面向“互联网+”创新应用能力培养的计算机基础教学体系

宋 晖，刘晓强，杜 明，王志军

（东华大学 计算机科学与技术学院，上海 201620）

1 背 景

近年来计算机技术经历了新一轮发展，互联网改变了社会生产和生活方式。2012年“互联网+”概念出现，并日益与工业、商业、金融业等各领域全面深度融合。2015 年3 月，李克强总理在政府工作报告[1]中首次提出了“互联网+”行动计划, 提倡要大力推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等信息技术与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融（ITFIN）的健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。“互联网+”成为一种国家发展战略，为高校计算机基础教学提出了迫切要求，也指明了方向[2]。目前互联网中云计算、移动平台、大数据、物联网，行业融合等新概念、新技术在全国面向非计算机专业的计算机基础教学中还较少涉及。很多计算机基础教学改革工作针对“互联网+”模式下的教学方式，即“互联网+教育”进行了深入的探索和实践[3-4]，而面向各行业 “互联网+”应用需求，如何建立相应的计算机基础教学体系和教学内容，则成为高校人才IT素质培养的进一步重点研究方向。

2 计算机基础教学面临的挑战

随着计算机技术经历了新一轮发展，互联网、大数据、移动平台改变了人们的生活、生产方式，也对大学生的计算机教学提出了新的要求，各行业的“互联网+”应用要求大学生具备以下素质。①具备“互联网+”意识，“互联网+”的目标是互联网与领域业务融合，了解各领域融合案例与应用模式，具备领域应用的创新思维能力；②掌握“互联网+”应用的相关技术，了解基于Web、移动、云平台、物联网、大数据等应用的实现途径和特点。

为了实现面向“互联网+”的教学目标，目前的教学体系和教学内容、教学方法等方面还面临着以下挑战。

（1）课程体系中缺乏“互联网+”的思维和技术能力体现。“互联网+”将互联网作为技术基础，为各个专业领域服务，并正在产生大量业务新模式。非计算机专业的计算机基础教育的主要任务就是培养学生将IT技术进行领域应用的能力。当前的教学体系比较重视程序设计和工具应用，缺乏“互联网+”的应用思维、技术分析和整合能力的培养，无法支持面向“互联网+”应用能力培养的教学目标。

（2）支持面向“互联网+”教学的教材和教学资源匮乏。“互联网+”是一种信息支持平台，也是一种业务模式，它是对各种基于互联网新技术在各领域的综合应用，涉及技术繁杂，与应用领域紧密结合。现有的教学资源主要还是单项技术介绍或业务模式的分享。如何将互联网思维、前沿技术和领域应用进行有效整合，梳理出适合非计算机专业学生学习的素材，编写支持教学实践的教材是第一步。但是，由于“互联网+”涉及的技术面广而且变化迅速，而教材的出版和修订周期都很长，单一的教材无法支持实际教学需求。

（3）单向以知识模块为主导的教学方式难以达到教学目标。单向以知识模块为主导的教学方式虽然循序渐进，但知识离散，实践环节更多的是技术验证或简单应用，很难完成在有限的学时内针对全体学生实现综合应用的教学目标。需要设计贯穿课程的“互联网+”教学案例和实践案例，通过模块分解，技术解剖到模仿实现等多个教学环节，达到理解掌握“互联网+”应用思维的教学目标。

3 面向“互联网+”的教学体系

“互联网+”技术涉及面非常广，很难通过一两门计算机课程实现内容的覆盖，因此需要设计合理的教学体系，将知识点和内容组织、渗透到合适的课程中。我们通过对近年的教学成效和教学数据进行了分析和总结[5]，同时对高校的各专业学习、学生就业企业进行调研，了解不同专业院系对计算机技术需求和社会应用需求，提出了基于现有计算机基础课程，融入“互联网+”的教学方案。课程方案在东华大学面向非计算机专业学生开展教学，获得了良好的学生和兄弟院校的反馈。

3.1 课程体系构建

面向“互联网+”构建的课程体系，应是在现有的课程基础上进行改革，设立2个层次的课程群（如图1所示），第一层次“程序设计类”包括4门课程，通过各种基础语言类课程培养学生互联网时代的计算思维能力基础；第二层次“创新应用技术类”包括6门课程，面向“互联网+”的不同类别的关键技术，培养学生的专业创新应用能力。

课程群中， Python语言程序设计、数据分析技术、移动应用开发技术、电子商务网站开发技术为近年来逐步开设的新课程。综合应用课程：信息系统与数据库技术、计算机系统与网络技术、多媒体应用系统技术已在很多高校开设多年，这些课程需要将互联网中云计算、移动平台、大数据、物联网，行业融合等新概念、新技术与原有的教学内容融合，梳理淘汰精简过时知识，增加“互联网+”的行业案例，培养学生的计算思维能力，助力学生的专业学习与应用。

图1 计算机基础教学体系

3.2 “互联网+”课程核心教学内容组织

第二层次的创新应用课程群面向“互联网+”应用的各种技术，围绕互联网络、数据库系统、信息系统开发、移动应用开发和数据分析等核心技术，根据侧重点不同组织为6门课程。在东华大学计算机基础教学实践中，各门课程的核心教学内容如下：①计算机网络系统技术课程在传统的TCP/IP网络基础上，引入互联网的新技术：移动网络、云平台、物联网，介绍核心技术及其应用，通过云存储、云桌面、智能家居等新实践案例帮助学生掌握互联网如何为行业应用提供基础网络服务。②信息系统与数据库技术课程介绍信息系统的基础知识、实现信息系统的核心技术数据库系统。课程围绕典型“互联网+”案例：网络教学系统和网上书店，使用开源MySQL数据库、非关系型数据库MongoDB和云数据库进行应用系统设计和实现的教学。③多媒体应用系统技术课程贯穿“互联网+”海洋农业案例介绍图像、声音、视频处理软件，同时引入HTML5技术、移动多媒体、云渲染、VR&AR&MR等技术，支持新的多媒体应用模式。④移动应用开发技术课程基于Android平台和Android应用程序，介绍移动应用APP的开发基本技术，引入围绕地图定位的互联网生活应用为课程案例，帮助学生掌握基于移动平台开发“互联网+”应用的方法。⑤电子商务网站开发技术课程围绕“互联网+”中最广泛的电子商务应用，全面介绍电商平台的设计、开发和实现技术。⑥数据分析技术课程针对“互联网+”各行业产生的日益增长的大数据处理需求，讲授数据存储、探索、挖掘、图形化展示等统计、人工智能数据处理方法，引入国民经济、各行业、各学科专业的数据集，引导学生掌握利用数据分析技术处理领域数据的基本思想和方法。

4 建设实施方案

4.1 建设核心内容稳定、技术模块时变的教学资源

开展教学首先需要有教学大纲、教材、实验案例等教学资源的支持，而“互联网+”本身也是一个探索中的新事物，相关技术大量涌现，相关应用种类繁多，需要将互联网思维、前沿技术和领域应用进行有效提炼和整合，梳理出适合非计算机专业学生学习的内容和素材，建设适用的教学支持资源。以原有的计算机综合应用能力系列课程为基础，精练“互联网+”的实际应用案例，提取关键知识点，融入传统的计算机网络、信息系统与数据库、多媒体等课程中，建设新的教材和相关教学资源。每门课程都围绕精炼后较完善的一个或几个大型案例展开来介绍互联网应用思想、开发方法和核心技术

以“计算机网络系统技术”课程为例，课程在原有网络基础体系结构，协议解析的传统教学内容下，引入学生身边的智能家居为实例，介绍各种家居产品如何嵌入网络终端设备，构建小型局域网，通过TCP/IP的各层协议连入互联网，实现家居设备远程一体化的监控和管理。

在教材建设时，在教材中嵌入二维码关联图文、视频等网络教学资源，方便未来不断扩展和实时更新教学资源；通过MOOC平台提供教学视频、互动讨论的教学环境，建设教材相关的基于“互联网”的立体化教学资源，形成核心思想稳定、技术模块时变扩展、互动学习的教学支持环境。

4.2 探索案例驱动、立体混合互动的教学方式

针对基础教学学时有限、学生群体巨大的实际教学状况，在教学实践中探索案例驱动的学习方式、立体互动的混合式学习方式。应用MOOC教学平台，提高教学覆盖面和学生学习质量监督能力，课程设立1/2以上的实践课时，强化应用实践和面向应用的考核环节。以“互联网+教育”的MOOC平台和各种辅助工具支撑和保证学习、作业和考试等各环节的有效管理，在有限的师资条件下，能较好地保障大面积的计算机教学实践的有序与有效实施。

在课程群中设置开放性自主项目，学生可以自组小组，模仿课程范例系统，从自己的专业学习和生活中发现问题，确定创新应用目标，设计实现。学期结束时，每组提交系统设计文档和应用系统，进行项目汇报和演示，检验“互联网+”应用能力培养效果。

东华大学面向“创新应用能力培养”的第二层次课程中，均设置开放项目实践环节，获得学生的积极响应，约有1/4的学生选择参与开放项目提交成果作为考核评价。很多同学将小组作业进一步提升和完善，参与上海市和全国的计算机大赛，获得各级别奖项，培养了大批具备“互联网+”技术和创新能力的优秀学生。

5 结 语

计算机基础课程是培养大学生 “互联网+”创新应用能力的平台，围绕如何培养具有“互联网+”意识和掌握相应技术大学生人才的教学目标，提取互联网应用核心思想和前沿技术，设置合理的课程体系及教学内容，从各领域应用中提炼体现互联网思维和典型技术的教学和实践案例，探索行之有效的教学方法，使学生掌握信息技术在各行业中的应用，面向广大的学生群体，培养“互联网+”的创新能力。

[1] 政府工作报告(2015)[EB/OL]. [2017-03-16]. http://www.gov.cn/guowuyuan/2015-03/16/content_2835101.htm.

[2] 卓晓波.“互联网+教育”下计算机基础课程教学思考[J]. 高教学刊, 2017(10): 56-59.

[3] 唐坤剑, 杜广周.“互联网+”模式下“大学计算机基础”课程的教学思考和探索[J]. 亚太教育, 2016(1): 101-102.

[4] 杨卉. 基于“互联网+”模式的大学计算机基础课程建设及实践[J]. 教育教学论坛, 2016(33): 64-65.

[5] 教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会. 大学计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.