新建應用型本科院校計算機專業課程智慧教學研究

李美蓉, 吳寧

(1.西安航空學院 計算機學院， 陜西 西安 710077;2.西安交通大學 電子與信息工程學院， 陜西 西安 710049)

0 引言

應用型本科定位于培養應用技術型人才，大多數新建應用本科院校立足于地方人才需求，以培養高素質高質量的應用型人才為目標，積極發揮自身的人才和技術優勢，服務并促進區域經濟發展。應用型本科人才培養離不開專業人才培養方案，計算機專業人才培養在于專業課程體系建設。“操作系統”課程作為一門核心專業基礎課程，其目的在于培養學生的計算機系統設計與分析能力，在專業課程體系中占有至關重要的地位。

在新建本科院校中，培養學生掌握堅實的理論基礎，仍是教學改革的核心任務之一。目前，學生對專業知識的學習主要依賴于課堂教學，即課堂教學是知識和技能傳授的主要渠道。因此，如何高效地提高課堂教學質量是問題解決的關鍵環節。智慧教學是在“互聯網+教育”背景下提出來的，旨在充分利用并發揮大數據、云計算、“互聯網+”等技術優勢，全方位地重構現有的課堂教學過程，以達到智能、高效課堂教學的目的。本文根據新建應用型本科院校專業課程課堂教學現狀，引入智慧教學理念，探索智慧教學建設與課堂教學實踐，助力教學改革，提升教學質量。

1 新建應用型本科院校專業課程課堂教學現狀

1.1 課堂教學理念不夠先進

多數新建應用型本科院校，都是從專科晉升過來的，普遍存在教學理念不夠先進。課前僅注重教學的外在形式要求，如教學資料是否準備齊全、教案設計是否完整、教學內容是否熟練等，忽略課堂教學設計這一核心環節。課中教師多充當知識傳授型角色，而非知識服務型，不注重課堂知識引導，缺乏對知識傳授、吸收和消化等環節的有效監督管理。學生在課堂教學中多處于被動學習狀態，知識的傳授和接收兩者之間存在較大的隔閡[1]。課后教學質量評估手段過于單一，僅以成績作為教學評價，學生的學習過程未得到有效量化。

1.2 學生學習素質相對較差

新建應用型本科院校的學生，學習素質總體上比其他高水平大學要差一些，不少學生缺乏主動學習，沒有自主學習規劃，對職業定位和職業規劃不夠明確，缺乏專業知識體系和學習梯度構建能力，普遍專業基本知識掌握不夠牢固，特別是對于像“操作系統”課程類似的高難度、理論性較強的專業核心課程[2]，因課程自身知識點涉及面廣，若在教學中不采取有效的引導和監督機制，很容易出現教與學脫節，造成學習效果不夠理想的現象。

2 專業課程智慧教學模式的構建與探索

2.1 定制課程知識體系

教學內容要切合人才培養方案，滿足應用型人才定位的需求，因此，在選擇課程知識點時，要充分利用優質的課程資源，重組教學內容，以少而精、進階式學習為指導理念，構建定制化的課程知識體系[3]。首先，引入模塊化學習思想[4]，按照課程章節知識點間的內在關聯關系劃分為多個學習模塊，以“操作系統”課程為例，共分為進程管理、處理機管理、I/O管理和文件管理四大模塊來組織教學內容。其次，精簡模塊內的知識點個數，控制知識點粒度的大小，以10-15分鐘為宜，在選擇知識點時要確保知識點的覆蓋面及其代表性。再次，采用進階式的學習思想，強調基礎和應用并重，突出應用型人才培養特色，嚴格把控模塊知識的推進次序。例如，進程管理是“操作系統”課程中學習難度較大的章節，采用漸進學習思想，把整個章節內容細分為基本狀態及轉換、進程間制約關系識別及實現、進程操作及應用三個學習階段。其中，針對進程間制約關系識別及實現部分，又從制約關系識別、信號量解決方案學習和進程同步編程實現三個角度進行知識點細化以及推進次序重組，實現層層引導。

2.2 課堂教學向“知識引導+師生互動”轉變

課堂教學是提高專業課程教學質量的重要環節，在課前，首先向學生發布課前話題任務，在“操作系統”課程教學中發布的課前話題有“進程好 or 線程好？”“處理器資源越來越好？”“內存越大越好？”“Windows好or Linux好？”等。這些話題既與課堂學習內容有緊密聯系，又打破了學習枯燥的局限性。通過發布課前話題，提高學生對課堂內容的期望感，擴展知識搜索空間，增加課堂知識鮮活度。其次，注重課堂導向作用，充分發揮學生主動學習潛質，從傳統的“任務驅動型”向“引導+互動”模式轉變。一方面，采用思維圖形工具構建知識脈絡圖，精準定位學習目標，系統化分析知識間的聯絡關系。加大課堂動手操作環節，強調學生參與課堂，以應用型人才為培養導向，重視理論知識和實際運用的雙重體系培養。另一方面，針對課前話題內容，組織開展課堂討論工作，把話題落實到課堂上，集思廣益，共同探討問題實質，揭曉話題答案，活躍課堂氛圍。再次，采取合作學習小組制[5]管理課堂學習，強調團隊分工合作精神，以團隊產生的凝聚力、感召力、引導力和約束力，增強自我的集體責任感和參與感，轉變學習態度，激發集體智慧，共同參與課堂任務解決工作。

3 面向多維度數據化的教學質量評價體系

教學質量是課堂教學的指揮棒，多維度、數據化的質量評價體系是衡量人才培養質量的根本標準。本文采用“雨課堂”智慧教學工具[6]，貫穿課前、課中和課后各個環節，收集課堂教學中的相關數據，反饋并指導教學實踐不斷改進。在課前，通常采用限時作答單項題和多選題等形式，旨在幫助學生回顧和鞏固已學內容，使學生快速進入課堂學習氛圍中。在課中知識點精講之前，多采用選擇題和判斷題等題型，拋出學習目標，讓學生帶著問題去學習，主動思索并追尋自己的答案，并在講解后，限時作答，揭曉最終答案。對于涉及到的主觀分析題，借助于“雨課堂”工具中的投票題型，按照投票結果將學生劃分成多組，展開課堂討論，激發學生學習興趣。為了遵循模塊化的知識學習，會定期地在雨課堂中對每個章節內容進行課堂測驗，跟蹤學生的階段學習表現。課后主要采用“雨課堂”工具對學生參與人數、作答時長和作答正確率等多角度進行分析，挖掘課堂教學中的薄弱環節。對知識點展開多維度分析，例如，同一知識點不同班級不同專業作答情況分析，不同知識點前驅后繼學習次序分析，不同專業學習傾向性分析，作答時長分析，難易程度和作答時長內在聯系分析，學生標注不懂頁面統計分析等。根據數據分析結果，加上借鑒其他高校在“雨課堂”方面的智慧教學成效[7-8]，不斷查漏補缺，反饋到教學設計的各環節中，從而達到提高教學質量的目的。

4 智慧教學實施效果

自2018年秋季學期以來，已對“操作系統”課程展開連續兩個學期的智慧教學研究，主要針對計算機類專業本科三年級學生展開授課，其中，2018學年授課人數156人，2019學年授課人數222人，累計授課人數達到約380人。2018學年和2019學年學生參與課堂教學活動的統計情況,如圖1所示。

學生課堂參與率平均值分布

學生參與率平均值達到了94%以上，從而證實智慧教學能較好地促進學生參與課堂學習，調動學生學習的積極性。期末卷面成績平均值分布圖,如圖2所示。

圖2 卷面成績分布對比統計

與未采用智慧教學的班級的平均成績相比，從圖2中可以明顯看出，采用智慧教學后的總體成績得到了普遍提高，且2019學年課程人均成績達到了約67分。2019學年課程卷面成績各分數段的人數統計情況,如圖3所示。

60分-69分人數占總人數的約50%，70分以上人數占到總人數的約41%，因此，從多個角度來看，采用智慧教學后有效地提高了課程學習質量。

5 總結

針對應用型本科專業的學科特點和人才培養要求，本文提出了利用智慧教學理念來促進應用型本科教學改革，從計算機專業課程教學角度，構建了一個專業課程智慧教學模式，強調采用模塊化知識體系，引入了進階式學習指導理念，在課程教學中突出應用型人才培養特色，堅持基礎和應用雙重導向，強化知識引導和課堂互動環節，并利用“雨課堂”對教學過程進行多維度評價。采用智慧教學后，取得了一定的教學成效。在后續研究中，將繼續沿著智慧教學這一理念，融合“混合式教學”思想，對教學模式展開進一步探索。