面向新工科建設的大學計算機基礎課程改革與實踐

陸青梅 劉紅敏 李軍莉 喬志惠

摘要：新工科作為新一輪科技革命和產業(yè)變革的趨勢，它更強調學科的實用性、交叉性與綜合性。本次教學改革從高校實際出發(fā)，構建“1+X”課程教學體系，提高學生自主學習能力和學習高效性。

關鍵詞：“1+X”;新工科;過程化考核

0 引言

2017 年教育部提出了“新工科”概念，此后，教育部全力推進新工科建設，探索新的助力國家發(fā)展的教育模式。新工科作為新一輪科技革命和產業(yè)變革的趨勢，它更強調學科的實用性、交叉性與綜合性。對于大學計算機基礎教學而言，新工科的提出強化了計算機基礎教學的實用性與實踐性，對計算機課程跨學科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了更高的要求。

1 教改方案設計

本次教學改革從我校實際出發(fā)，構建“1+X”課程教學體系，其中“1”表示一門必修課（程序設計語言類），“X”表示面向不同專業(yè)學生的學習需求而開設的若干選修課，包括大學計算機應用基礎（專業(yè)結合）、 計算機文化基礎（辦公操作）、數(shù)據(jù)分析及應用、Python+專業(yè)應用等。“X”階段計算機應用基礎不僅是學生后續(xù)課程學習的需要，也是學生專業(yè)素質的重要組成部分。將大學計算機基礎課程定為我校理工類非計算機專業(yè)“1+X”計算機基礎教育模式的第二門課程（“X”）。通過本課程的學習，使學生掌握面向對象程序設計方法的基本原理，掌握常用的數(shù)據(jù)結構與算法的基礎知識，掌握數(shù)據(jù)庫技術基本理論，培養(yǎng)學生使用計算機解決實際問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課學習打下堅實基礎。

2 教改項目實施特點

a.基于 BOPPPS 模型的課堂教學

課堂教學處于整個教學工作的主體地位，課堂教學質量直接影響著教學質量和人才培養(yǎng)質量。BOPPPS 教學模型起源于北美，是一個強調學生參與和反饋的閉環(huán)教學過程模型，其理念是“以學生為中心，以產出為導向”，圍繞教學目標設計教學活動和評價機制。其教學過程分為如下6個步驟：

（1）導入 ：通過播放視頻、提問題、內容回顧等方式引發(fā)學生興趣，讓學生快速進入學習狀態(tài)。

（2）產出 ：明確學生的課堂學習目標，即學到什么知識、掌握哪些技能，使學生帶著目的去學習。

（3）前測 ：通過提問、小測試、問卷調查、頭腦風暴等了解學生是否具備開展進一步學習的基礎，從而指導教師對本堂課教學內容進行重新規(guī)劃和選擇。

（4）參與式學習 ：通過分組活動、游戲、角色扮演等交互式方法，讓學生參與到課堂教學中來，從而激起學生學習的積極性，促進學習效果。

（5）后測 ：通過提問、測試等方法檢測學升高對已講授內容的掌握程度，判斷是否達到學習目標，以調整后續(xù)教學設計。

（6）小結 ：總結課堂教學內容，并幫助學生梳理各個知識點之間的關系。

b.相匹配的考試系統(tǒng)和相關題庫

考試系統(tǒng)的主要功能包括：

（1）支持題庫管理功能 ：支持的題型種類包括 ：單選題、多選題、填空題、判斷題和程序設計題等。

（2）支持試卷管理功能 ：支持試卷練習、考試、作業(yè)、實驗及自主學習五種任務模式。

（3）考試管理功能 ：支持隨機、固定、AB 及自選等多種抽卷模式;支持練習、作業(yè)、實驗時間范圍設置，非時間范圍內無法進入任務 ;具有完善的防作弊措施及異常處理機制 ;支持填空、改錯、程序設計等操作題型，并在真實的編譯環(huán)境中進行試題作答。

（4）成績統(tǒng)計功能 ：支持詳細的考生成績報表及統(tǒng)計分析報表，支持多服務器考生成績合并功能。在大學計算機基礎課程的考核評測上，利用在線考試系統(tǒng)提供的在線評測功能，實現(xiàn)其教學內容的在線考核，從而科學合理地反映出學生的理論學習成果和自主編程能力，最大限度地杜絕考試作弊問題，提高大學計算機基礎課程理論和實踐性考核結果準確性和合理性。

c.結合課程教學管理平臺督促學生自主學習

將自主開發(fā)的教學管理平臺提供的在線統(tǒng)計、在線測驗、自動評判等功能融入基于 BOPPPS 模型的課堂教學，督促學生自主學習。具體體現(xiàn)在如下幾個方面 ：

1） 利用課程教學管理平臺的相關功能輔助完成課堂教學BOPPPS 模型中的前測和后測環(huán)節(jié)，以及測試結果的在線統(tǒng)計和發(fā)布，使得教師可以根據(jù)測試結果進行課堂教學內容的靈活調整。

2）課后利用課程教學管理平臺發(fā)布作業(yè)，并實現(xiàn)作業(yè)客觀題的自動判閱和統(tǒng)計，提高作業(yè)批改效率，減少教師的工作負擔。

3）利用考試系統(tǒng)進行章節(jié)測試，以便督促學生自主復習，教師及時了解學生學習情況，調整學習內容與學習進度安排。

d.過程化考核方式

優(yōu)化成績考評方法，發(fā)揮考試的激勵與診斷反饋功能。為了約束學生的學習行為，真正考查學生平時的學習情況，按照學習模塊的不同，階段性考核督促和檢驗學生學習。

3 結語

大學計算機基礎的相關課程通過本次面向“新工科”的教學改革，學生學習成績有了較大幅度，并且這種模式的教學有助于增強學生學習積極性與主觀能動性，全面培養(yǎng)其問題解決能力、實踐能力及創(chuàng)新能力，提高了學生的工程教育理念，在今后專業(yè)課學習中，也有極大的幫助。

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基金項目：教育部2021年第二批產學合作協(xié)同育人項目（項目編號：202102603001）