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摘要：以“新工科”為視角，結合我國工程教育的理念和要求，歸納總結了目前高校計算機基礎教育存在的問題，如與專業培養目標脫節、教學模式落后、教師理念有待提高和學生需求差異等問題，并針對存在的問題提出引入“MOOC+SPOC+翻轉課堂”混合教學模式、強化計算思維能力培養、提升師資隊伍專業化水平和創新教學質量保障體系等相應的改革措施，且以地方本科院校計算機基礎課程改革實踐證實了改革措施的有效性，并取得了良好的教學效果。該課程改革適用于地方本科院校設置的計算機基礎課程教學，可供同業者參考和借鑒。
隨著我國創新驅動發展戰略的實施，新的技術生產需求新型工程科技人才。以培養專業技術人才為目標的地方高校迫切需要加快工程教育改革。2017年2月，教育部了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，正式啟動“新工科研究與實踐”項目。“新工科”作為工程教育的新理念、新模式，引起了高等教育界的廣泛重視[1]。按照“新工科”建設的行動路線，地方高校的工科教育要主動對接地方經濟社會發展需要和企業技術創新要求，改造升級傳統工科專業[2]。專業的升級和改造，其抓手和立足點，就是課程體系與教學內容的改革。計算機基礎教育是高等教育的重要組成部分。美國總統信息技術咨詢委員會在2005年6月的報告《計算科學：確保美國競爭力》中指出，21世紀科學最重要、經濟最有前途的前沿研究都有可能通過先進的計算技術和計算科學得到解決[3]。學生應具備應用信息技術對復雜工程問題進行預測、模擬和求解的能力[4-5]。這就要求計算機基礎課程內容能夠對專業問題求解提供一種信息技術上的支撐，使學生能夠具備運用信息技術解決復雜專業問題的能力。本文在新工科視角下結合工程教育的理念和要求，歸納總結目前我國高等教育中計算機基礎教育存在的問題[6-7]，并在此基礎上提出相應的改革措施，以地方本科院校計算機基礎課程改革實踐驗證了課程改革的有效性。
一、存在的問題
（一）與專業培養目標脫節
長期以來計算機基礎課程的內容設置定位為面向大一新生的通識課程，較少考慮本門課程的知識點對學生專業培養目標和畢業要求的支撐，導致學生對內容理解不深入、不透徹，在繼續學習后續專業課程時無法對本門課程進行有效呼應和理解，無法做到與專業課程之間很好的銜接，甚至使學生產生學而無用的想法。高等院校大學計算機基礎課程的名稱很多，諸如計算機入門、計算機文化基礎、計算機信息技術等，其理論知識大都覆蓋計算機軟硬件系統、多媒體技術、數據庫技術、通信與網絡技術、算法與程序、信息安全等。授課內容基本上是相關領域的濃縮版，難以深入展開。實驗課以練習Office應用軟件的使用操作為主，往往由于課時方面的限制，只學習各種軟件的基本操作和基本技能，導致學生專業學習興趣不高，課堂逃課率較高。學生通過死記硬背課本知識和解題方法的方式學習，導致該課程學習結束后很快遺忘。另外，在大學計算機基礎課程的教學中還存在“狹義工具論”的偏見，認為計算機基礎教學僅僅是教給學生如何使用計算機進行操作和處理基礎文檔，學生未能深刻地認識到計算機科學作為一門學科的重要性和系統性，不利于培養學生的計算思維方式與工程實踐能力。
（二）教學模式落后
傳統的計算機基礎課程教學模式是以教師為中心，所有的教學活動都圍繞課程展開，教師傳授知識，學生被動接受，學習過程和效果都難以把控。因為受到院校自身情況的限制，計算機基礎課程教學往往依照“以教為主”的模式進行，以“學科理論知識+日常辦公軟件”為主要教學內容，課程考核以各級計算機等級考試成績為依據。在教學實踐中，采用“計算機+投影儀”的模式，上課時以教師為主體進行內容講解，授課期間學生不能夠跟隨教師對所學內容有針對性地一起操作實踐，缺乏參與性、積極性和互動性。上機實驗也僅僅是上課內容的簡單重復操作和練習，缺乏實用性和創新性。由于考核方式的引導，學生的學習重點通常是計算機等級考試所要求的內容。教學模式的落后不僅影響學生計算機科學專業課程學習與計算機實踐能力的培養，甚至對計算機基礎課程教學目標的達成產生了負面的影響。
（三）教師教育理念有待提高
教育模式的陳舊與高校教師教育理念及其素質關系密切，很多計算機基礎課程的教師對于新工科背景下課程改革理念的理解還存在偏差。教師多年計算機課程教學經驗形成了相對固定的教學模式和思維習慣，在教學方式、理念及手段上不能夠做到與時俱進，常學常新。多數高校成立了專門的計算機基礎教學單位，負責相關課程的師資隊伍建設和課程建設工作。但是由于長久以來形成的慣性思維，計算機基礎教學部門往往一成不變地講授既定的課程內容，不會積極主動地對接所在高校學科專業建設需求，在各專業制定或調整專業人才培養方案時，較少從專業建設目標的角度設置課程內容。在一些新建的地方本科高校，由于各專業普遍面臨師資薄弱或不足的情況，甚至沒有建立專門的計算機基礎課程教師隊伍，而是由計算機相關專業教師兼課。在這種情況下，計算機基礎教學改革工作的推進就變得更加困難。
（四）學生需求的差異性
現階段的大學生在計算機的應用水平和需求方面的差異性越來越突出。由于經濟社會發展和教育資源分配不均衡，經濟較發達地區的學生計算機水平和能力相對較高，而經濟欠發達地區的學生計算機水平和能力比較低。對于每個學生個體而言，由于計算機知識抽象性和實踐性較強、知識點涵蓋面廣，整個授課過程難以針對每一個學生指導到位，因此也難以滿足每個學生獨立個體發展的需要。另外，學生對于計算機課程的重要程度缺乏統一認知，許多學生將計算機課程單純視為獲取計算機基礎知識的應試教育，割裂了其在計算機科學與技術專業學科領域內和其他學科體系的關聯性，從而影響了整體的教學效果。
二、改革措施
在新工科背景下，傳統的計算機基礎課程已無法滿足新形勢下高校學科專業建設發展的需求，隨著教育信息技術的快速發展和多學科融合發展的新業態的不斷涌現，計算機基礎課程應因時而動，做出相應的調整和變革。課程改革不僅要重視課程體系的優化重組和教學內容的更新調整，還要在重視培養學生工程思維和綜合能力、注重學科交叉和問題導向、反映學科前沿和技術進步、體現行業標準和企業需求方面有所加強。
（一）引入“MOOC+SPOC+翻轉課堂”混合教學模式
與傳統教學不同，翻轉課堂以授課對象為中心，采用先學后教、研討交流等新形式完成課堂教學的教學模式。隨著信息技術在教學領域的應用不斷深入，以MOOC（massiveopenonlinecourse）為代表的新型教學模式由于其開放性和廣泛性，受到社會各方面的推崇，但是在課堂教學中還存在不足，主要表現在教學管理難度大、棄學作弊情況多。SPOC（smallprivateonlinecourse）教學平臺較MOOC更具有個性化和針對性，更適合于課堂教學，在中國計算機慕課聯盟等機構的大力推動下，已經形成了一批由知名高校的教學名師開設的優質計算機基礎課程慕課資源。地方應用型本科高校，普遍存在師資力量偏弱和教學資源不足的情況，可根據自身辦學條件和學生情況引入適當的MOOC資源，開設SPOC授課班級，實施混合式教學模式。另外，開設SPOC授課班級的任課教師，還可以自錄視頻，使視頻內容更貼合教學內容。
（二）強化計算思維能力培養
與傳統的教學理念不同，課程改革將培養中心由知識掌握程度、試卷成績要求等傳統關注重點轉移到學生計算思維能力的培養與形成上。“新工科”建設注重將培養工程思維與綜合能力納入人才培養體系中，強調運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解的涵蓋計算機科學的一系列思維活動。以計算思維為指導的大學計算機基礎課程改革，通過改進教學內容和教學方法，按照計算思維的手段提出問題，注重將計算思維貫穿教學過程，在培養學生工程實踐能力的過程中，引導學生尋求解決工程問題的最優路徑，并讓學生通過計算思維的方法分析問題并最終解決問題。鼓勵教師結合自身專業背景，圍繞計算思維能力養成，建設實踐教學的具體案例，豐富實驗內容，重點建設具有啟發性、創新性的案例。
（三）提升師資隊伍專業化水平
師資隊伍水平提升是課程改革方案成功實施的關鍵。作為地方性的應用型高校教師，要不斷提升自身的專業化水平，密切關注地方產業發展情況和計算機領域科技發展的最新進展，在了解學生現有計算機知識和技能水平的基礎上，結合各專業人才培養目標，提出更加符合應用型人才培養定位的課程方案。另外，還可以通過集體備課、新老教師傳幫帶等形式形成更加有效的教學方法。近年來，計算機基礎教育呈現出“多元化”趨勢，各高校越來越意識到專業學科與信息技術的融合能明顯提高各專業學科的教學和科研水平。結合各個學科和不同專業的發展目標，在計算機基礎課程的教學內容設計、學時安排、實踐教學條件方面因地制宜，制定適合地方高校校情學情的課程方案。此外，計算機基礎教育越來越呈現“低齡化”趨勢，即從本世紀初期開始，計算機基礎教學開始進入中小學，成為一種文化素質教育和基礎技能教育，很多學生在進入大學之前已經能夠熟練地使用計算機操作系統和各種常用軟件，淺嘗輒止的教學內容已無法滿足現階段大學生的需求。這兩方面趨勢對計算機基礎教學師資隊伍形成了新的挑戰。
（四）創新教學質量保障體系
傳統的計算機基礎課程質量保障手段相對比較封閉和簡單化，學生成績考核方式以理論課筆試和實驗課上機操作為主要的考核依據；教學效果僅通過教學督導和學生評教結果進行反饋和改進。在“新工科”背景下，應用型高校的內涵和特征對計算機基礎教育的質量保障體系提出新的要求。（1）要以面向未來和服務專業發展為目標，圍繞“卓越工程師計劃”“工程教育專業認證”等人才培養體系的具體要求，提出具有多維度、過程性和開放性的課程考核質量標準。（2）要以當前產業需求和科技發展為導向，建立由外部驅動的持續改進機制，完善學生、教師、用人單位和校友共同參與的“以學生為中心”學生培養質量持續改進體系，完善從學習目標—培養目標—培養方案—課程大綱—評價分析—課程品質報告—改進方案實施—學習目標的閉環質量持續改進體系。另外，傳統的教學督導以實地巡視、訪談和檢查教學文檔為主，該模式已經難以滿足新型教學模式的需求。在以“MOOC+SPOC+翻轉課堂”為代表的新型教學模式不斷涌現的情況下，教學環境部分轉移網絡上，學生的學習與教師的教學過程無法實時實地被“聽”“看”和“查”到。在這種情況下，結合MOOC平臺開展線上督導日趨重要。
（五）引入信息化的教學輔助手段
計算機基礎課程作為面向大一新生的公共基礎課程，往往實行大班教學，授課班級學生數往往達到一百余人。對于任課教師，有效的課堂管理和個性化指導就變得非常困難，新型課堂教學模式也要求有功能強大的信息化平臺來支撐。現階段，已經有比較完善的信息化手段來支撐計算機基礎課程教學的主要環節。例如，利用QQ群或微信群等即時通信工具與學生溝通學習中的重點、難點和疑點；利用“課堂派”等課堂管理工具實現考勤、課堂問答、小測驗等功能；利用“Scratch”等可視化編程工具實現對學生計算思維能力的培養和訓練；利用“PTA”等在線教學平臺實現在線練習和自動評價，教師既可以利用公共資源，也可以自建案例庫和習題庫；利用“中國大學MOOC”等MOOC平臺引入優質慕課資源，這些慕課平臺往往還為任課教師提供學生在線學習過程情況分析的實時數據，有利于師生之間的實時交流和個性化指導。信息化教學輔助工具的引入，將有效地提升教師的課堂管理效率，改善課堂教學質量。
三、改革實踐
廈門理工學院是一所地方本科院校，從2004年升本之初就確立了立足應用、面向區域、對接產業的辦學思路。為配合學校應用型人才培養模式改革，計算機公共基礎教學部從2016年5月份起著手課程改革。由于原課程“計算機文化基礎”以省計算機等級一級考試大綱為教學內容，內容相對陳舊，難度偏低，已經不適應專業人才培養需求，因此，新開設“計算機應用基礎”替代原有課程，圍繞工程教育專業認證提出的畢業要求調整課程內容、提高課程難度水平、加大實驗學時比例、完善考試考核方式等措施，在提升學生計算思維素養和計算機應用能力方面取得了一定效果。
（一）課程定位與目標
“計算機應用技術”是一門面向全校非計算機類各專業的公共基礎必修課程。本課程以普及計算機基本概念、培養學生的計算機應用能力為目的，著重介紹計算機的發展歷程和類型、計算機的基本組成和工作原理、常見的操作系統、網絡與信息安全技術基礎、多媒體技術基礎、數據庫技術基礎，以及MSOffice2010套件中Word、Excel、PowerPoint等軟件的特點、功能和使用方法。通過本課程的學習，學生應理解計算機相關的一些基礎知識，熟練掌握在Windows環境下MSOffice辦公軟件的應用技術，具備較強的文字處理、表格處理、圖形編輯、數據處理等能力，能得心應手地利用辦公軟件處理復雜的辦公業務，適應未來社會各方面管理工作的需要。對各類工程類專業，本課程主要對應工程教育專業認證中畢業要求的第2點“能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達，并通過文獻研究分析復雜工程問題”，第3點“能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素”，及第5點“開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具”。
（二）教學方法與手段
“計算機應用技術”是一門實踐性較強的公共基礎課，理論教學以在線學習為主，采用SPOC教學模式，即線上SPOC自主學習+線下交流。線下的課堂教學以練習和測驗為主。一般以回顧上次課的主要內容、提問、回答作業中存在的問題、回答學生提問開始，對知識梳理，保證學生對已學習過內容的理解。以OBE思想組織教學，以學生學習成果產出、學生專業知識培養、學生學習能力培養為重點，同時注重理論聯系實際，激發學生學習興趣，培養學生認識工程問題、分析解決工程問題的能力。考核方式如下：總評成績=期末成績×50%+實驗報告成績×20%+網絡學習成績×20%+考勤及課堂表現×10%。要求在各分項均達到至少55分以上（含55分）的前提下，總評成績達到60分以上方認定為及格，否則該門課程成績以各分項中百分制成績的最低分認定。
（三）教學效果
“計算機應用技術”課程改革自2016年9月份正式實施，在課程內容和考核方式方面均有所調整，學時有所增加，課程內容難度提升，考核形式更加多樣化。這一方面激發了教師的課程建設主動性，另一方面也對開課對象各專業的學生提出了更高的要求。將2016—2017學期的期末考試通過率情況與改革前參加省考的成績對比，通過率情況基本符合之前省考的水平，理工科和管理學科專業的通過率較高，文科專業次之，藝術類由于在數學基礎和邏輯思維能力方面訓練不夠，通過率較低。在學生評教方面，計算機公共課任課教師，評教成績居全校平均水平。以上對比結果表明，無論是學生還是教師，都能夠比較順暢地接受改革后的教學安排。但是也可以看出，不同學科專業之間，學生的理解程度有差別，需要進一步考慮實施分類培養模式。
（四）下一步計劃
通過一學期的教學實踐，已經取得了一定的經驗和成效，但是仍有不足。在未來的工作中將注重以下幾方面的改進：（1）加大力度提高學生對商務辦公軟件的應用能力培養，注重培養對Word、Excel的掌握能力，尤其加強訓練學生Excel函數、Word頁面排版等方面。（2）提升學生的自學能力，重點是提高學生對本門課程的興趣，鼓勵學生利用更多課余時間進行練習。（3）強化在線測評系統在教學過程中的應用，實施全過程監控和指導。從上學期開始引入的上機考試系統和國家二級Office題庫，不僅為學生提供在線練習，也為教師提供對學生練習情況的過程監控。但是由于尚未熟練掌握該系統的用法，本學期在教學過程中并未充分發揮該系統的作用，作為教師也要加強學習。根據考試系統要求，今后學期須將所有學生的名單提前以班級為單位導入到教務系統中，以便實現過程監控。同時，將各實驗題目提前錄入到系統中，以便于監控學習效果，做有針對性的指導。
四、結語
在“新工科”的建設中，計算機基礎課程面向的群體是所在高校的大多數開課學院，因此，計算機基礎課程改革也不同于一般的專業課程改革任務。計算機基礎課程教學單位要從所在高校的定位和發展目標出發，對學校的專業布局和整體發展規劃全盤把握，按照學科交叉與問題導向來創新培養模式。在此基礎上，征得學校職能部門和各二級學院的理解和支持，才能取得最大的成效。另外，計算機基礎課程教學還應該積極主動地融入到創新創業教育和“校企”合作聯合人才培養體系中，不斷發展和完善，才能使這門課程保持旺盛的生命力。
作者:崔建峰 陳克忠 黃智云 單位:廈門理工學院
