| 标题 | 新工科背景下大学计算机课程改革探索 |
| 范文 | 摘 要：随着新工科建设计划的启动，国内关于新工科的研究与讨论空前活跃，实践探索已经在路上。本文以大学计算机课程教学为牵引，分析新工科背景下大学计算机课程改革的意义，探索出了一些计算机科学与技术学科在新工科背景下的改革措施。 关键词：新工科；大学计算机课程；改革 大学计算机课程教学是以培养大学生综合素质和创新能力、培养复合型创新人才为目标的[1]。2017年6月9日，教育部在北京召开“新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议”，形成“北京指南”，标志着以新工科建设为主题的高等工程教育改革进入到一个新的阶段。“新工科”的概念一经提出就受到工程教育界的广泛关注，被称为我国工程教育的新革命。如何探索新工科背景下综合素质和创新能力在大学计算机课程教学中的体现，事实上这应当是一个亟需改革探索的问题。为此，本文结合有关新工科的讨论，就新工科背景下的大学计算机课程改革做以探索。 1 研究新工科背景下大学计算机课程改革的重要意义 互联网、物联网、大数据、人工智能等新科技快速改变着现代工业、经济社会发展和劳动力市场。国家实施的创新驱动发展、“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网+”等重大战略，为中国的创新发展提供了新机遇、注入了新动力。从科学发现到转化成技术或产品的时间不断缩短，知识更新和新知识产生的速度不断加快，这些发展和变化对现代工程技术人才的知识、能力和技能、职业素质和视野都提出了新要求。为了支撑快速发展的新经济，培养新型工程创新人才，高等工程教育必须进行全面、深刻的改革和创新，尤其是大学计算机课程亟需新思维、新理念，全面创新教育模式，培养综合素质创新型人才。 因此，传统的大学计算机课程教学模式已不能够适应新工科背景下复合型创新人才的培养需求。合理利用先进技术，在传统教学模式基础上，探索新型教学模式，对于培养具有一定信息素养、文化水平和创新能力的新型人才具有重要意义。 2 大学计算机课程教学建设过程中出现的问题 虽然大学计算机课程的重要性得到认可，但目前的种种现象表明，我国传统的大学计算机课程教学已陷入了危机之中。在各高校的大学计算机课程中，都存在以下普遍现象：首先，在高校方面，一些高校的教学主管部门直接质疑设置大学计算机基础课程的必要性。很多高校都已经缩减了大学计算机基础课程的学时和学分，有的学校只保留了程序设计类课程，或者将《大学计算机基础》课程从必修改为选修，个别院校甚至取消了大学计算机基础课程。有的专业学院对大学计算机教学效果不满意，认为对专业的学习和研究帮助不大。对于将计算机基础知识与专业知识相结合的大学计算机课程教学改革，也没有表现出积极配合的态度和意愿。其次，在教师方面，在很多大学中，大学计算机课程事实上已沦为鸡肋，没有专门从事大学计算机课程教学的老师，临时安排计算机专业教师或研究生来完成教学任务。由于许多学校基础课教学改革任务繁重，但成果与职称评定条件不挂钩，导致大学计算机课程的教师不愿意投入更多的时间和精力。最后，在学生方面，大学生普遍对大学计算机课程不感兴趣。有些学生就直接质疑大学计算机课程的必要性，教师经常被问到的问题就是“我是生物专业的学生，为什么要学习编程？”各种问卷调查也表明，学生认为计算机对学业和生活很重要，但大学计算机课程则不是他们想要的。 3 新工科背景下大学计算机课程教学改革策略 3.1 新工科背景下扩展多学科交叉融合 大学计算机课程的背景学科是计算机科学与技术，而且该学科从理论上的图灵机到现在的计算机仅有百年，但是其对各个学科研究意义绝不低于其自身的工具性意义。 多学科交叉融合是新工科专业最主要的特征之一，每个新工科专业需要制定能够支持本专业培养目标实现的多学科交叉融合的专业培养方案。而计算机科学与技术作为发展最快的学科开创了信息时代，其方法论特性直接渗透和影响到一些学科，并延伸到各个基础研究领域。例如计算数学是研究如何用计算机解决各种数学问题的科学，它的学科方向是提出和研究求解各种数学问题的高效而稳定的算法，主要研究与各类科学计算和工程计算相关的计算方法，对各种算法及其应用进行理论和数值分析，设计和研究用数值模拟方法来代替某些耗资巨大甚至是难以实现的实验，研制专用或通用科学工程应用软件和数值软件等。计算数学与其他领域交叉渗透，形成了诸如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物学等一批交叉学科，在自然科学、社会科学、工程技术及国民经济的各个领域取得了广泛的研究成果。 更重要的是随着云计算、社会网络、物联网、普适计算、移动通讯这些新技术的迅速发展，使得人们去编制一个程序的任務将会被寻找一个程序的任务所替代[2]。例如当前移动技术日趋成熟带来的就是移动学习、远程学习理论的新进展。正是由于学科知识体系的有机关联，计算机科学与技术在理论和实践上的成果带来了相关学科的活跃与繁荣。 3.2 新工科背景下提升教师任职要求 新工科背景下对教师的任职要求上强调多学科专业的交叉融合和学科专业的产业性。首先，在知识面上，不仅要拓展到除了大学计算机基础课程教学任务之外的所有相关课程和学科专业上，还要关注一些新兴、交叉和前沿学科，尤其是与云计算、社会网络、物联网、大数据等一些新技术的出现和发展。其次，要求教师了解新技术和先进工程设备的使用，掌握应对新产业问题的有效方式，积累解决各类前沿问题的经验。第三，在产业能力上，除了具备设计开发、技术创新和科学研究能力外，还要具备运用多学科知识、原理和方法解决复杂工程问题的能力，以及应对、挑战和处理未来问题的能力。在教学能力水平上，不仅对教育理念、教育研究能力、教学学术水平、实践教学能力有要求，还要强调“互联网+”平台和信息技术的应用。 3.3 新工科背景下创新教育教学方法 新工科背景下大力推行基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习等研究性学习方法，对于学生知识的获取、应用和创新、工程能力的培养和提高、社会能力的培养和提高以及综合素质的养成和提升具有明显的成效[3]。随着“互联网+”、信息技术和优质在线教育资源的发展，为创新工程教育教学方法创造了极佳的条件，需要在新工科专业人才培养中予以充分利用。首先，在“互联网+”环境下，一方面充分运用各种优质在线教育资源，另一方面将混合式教学等教学方式与研究性学习相结合，以最大限度地发挥线上线下、课内课外以及教师、学生在教与学上的作用。其次，充分运用虚拟仿真、人工智能等信息技术支持研究性学习，加深学生理解，提高研究性学习的教学效率和效果。 4 结束语 大学计算机课程的改革是一项深入而持久的工作，为了适应在新工科背景下的改革，应发挥人才培养、科学研究及技术攻关能力的优势，构筑先发优势，以期培养适应新形势的高端创新型人才。其中最重要的是，改革的思想应是“以学生为本”，尽可能地使学生掌握更多、更新、更实用的知识和技术。为此，对大学计算机基础课程，其内容的选取、授课方法的改进等方面还有许多可探讨的地方。 参考文献 [1]九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明[J].中国大学教学，2010（9）：4. [2]李廉.以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革[J].中国大学教学，2013（4）：7. [3]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011（6）. 作者简介 刘哲，陆军边海防学院工程基础系信息工程教研室，助教。 |
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