面向新工科的Web课程教学改革探讨——以车联网应用实践教学为例

程文志 万 李

面向新工科的Web课程教学改革探讨——以车联网应用实践教学为例

程文志 万 李

（湖南科技学院 信息工程学院，湖南 永州 425199）

在“新工科”的需求下，高校对人才培养，尤其是对应用型人才的培养，提出了更高的要求。针对Web系列课程的传统教学方法进行调研，发现其教学手段和教学方式存在着不足。因此，在Web课程中，引入车联网应用作为实践教学案例，对Web系列课程进行细分，在教学过程中，提高学生的课堂教学质量，增强学生课堂学习兴趣，促进跨学科专业知识结合，以达到预期的应用型人才培养目标。在实际的教学过程中，通过学生的教学反馈，最终取得了较好的教学效果。

新工科；Web课程；实践教学；教学改革

近年来，随着国家“新工科”的发展，使得高校的培养目标和培养模式也发生了转变，对应用型工程技术人才提出更高的要求。这促使教育工作者进行课堂教学改革工作，以提高课堂教学效率，培养有持续潜力的应用型人才。文献[1]探索了创新性人才的培养路径，提出了以工程创新为核心的人才培养理念和培养模式，并完善其教学体系，以促进学生更快将专业知识转化为实际生产力。赵广辉[2]设计了“Python程序设计”课程的教学模式和教学案例，依托慕课（MOOC）资源，实现了学科交叉融合案例教学模式，取得了良好的效果。文献[3]以“新工科”复合型人才培养为切入点，提出了学生创新思维培养、自主学习能力培养、全方位素质考核等综合培养教学模式，并在实践教学中取得了良好的成绩。

文献[4]以计算机网络课程在教学中存在重理论轻实践、教学方式单一以及课程体系不合理的问题，提出了新工科背景下的课程方案，以课程体系更新、优化教学方案、因材施教、微课教学等方式，提高课堂教学质量的同时，主动适应了新工科的需求。文献[5]从“新工科”需求、社会需求、师资需求、实践教学需求、课程体系更新需求等5个方面阐述校企合作的必要性，并指出校企合作存在重视程度不够、难以实现共赢、没有平台、缺乏制度等问题，以“新工科”为切入点建立应用型人才培养方案。文献[6]以嵌入式计算机系统教学体系为例，指出目前嵌入式工程师培养过程中存在的一些问题，并提出以能力为需求的嵌入式工程培养方案设计，增强学生的嵌入式开发能力，达到良好的效果。

综上所述，国家新工科的战略，给工科教育改革带来了发展机遇，也带来了挑战，尤其是应用性和实践性非常强的工科专业，如计算机相关的专业。本文以计算机类相关专业（如计算机科学与技术、软件工程等专业）的应用性较强的Web课程体系为例，在课程中结合IT企业需求，引入“车联网”案例教学模型，打通课程理论和实践的通道，构建Web课程应用体系，实现新工科应用型人才的需求。

1 教学模式探讨

1.1 “Web课程”传统教学模式

本文中的Web课程特指Web课程体系，包括Web前端技术（HTML + CSS + JavaScript)、Web后端技术（PHP、Java EE）、数据库技术等系列课程。这些课程作为计算机科学与技术、软件工程等相关专业的必修课程之一，具备学习上手快、实际动手能力要求高、课程设计灵活等特点，而且Web系列课程的教学对学生今后的进一步学习和就业都有着良好的促进作用。但是，在实际的调查过程中，发现相关课程的教学存在着如下的不足：

第一，大部分课程的教学资源陈旧，教材的更新速度远远赶不上IT的发展速度。以Web前端课程为例，其最新教材往往是作者一二年前撰写的，而那个时候的主流技术可能是HTML 4或CSS2，当教材编写上市后，主流的技术已经更新为HTML 5和CSS3了。这个时候的教材资料教学虽然没什么问题，但是会让学生的学习出现知识与实践脱节的情况。因此，教材更新速度赶不上技术的发展速度，成为制约Web课程发展的重要因素。

第二，课程教学方式单一，课堂互动较少。目前，Web系列课程以教师讲解为主，学生被动接受课堂知识，课堂互动较少，实践性不足。这种学习方式虽然可以让学生掌握一定的理论知识，但是无法让学生参与到Web课堂实践中。Web系列课程配套的实验课在一定程度上可以满足实践需求，但是实践课程模式过于单一，缺乏多样性，很难适应学习程度不同学生的需求。

第三，学生的自主学习状态较难掌握，课下或课后学习无法监督。在教学调查中，Web系列课程由于自身具备较强的实践性，任课教师在教学规划中会布置一些课下任务让学生完成，以加快学生课堂知识的掌握程度，顺便培养学生的自主学习能力。但是，在自主学习的实际调查过程中，有一部分学生往往由于自身原因，未能完成课下学习任务，造成课程进度跟不上而无法达到预期的目标。

第四，教学方案设计无法照顾交叉学科，教学体系结构也不能及时更新。在前文中，已经介绍了，Web系列课程作为计算机或软件工程专业的必修课程，通常会开设一系列的不同课程组，形成Web课程体系，如：Web前端的HTML + CSS + JavaScript相关知识、Web后端涉及Java EE、PHP、JSP等技术、Web中间层的数据库存储技术（MySQL）等。这些课程在实际的教学过程中，分配给不同教师讲解，其侧重点也有所不同，加上开设学期也有所不同，使得相关的课程很难形成一个完整的教学体系。另一方面，Web课程作为交叉性很强的一门学科，在教学方案设计中，由于学时的限制，往往很难在课程中与其它学科交叉应用。

综上所述，Web系列课程作为计算机相关专业的核心课程，存在着诸多不足之处，无法满足“新工科”背景下创新型和交叉复合型人才培养的需求，也较难满足社会对应用型人才的需求，因此需要对相关的课程体系进行改革和更新，以达到预期的教学目标。

1.2 新工科背景下的Web课程教学方法探讨

“新工科”要求教学课程的跨学科结合，拟定在Web课程的课堂教学中引入车联网作为Web系列课程的教学框架。车联网是物联网的一种表现形式，车联网只是将研究对象严格限制为车辆，车联网分为三个部分：车辆设备（传感器）、服务器设备（云服务器应用）、用户设备（电脑端应用、手机应用等）。本文拟定在Web系列课程中，引入车联网案例教学，同时与课程的培养方案相结合，达到教学相长、学科交融的目标，具体的实施方案如图1所示。

图1 车联网课程实施方案

在实际的Web体系课程教学中，具体的教学方案如下：

第一，对Web系列课程进行车联网案例划分，在云服务器部分可以结合Java EE、PHP或数据库的相关课程作为案例教学；在移动端和电脑端，结合Web前端教学，可以应用HTML、CSS和JavaScript知识设计车联网前端教学；在硬件部分，可以做校企合作或跨学科结合案例。在对应的教学模块中，采用标准案例教学模式，通过课程打通整个车联网应用。

第二，及时更新教学资源。在选取教材时，可以选用通用版的教材，对教材中陈旧的知识点做说明，并补充收集到的最新Web课程资料，将其发给学生预习。将相关的参考资料转发给学生，并整理形成讲义，在课堂中进行详细的案例讲解。

第三，建立以学生为中心的课堂模式。在教学过程中，可以根据课堂的要点，提出开放性的问题或实践项目，让学生来完成和演示，参与到整个课堂教学中，提高学生课堂学习的参与度。例如，以车联网的某个案例，让学生自行设计，实现Web端控制硬件的目标。

第四，教案学习小组化，小组细分化。在实践教学中，可以将学生分成多个小组，设置组长，每个人都要参与到小组项目中，让项目成员互相监督。同时，利用目前已有的各种学习平台，加强学生的教学管理过程监督。在车联网案例教学中，教师可以根据实际的进度，对每个小组的情况进行检查监督，提高学生课外学校效率。

第五，跨学科的教案设计。Web系列课程虽然可以细分到每一个教学环节，但是传感器部分与硬件有关，需要跨学科的教学组合。因此，在教案设计过程中，需要实现跨学科的教案设计，培养软件硬件平台通用的开发人才，促进跨学科人才的培养和交流。

第六，设立校企联合培养方案。由于车联网案例教学中，部分环节与企业的生产实际相关，因此可以在实践教学环节与企业合作，实现校企联合培养，将学生学习到的知识转化为学生的实际动手能力。

第七，启用线上平台的教学方案。由于Web系列的更新性很快，各种Web框架也层出不穷，因此可以充分利用各种在线平台，如“微课”“慕课”等，加强学生课下学习能力的提高。

综上所述，“新工科”对学生的实践动手能力的培养要求较高，因此在实际的课堂教学中，应该多从学生角度出发，设计课堂教学案例和教学教案，提高学生的实际动手能力，充分调动学生的学习积极性，尽可能提高课堂的教学效率，以达到“新工科”需求的应用型人才培养目标

1.3 教学手段探讨

为了达到“新工科”的培养目标，提高Web相关系列课程的学习效率，在实际的教学过程中，拟定采用如下的一些教学手段，以提高课堂教学质量。

第一，合理设计课堂大纲和教案，引入其他学科内容，促进学科交叉和融合。在教学设计环节，课程组拟定引入“车联网”作为案例，对Web系列课程进行如图1所示的划分：在Web前端学习阶段，设计简单的UI界面；在Web后端学习阶段，学习Java EE、PHP等课程；在课程设计，完成整个车联网系统的设计，提高学生的实际动手能力。

第二，教学环节以学生为中心的教学模式，课下引导学生动手实践，提高学生自主学习能力。在课堂教学中，课程设计以学生的参与度作为主要教学活动，提高学生课堂积极性，提高课堂学习效率。同时，在课下对学生进行引导，通过车联网案例建模比赛或者其他形式，吸引学生参与，提高学生课

下自主学习能力。

第三，建立良好的Web课程教学体系，做到课程学习承上启下，有递进关联关系。对Web课程进行合理规划，与相关的课程老师合作，组建课程群，课程方案设计尽量满足递进关系，让课程具有可持续发展，以达到良好的教学效果。

第四，多种教学手段和方式融合。在实际的教学中，可以利用校企合作平台，引入企业导师参与教学活动，把Web知识应用于实践。同时，可以利用如今的各种在线微课程平台，发布相关的教学内容，方便学生线下学习。

总之，在实际的教学过程中，经过跟踪和调研，大部分学生能够根据教学内容，完成实际的Web应用开发，掌握相关的专业知识，熟悉跨学科应用的开发手段。同时，根据课程的教学反馈，结果显示大部分学生能够适应这种教学模式。

2 结 语

在“新工科”的需求下，国家对人才培养，尤其是应用型人才的培养，提出了更高的要求。本文针对Web系列课程的传统教学方法进行调研，发现其存在教学资源陈旧、教学方式单一、学科交叉较少的问题。因此，本文在“新工科”背景下，对Web系列课程的教学方法进行深入探讨，引入了车联网的教学案例，并将其案例细分到每一个教学环节，促进课程体系形成。同时，本文提出了在Web系列课程教学中更新教学资源、以学生为中心、教学小组化、跨学科结合、校企联合以及线上教学的方法，在Web系列课程规划上，提出了合理规划教学大纲和教案、建立良好教学体系和多种教学方式相融合的教学手段。在实际的教学反馈过程中，取得良好的效果。

[1]张望,白英,梁丽芳.面向新工科的高校创新型人才培养路径探究[J].高教学刊,2019(7):4-7.

[2]赵广辉.面向新工科的Python程序设计交叉融合案例教学[J].计算机教育,2017(8):23-27.

[3]黄治同.面向“新工科”复合型创新人才培养的教学模式综合改革与实践[J].教育教学论坛,2019(16):224-225.

[4]陈磊,邓杏叶,刘朝华.面向新工科的计算机网络课程教学改革[J].科技视界,2020(7):28-30.

[5]何磊,郭晓军,宋俊芳.面向新工科的校企合作网络工程应用型人才培养[J].计算机教育,2019(12):36-39.

[6]王建萍.面向新工科的嵌入式计算机系统教学体系设计[J].教育教学论坛,2019(31):264-265.

G642.1

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1673-2219（2021）05-0114-03

2020-08-14

湖南科技学院2017年校级教学改革研究项目（XKYJ2017022）；湖南科技学院2019年度校级科研项目(19XKY053)；教育部产学合作协同育人项目（201802070065；202002255012）；湖南科技学院应用特色学科建设资助项目。

程文志（1986－），男，湖北孝感人，硕士，讲师，研究方向为网络安全。

（责任编校：宫彦军）