應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)新形態(tài)課程體系研究

白二凈 薛峰會

摘要：文章以國家“新工科”建設(shè)為契機，以KAPI項目為引領(lǐng)，分析了應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生過程中所存在的問題。為解決所提出問題，提出新形態(tài)課程體系研究。新形態(tài)課程體系是以項目為引領(lǐng)，以微課為基礎(chǔ)，融合線上、線下教學(xué)方式，著重培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的課程群。分析了新形態(tài)課程體系的構(gòu)建框架，并對新形態(tài)課程體系的實施過程和實施要求進行詳細分析。

關(guān)鍵詞：新型課程體系;微課;KAPI;能力

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）16-0118-02

1 引言

2018年教育部頒發(fā)《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》[1]，文件提出：要把“新工科”的建設(shè)，作為高校綜合性改革的“催化劑”，系統(tǒng)、有序推進大學(xué)組織模式的變革、學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、人才培養(yǎng)機制的深化、教師評價激勵的全面化等方面的綜合性改革，推動和引領(lǐng)高等教育進行深層次、多方位變革。在首批“新工科”研究與實踐項目名單中，山東大學(xué)孫康寧教授提出“面向新工科的機械制造基礎(chǔ)課程KAPI體系改革研究與實踐”[2]。經(jīng)過兩年的實踐研究該項目取得可喜的成果。KAPI教學(xué)是把學(xué)生的知識（Knowledge）學(xué)習(xí)、能力（Ability）培養(yǎng)、實踐（Practice）教學(xué)和創(chuàng)新（Innovation）培養(yǎng)通過項目式教學(xué)貫穿于一體;KAPI教學(xué)是以微課程方式進行的知識點架構(gòu)，以全新的知識體系進行構(gòu)建的，注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力，創(chuàng)新能力的項目式教學(xué)方法[3]。

應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)不應(yīng)只局限于課本知識點的學(xué)習(xí)，應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生動手編程能力、綜合運用知識能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。但在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中存在以下問題：傳統(tǒng)課程功能相對單一，課程與課程之間相對獨立，聯(lián)系不太緊密，不利于培養(yǎng)學(xué)生綜合解決復(fù)雜問題的能力。人才培養(yǎng)方案中，以單一課程為單位進行安排實施，雖然體現(xiàn)了計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的整體框架設(shè)計，但課程之間的相互協(xié)同步調(diào)不一致，缺少課程間的知識的整合，不利于學(xué)生綜合運用知識的培養(yǎng)。例如數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程，應(yīng)該與多門課程有銜接，在講授過程中應(yīng)該與其他課程相互融合。學(xué)生知識學(xué)習(xí)以考試結(jié)果為目標，學(xué)生學(xué)習(xí)被動比較強，而缺少主動學(xué)習(xí)、主動研究的精神，學(xué)習(xí)境界急需要提高。學(xué)生動手能力不足，知識轉(zhuǎn)化為能力效率低下，缺少目標引領(lǐng)的項目式學(xué)習(xí)方法。傳統(tǒng)實踐課程以驗證性實驗為主，上機課大多是驗證程序的正確性，綜合性實驗比較少，不利于學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)課程考核以背誦知識的試卷方式進行，只考理論不考實踐，不利于學(xué)生實際操作能力的考核。傳統(tǒng)課程以學(xué)習(xí)理論知識點為目的，缺少對學(xué)生進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等思維的培養(yǎng)。以上問題的存在，會產(chǎn)生非常多負面影響，比如會導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)論文難出高水平成果;會使得學(xué)生在就業(yè)過程難以找到稱心如意的工作崗位;教師難以實現(xiàn)可持續(xù)化專業(yè)發(fā)展，專業(yè)難以內(nèi)涵發(fā)展。

2 新形態(tài)課程體系

為解決上述問題，在國家“新工科”建設(shè)倡導(dǎo)下，應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標導(dǎo)向下，基于“面向新工科的機械制造基礎(chǔ)課程KAPI體系改革研究與實踐”的實踐結(jié)果下，提出應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)新形態(tài)課程體系。對于新形態(tài)課程體系沒有精確定義，其基本思想如下：首先新形態(tài)課程體系圍繞企業(yè)具體項目，從專業(yè)課程設(shè)置中挑選出與具體項目有關(guān)的具體課程構(gòu)成課程群;然后以課程群方式進行授課，授課過程中每門課程知識的展開都是以項目為主線進行的，即打破課程壁壘，進行課程知識的整合;最后，課程考核以項目成果為主體，注重過程性考核，體現(xiàn)多元考核方式。新形態(tài)課程體系以課程群為單位設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，有利于以改善傳統(tǒng)課程功能單一、相互之間聯(lián)系不緊密的現(xiàn)狀，提升學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。新形態(tài)課程體系綜合課程群的核心知識點，根據(jù)項目要求協(xié)調(diào)教學(xué)內(nèi)容，有利于學(xué)生綜合運用知識的能力。新形態(tài)課程體系結(jié)合線上線下教學(xué)形式，以實際項目為引領(lǐng)，提升學(xué)生知識轉(zhuǎn)化能力的效率。新形態(tài)課程體系課程實施方式，線上學(xué)生利用零碎時間根據(jù)自己對知識的掌握程度自行學(xué)習(xí)，線下以翻轉(zhuǎn)課堂[4]、小組討論[5]、項目實施[6]等多種方式相融合的方式進行，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動性。新形態(tài)課程體系以課程群為背景，以實際項目、課程設(shè)計報告和答辯等為考核要求，改變一卷定結(jié)果的考核形式，增強過程性考核。新形態(tài)課程體系以實際項目為引領(lǐng)，學(xué)生在做項目過程中可以加入自己的實際想法，有利于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維的培養(yǎng)。

新形態(tài)課程體系以應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標為導(dǎo)向、人才培養(yǎng)計劃為基礎(chǔ)，從人才培養(yǎng)計劃中挑選出聯(lián)系相對緊密的、適合培養(yǎng)學(xué)生動手能力、綜合運用知識能力、解決復(fù)雜問題能力等計算機專業(yè)類課程，形成新形態(tài)課程體系、構(gòu)建多功能課程群。課程設(shè)計不再以一門課程為單元進行設(shè)計，而是以課程群為背景進行綜合設(shè)計;課程實施不再以傳統(tǒng)的、功能單一的方式進行，而是多門課程圍繞一個具體項目共同進行;課程評價不再以傳統(tǒng)的試卷方式來考核，而是以課程設(shè)計報告、項目設(shè)計成果、答辯等多種方式來進行，具體構(gòu)建框架見圖1。

對于應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，新形態(tài)課程體系包括課程Java EE、前端開發(fā)技術(shù)、軟件工程。在課程設(shè)計階段，選取這幾門課程的核心知識點，精心設(shè)計成微視頻，使學(xué)生在線上進行反復(fù)學(xué)習(xí)。在課程實施階段以一個實際項目為目標，軟件工程為主線，從項目需求到概要設(shè)計到詳細設(shè)計最后到軟件實現(xiàn)和軟件測試，形成一個完整的閉環(huán)。每一個設(shè)計階段所需知識，學(xué)生可以通過線上微視頻和線下課程獲取。線上學(xué)生利用零碎知識點觀看微課視頻來學(xué)習(xí)相關(guān)知識點;線下在理論課堂上可以根據(jù)項目進行翻轉(zhuǎn)課堂和小組討論等形式進行，在實驗機房進行實際項目的開發(fā)。最后課程評價不再是以一門課的形式進行考核，而是從課程群整體出發(fā)，既包括過程性考核又包括最終考核。過程性考核包括微視頻的學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)等，期末考核包括期末作品、課程設(shè)計報告及答辯。新形態(tài)課程體系將理論與實踐有機結(jié)合，線上、線下相互融合，知識、能力、實踐、創(chuàng)新[7]有機結(jié)合，形成一個以學(xué)生為中心，以項目為目標導(dǎo)向的多功能微課程體系。新形態(tài)課程體系打破原有的以一門課程為單元的教學(xué)方式及理論與實踐[8-9]聯(lián)系不緊密的教學(xué)現(xiàn)狀，形成以實際操作項目為目標的微課程群。通過項目的不斷推進，將微課程群的知識點融會貫通，提升學(xué)生從知識到能力的快速演變，并不斷提升學(xué)生綜合運用知識的能力和解決復(fù)雜問題的能力以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。新形態(tài)課程體系實施將知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)、實踐操作和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新有機融入一體，真正做到以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為中心的項目式教學(xué)。

3 項目實踐

3.1 實施要求

首先，本項目的實施直接是以JavaEE企業(yè)級教材為藍本進行授課，涉及的都是項目框架等知識，并不涉到如類、繼承、接口等Java基礎(chǔ)語法，所以在項目實施前需要學(xué)生具備Java基礎(chǔ)知識。其次，項目實例中涉及的大量數(shù)據(jù)需要存儲到數(shù)據(jù)庫中，因此實施具體項目需要學(xué)生具有操作數(shù)據(jù)庫的能力，如MySQL數(shù)據(jù)庫等。因此，本項目實施對象不能是大一新生，或剛接觸專業(yè)課的大二學(xué)生，而是應(yīng)用型本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)大二下學(xué)期或大三的學(xué)生。最后，本項目的實施是以線上、線下混合的方式進行的，項目實施前要求教師團隊必須準備好線上教學(xué)材料。

3.2 線上、線下混合教學(xué)

線上內(nèi)容以Java EE、JSP和軟件工程的基礎(chǔ)知識為牽引，把核心知識點形成一個個微視頻[10]。每個微視頻不再以章節(jié)為單位進行知識的講解，而是以知識點為單位，做成任務(wù)點。微視頻（任務(wù)點）時間控制在10鐘以內(nèi)，有利于學(xué)生利用零碎時間進行學(xué)習(xí)。項目進行前，教師以實際項目的進行情況分發(fā)任務(wù)點，使學(xué)生提前學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識。

線下以軟件工程為主線，以實際項目為牽引，以小組學(xué)習(xí)為主體，進行知識的學(xué)習(xí)。具體操作如下：首先，學(xué)生分組后選取實際案例，分析項目的可行性后開展項目需求分析，對軟件各個功能進行詳細分析，為軟件開發(fā)下一步打好堅實的基礎(chǔ)。然后，根據(jù)需求分析進行軟件設(shè)計，包括概要設(shè)計和詳細設(shè)計，為編寫代碼奠定基礎(chǔ)。第三步，程序編碼，將軟件設(shè)計部分以代碼的方式來呈現(xiàn)，最終實現(xiàn)項目。第四步，進行軟件測試，對整個軟件設(shè)計過程中出現(xiàn)的各種問題或可能出現(xiàn)的問題進行糾正或預(yù)防。最后一步，將軟件開發(fā)過程以小論文的形式進行呈現(xiàn)出來，并包括其中的關(guān)鍵代碼和實現(xiàn)圖等。

3.3 課程考核

學(xué)生完成小論文后，組織學(xué)生進行答辯，客觀實際地考核學(xué)生的實訓(xùn)成績。考核方式將傳統(tǒng)的單一試卷形式或作品方式變革為重視過程的多重元素。具體考核組成部分由平時成績、線上成績、實訓(xùn)成績、論文和答辯成績四部分組成。其中，平時成績包括考勤和課堂互動情況占比10%，線上成績包括線上視頻學(xué)習(xí)和章節(jié)測驗占比20%，實訓(xùn)成績就是學(xué)生作品的質(zhì)量占比50%，小論文和答辯成績各占比10%。

4 總結(jié)與展望

應(yīng)用型本科院校應(yīng)該以發(fā)展學(xué)生綜合應(yīng)用能力、動手實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為主;應(yīng)參照企業(yè)需求與企業(yè)崗位進行高度接軌，為此提出新形態(tài)課程體系。新形態(tài)課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力、創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作能力等為目標，打破單門課程授課的教學(xué)常規(guī)，以課程群為基礎(chǔ)進行實施。在實施過程中以項目為牽引，結(jié)合線上線下、融合多門課程實現(xiàn)新形態(tài)授課方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，增強其主觀能動性;將知識、能力、實踐、創(chuàng)新等要素有機結(jié)合在一起，逐步培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、綜合運用知識的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

由于新形態(tài)課程體系融合多門課程進行授課，所以在實施過程中難免出現(xiàn)以下幾個問題。一是對授課教師要求比較高。授課教師應(yīng)該對課程群中所有課程的講解游刃有余，不但要求教師會理論講解還要會實際操作，因此授課教師團隊應(yīng)是“雙師型”教師。二是課程知識點的應(yīng)用性。新形態(tài)課程體系的實施是以企業(yè)項目為引領(lǐng)進行的，涉及企業(yè)項目的知識點要進行詳細講解，而有些知識點不涉及在項目內(nèi)，但是在課程標準中是有要求的，應(yīng)如何如應(yīng)對。這就需要在課程設(shè)計知識點時，不僅局限在當前項目中，要著眼整個工作領(lǐng)域的需求進行設(shè)計。

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