新時代、新經濟的發展需求，迫切需要培養和造就一批高素質、技能型、創新性的IT人才[2]。

二、新工科背景下計算機專業崗位能力分析

緊緊圍繞“新工科”主旨，結合我校計算機專業特點及相關企業調研，獲取IT企業對計算機專業畢業生的崗位劃分與職責能力及素質要求，完善計算機專業能力體系，根據調研，確定我校計算機專業學生畢業后可從事的工作及能力點主要如表所1示。

計算機專業工作范圍分析 能力點

1.計算機網絡技術; 掌握計算機網絡技術基礎知識，基本理論，培養具有一定計算機網絡開發技術，具備從事程序設計、Web的軟件開發、網絡設備配置、網絡管理和安全維護能力的網絡高技術應用型人才。

2.計算機軟件開發; 掌握應用軟件開發的原理和技術、開發過程，提高學生軟件開發的實際應用能力。

3.計算機應用技術; 掌握扎實的計算機應用根底，具備計算機科學技術知識及應用能力。

4.數據庫應用人員; 掌握數據庫的基礎理論、基本技術和基本方法，具備數據庫應用能力。

5.計算機操作維護。 掌握計算機的軟硬件維護、升級和故障維修，了解網絡設備的日常管理和維護知識。

三、根據能力點確定計算機專業人才培養目標

以“新工科”建設為指導思想，結合就業崗位及能力點，確定計算機專業人才培養目標：培養適應社會主義現代化建設和IT技術發展需要的德智體等全面發展，系統地掌握計算機科學與技術領域的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能夠將計算機技術、信息技術等有機結合，在計算機科學與技術領域從事嵌入式及網絡軟件研發、計算機網絡建設與維護、計算機應用研究及管理等工作，具有一定的專業素養、團隊協作能力，并能進行有效地表達和交流的應用型高級技術人才。

四、構建符合新工科背景的計算機專業學科體系

根據計算機專業崗位能力分析及專業人才培養目標，以計算機硬件、軟件、網絡技術為基礎，對現有的計算機專業課程體系進行全面審視，整合學科內容，合理調整計算機專業的知識結構，引入符合時代發展需要的新興課程，引導計算機選修與必修課程的合理結合，確定符合新工科背景的計算機專業學科體系。

重置專業體系內各學科的技能培養目標，并對學科內容進行了整合。在原有的主干課程如： Java語言程序設計、計算機科學導論、數據庫系統原理及應用、計算機組成原理、數據結構、計算機網絡、微型計算機原理、操作系統、軟件工程、Windows程序設計、面向對象程序設計、Web程序設計基礎、Linux操作系統、Java Web高級開發、嵌入式系統結構、單片機原理及應用、大型數據庫等課程基礎上，針對社會新要求開設了移動互聯網設備程序設計、人工智能、網絡安全技術、大數據導論、云計算技術等特色課程。

五、教學模式改革

（一）、構建了“以項目開發為主線，以“知識目標”和“能力目標”培養為雙翼” 的計算機專業課程教學策略

為提高學生的實踐應用能力，在教學過程中采用 “以項目開發”為主線，以“知識目標”和“能力目標”培養為雙翼的教學策略。根據課程能力目標將各類知識點、能力點巧妙的融入到項目中，使學生在完成項目的同時，鞏固了相關知識點，并鍛煉、提升了各種能力。這種方法避免了知識點內容孤立、零散、缺乏延續性和整體性，不但使教學內容的過渡更加自然，銜接更加緊，更增加了學生對于課程的總體認知和把控能力。

（二）、利用超星網絡平臺，構建線上線下教學雙結合的混合教學模式

積極構建并完善在線課程，利用超星平臺，將在線課程與本地課堂授課進度和知識點的講解緊密組織編排起來，既豐富了教學環節，又增強了學生的體驗感和新鮮感。

首先是課前在線學習，教師根據數據庫課程教學大綱、授課計劃，以項目為載體，融合每章、每節的核心知識點，設計每次課的學習任務視頻，并布置課前思考。學生帶著老師提前發布的課前思考去觀看各個教學視頻，并記錄疑難點;然后是課堂面對面教學，教師需要聚焦問題，答疑解惑，學生再結合問題式學習、協作式學習以及自主合作探究等學習方式完成知識內容的學習;最后是課后在線學習，學生結合線上資源有針對地進行復習，鞏固學習效果。

線上線下雙結合的教學模式將整個教學過程科學地拆分到“學”—“思”—“問”—“講”—“做”—“匯”教學過程中的每一個環節，這種教學模式更加注重學生的學習過程參與度，讓學生成為學習的主體，從學習的被動者到學習的主動者，增強了學生學習的主觀能動性，也實現了隨時隨地、有針對性、個性化的教學。

六、構建多種實踐教學體系，提高學生創新、實踐能力

（一）、因材施教，系統、分層、創新的設計實驗教學內容 ，構建概括性的知識圖式

改革實踐環節，精心編排實驗教學內容并進行分類分層，讓基礎一般的學生完成基礎性、驗證性、設計性和難度一般的綜合性實驗，程度較好的學生可以進一步完成綜合性實驗和創新性實驗，不同層次的學生都能夠在自己能力范圍內完成實驗，促進學生的個性化發展。

（二）、鼓勵學生參加各類大賽

鼓勵學生參加“中國大學生軟件設計大賽”， “網絡技術挑戰賽”， “互聯網+”創新創業大賽等，探索以競賽促進技能人才不斷提優的培養模式，縮短學校培養的人才與企業要求的人才之間的差距，實現學校和企業之間人才知識能力結構的緊密鏈接，滿足社會需求。

（三）、改革優化計算機專業的課程設計，根據學生能力建立“傳幫帶”團隊小組

對計算機術業課程的實訓環節進行創新改革，根據學生層次和能力水平建立梯隊，不同梯隊的若干成員組成一個小組，小組人數不要超過5個人，教師對題目提供方向，給學生一定的自由度，學生根據興趣選擇題目，然后由指導老師對選題進行審核;小組負責人按照功能模塊及組內成員能力對組內成員進行分工和組織，實現“傳幫帶”的學習模式，實現知識和技能的可持續傳遞。

在新工科建設背景下，IT行業對培育高質量的計算機專業人才提出了更高的要求，高等學校應注重跟蹤新工科理念發展，及時掌握專業人才的能力要求，并從教育理念、人才培養目標、 課程體系、教學方法等多視角切入，優化革新計算機專業人才培養模式，進而培育出與新工科需求相適應的高素質人才[3]。

參考文獻

[1]江家寶，劉擁，陳麗萍.新工科建設中地方應用型高校計算機課程實踐教學模式探究[J].計算機教育，2020（ 9） ： 150-153.

[2]向卓，李浪.新工科”背景下獨立學院計算機專業應用型人才培養方案探[J].教育教學論壇，2020（34） ： 257-258.

[3]陳作聰，朱曉靜.新工科建設背景下計算機專業人才培養的改革與探索[J].中國現代教育裝備，2020（9）：53-55.