新工科背景下计算机类专业实践教学模式研究

李宏博　李欣　许有军　崔文升

[摘 要] 随着社会经济的快速发展，国家深入推进教育行业改革，在新工科背景下，高校计算机专业教学理念日益成型并广泛应用于教学实践中，这对我国计算机专业人才培养发挥着重要的作用，也是进一步完善计算机专业教学模式的重要举措。新工科就是顺应时代的变化，充分发挥工科的优势，确保其为社会发展提供有效的帮助。基于此，针对新工科背景下计算机专业实践教学模式相关知识，从几个方面进行了分析，希望对相关领域的研究有所帮助。

[关键词] 新工科;计算机专业;实践教学

[中图分类号] G640 [文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2022）13-0058-04 [收稿日期] 2021-10-20

当前，计算机技术发展水平不断提高，广泛应用于各行业领域，计算机教育行业也开始关注实践教学，便于学生牢固掌握所学知识。通过教学实践，学生融会贯通所学知识，增强计算机实践教学的针对性，使学生在具体行业中能够灵活运用所学计算机知识开展工作。在社会经济发展的背景下，计算机实践教学开始重视教学模式的创新，以此为社会发展输送更多高素质的专业人才。

一、新工科的内涵及外延

新工科背景下，“工科”指工程学科，而“新”涉及新兴、新型、新生等方面[1]。2017年教育部办公厅发布的《新工科研究与实践项目指南》提出，利用新技术、产业、业态与模式为核心的新经济唤醒新工科，新工科中新工程教育理念、新学科专业结构、新人才培养模式、教育教学质量及新分类发展体系是重要研究内容，充分体现了新工科的内涵。进一步延伸的话，就可从思想认识、路径选择及实施方法等层面理解新工科。首先，思想认识基于国家发展战略服务层面，融合产业、行业与发展战略理念，围绕国家重要战略需求做好新工科的布局与谋划。其次，路径选择层面，在继承传统优势的基础上，重视学科交叉及融合产学研，升华人才培养理念、改革体制机制并创新培养模式，实现继承与创新同步前进。最后，实施方法层面，在坚持创新的基础上从系统角度出发，设计融合教育、研究、实践与创新为一体的体系，保障发展的系统化[2]。

作为新工科重要专业，计算机专业时代特点与发展动态比较鲜明，为了顺应时代发展潮流，亟待创新专业建设与人才培养模式。引导专业点从学科办专业向社会需求办专业转移，以此改变传统课程导向模式，教学模式从以教师为中心转变为以学生为中心，坚持一切为了学生发展。而且，建立健全评价机制，不断完善实施开放化教育。对产业及创新链进行创新变革，在新工科人才特点的指引下，结合未来科技及产业革命相结合的新技术平台有效构建教学体系，全面提升学生综合素养，为社会发展作出自己的贡献[3]。

二、实践教学问题的主要表现

（一）缺乏先进的教学理念

在教学工作中，教学理念是关键，计算机专业对学生有一定的实践能力要求，所以必须重视实践教学理念的更新。现阶段，需要对传统教学理念进行更新，将学生培养成为高科技产业人才，满足社会发展需求。目前，部分高校，特别是二三类院校计算机专业实践教学依然沿用传统的教学理念。部分院校实践教学环节将实验或测试型项目作为教学重点[4]。与教师讲解知识相比，根据实际问题为学生布置教学任务，要求学生带着任务展开探究式学习，此类示范型教学理念对自由、开放与启发性的新工科教学理念的应用比较少，不利于培养学生的实践能力，阻碍学生探究未知世界。当前的计算机专业实践教学中，部分院校与教师仍沿用传统保守的理念，创新意识淡薄[5]。

（二）教学形式比较落后

高校计算机专业实践教学中，教师发挥着主导作用。在教学目标与计划引导下，教师为学生布置教学任务，而学生则是被动接受。课堂上以“填鸭式”教学模式为主，或是教师演示、学生重复结果。实践教学中师生互动少，教师主導课堂是主要模式，学生被动学习并接受知识。此种传统教学模式，师生间无法对教学目标达成统一，也不利于提高学生实践创新与自主动手等能力，使学生过于依赖教师思路与布置的任务开展学习活动。在实际教学工作中，教师要重视教学形式的优化创新，根据实践教学情况促使学生学到更多的实践知识与课外知识，满足新工科教学理念的要求，培养学生的实践创新精神[6]。

（三）亟待提高教学力度

计算机专业实践教学中，教学力度与学生对教学的接触与熟悉度紧密联系。其中，接触度表现为学生掌握的专业实践知识，反复学习中获得并吸取知识，由此可以发现计算机实践教学中学生接触度非常关键。熟悉度一方面是学生对实践理论知识的熟悉度。充分掌握理论知识，方可依照一定的逻辑思维在动手实践过程中从事社交实践活动，实践活动与理论指导间是相辅相成的。另一方面是学生对动手操作的熟悉度。学生只有熟悉实践操作，方可在实践过程中快速完成教学目标。实际教学中，教学力度直接关乎学生的接触度与熟悉度[7]。

纵观部分院校的教学情况，有的教师不重视计算机专业实践教学。课堂上出现厚此薄彼、重理论轻实践，甚至必要的实践教学环节都没有;有的虽然设计了实践教学，但学时少，无法保障学生的实践练习;虽然有的安排了实践练习但因教学要求不高，敷衍了事。此种教学情况对实践教学课堂目标的完成带来了严重的影响，还会削弱专业实践环节教学效果，与新工科背景下实践开发与践行力度要求不相符。总体而言，当前高校还需要加大计算机专业实践教学的力度。

（四）教学内容不够丰富

教学内容直接关乎学生知识学习的状况，甚至会影响课堂最终教学效果。新工科时期，计算机专业在实际教学中重视培养创新与技能相结合的人才。实践教学活动中，教学内容自身的丰富性及涵盖广度产生的影响比较大。当前，有的高校在计算机专业实践教学活动中，教学内容规划还有待进一步完善，如部分院校实践教学缺乏应用或社会实践性内容，抑或知识难度不高，由此对实践内容的丰富与实践性带来了很大的影响，不利于有效衔接高校与社会，背离了新工科时期实践能力人才培养要求。所以，计算机专业实践教学中要重视创新，加强教学内容的丰富，全面完善课堂知识分配比，丰富实践教学内容[8]。

三、新工科时期计算机专业具体实践教学建议

（一）了解新工科标准改变教学思路

分析当前计算机专业实践教学情况，可以发现还存在一些问题，所以在计算机专业实践教学中，教师要深入了解新工科标准理念，创新教学思路。此过程中教师应明确新工科背景下计算机专业人才需求，具有“工科”本性的同时还要突出“新”的特点。实际教学中，教师要结合新工科指标深入了解新工科内涵，接受新工科思想，创新传统教学思路，教师在具备一定的理论教学能力外，工程能力也是必不可少的，通过积极参与企业或实践项目，提升自身的项目能力，满足新工科教学要求，以此统一计算机专业教学思路及新工科理念[9]。

（二）对实践教学方法加强创新

传统实验课中，通常是教师演示，学生进行实验验证，此教学模式比较僵化，不利于学生自主思考能力的培养与提高。所以教师要创新实验方案，适当增加综合实验内容并设计有一定难度的实验，鼓励学生充分发挥自身的主观能动性与积极性。在教学方法改革方面，鼓励教师尝试应用探究、研讨及案例分析等新型教学模式，深入研究课题式教学模式，确保实验教学方法与手段有效融合学科前沿实际应用情况，深入改革教学手段、方法与内容。通过了解并分析学生的学习习惯、知识与能力水平，应用验证型实验即“讲授+项目型”实验实践方式。具体来讲，就是讲解不同的过程程序涉及方法概念时，通过验证型实验案例进行讲解，以此帮助学生深入理解概念。上机实验操作中，通过讲解如何完成具体项目，要求学生进行模仿，在实践过程中引导学生灵活应用所学理论知识构建完整的知识体系。课程设计中，设计难度与课堂案例讲解差不多的项目，学生分小组合作完成，以此加强学生团队协作精神的培养，提高学生解决问题的能力。

（三）完善实践教学模式

1.基于项目驱动法组织实践教学活动。该教学模式在20世纪80年代由著名心理学家J.Piaget教授提出，从理论层面上要求围绕项目并在教师引导下明确学生的主体学习地位，实现理实结合的目标。划分整个学习过程，为不同项目设计有针对性的教学方案，结合行动回路加强设计教学内容，为学生讲解理论知识及实践操作技能，培养并提高学生的职业素养。此过程中，实践教师负责真实项目的设计，还可邀请经验丰富的企业工程师开展专题培训活动，以此帮助学生进一步了解行业岗位，明确个人职业规划与未来就业方向，提高自身的实战技能。在具体项目中融入问题描述、需求分析、模型构建及代码实现等过程，将实践技能作为重点，提高学生解决问题的能力。利用建立项目团队并合理分工，引导学生快速引入项目角色，灵活应用项目管理方法及技术，团队合作共同完成任务。该教学模式利于有效融合学生基础实践技能与项目开发、测试等综合能力，便于学生了解整个开发过程，拓宽学生专业技能深度，融会贯通所学计算机专业知识。

2.应用任务驱动教学法实施实践教学。任务驱动法为学生创造了良好的实践体验与问题感悟等情境，基于项目任务进行学习，通过任务完成结果对学生的学习过程做出检验与总结，以此改变学生自身的学习状态，主动构建融合探究、实践、思考、应用及解决高智慧等一体化学习体系。在此过程中，任务是主线、教师是主导，学生是学习主体，结合学生接受能力与时代发展需求，顺应时代潮流。实践教学环节中，学生各类技能竞赛是平台，通过以赛促训的方式全面增强学生的计算思维能力，培养学生自主学习与创新能力。日常教学活动中，实践教师为学生提供分组指导，利用比赛任务引导学生自主实践学习，深入发掘学生创新及科研潜能，提高其自我管理能力。同时，还可以给学生提供参与课题研究的机会，专业实践几何科研，自主设计、实施并管理完成各环节的实践教学任务，进行科技创新研究，为学生科研素质与创新能力的提高打好基础。

3.通过项目引导、任务驱动及学做合一的模式组织实践教学。实践教学中，在校学习要与实际工作保持一致，以生为本，在项目任务驱动下围绕工作过程开展实践教学活动。计算机专业教学中，教学内容涉及编程算法、具体项目与竞赛技能，应结合职业岗位典型工作任务设计整个课程教学活动，围绕职业能力提炼核心课程内容，以生为本设计实践教学活动，从传统实验室向企业实习场所拓展实践教学活动。项目引导、任务驱动及学做合一的新型实践教学模式可突出专业实践教学任务，实践教学中需要明确教师主导与学生主体的作用，工作任务完成过程中学生积极思考团结协作，实验操作中的学习与工作，使得学生计算思维、创新及问题解决等综合能力全面提高，统一学校与实践工作，使专业实践教学取得更好的效果。

（四）建立健全实践教学体系

新工科时期，培养并提高学生实践能力是教育的主要方向。为了与时俱进培养优秀的人才，高校要完善实践教学体系。计算机专业实践教学目标引导学校制定实践教学体系，第一个目标是培养学生成为计算机实践者，基于实践教学目标建立实践教学体系;第二个目标在于提高学生应用知识的能力，实际工作中灵活应用所学计算机理论知识，确保高效完成日常工作任务;第三个目标即前两个目标满足的前提下，突出学校与专业特色。同时，实践教学体系也要突出学校专业培养的特点，确保培养出满足新工科时期社会发展需求的人才，基于这些目标培养人才，应当合理设计实践教学体系，结合实际情况与教学经验设计实践教学体系。

计算机专业实践教学中，制定教学体系时可根据一个核心两个基本点三个立足点设计，其中，一个核心指实践教学体系核心目标，培养实践与创新能力强的专业实践人才。两个基本点，重视学生计算机实践硬实力，加强培养技能应用软实力。其中硬实力指学生所掌握的实践专业知识，包含所掌握的计算机软硬件基础理论与项目开发等情况;软实力指学习经验总结、团队协作、抗压、新技术与知识学习、接受、吸收、掌握及职业素养等各方面能力。而三个立足点指基于学生学习专业实践知识的兴趣，提高学生专业实践能力，促使学生积累丰富社会实践经验、开发及创新等能力。

（五）提高師资队伍实践教学技能

实践教学中，教师专业素养与技能与教学质量联系紧密。在计算机专业实践教学中，教师要具备一定的实践经验，计算机专业要加强培养实践教师，合理编制并配置充足的教学人员，构建结合合理、综合素质高且实践能力强的实践教学队伍。同时，学校要采取相应的措施，鼓励高水平教师参与实践教学活动，同时为教师提供有针对性的实践教学培训。增强校企合作，鼓励教师深入企业交流学习，以此提高自身的技术应用能力，完善实践教学模式，确保学生快速适应岗位。计算机专业教师通常比较年轻，学校要落实青年教师深入企业计划，以此提升教师尤其是青年教师实践教学水平，便于教师积极参与实践教学。加强实习管理，提升学生的实习效果，还可邀请企业工程师参与实践指导，结合指导工作量提供相应的薪资。

综上所述，新工科背景下，高校计算机专业实践教学是提升本专业人才培养质量的重点。实践教学中，学校要充分认识专业实践教学存在的问题，以此采取有效措施组织专业实践教学，提高学生专业实践能力，为社会发展培养更多优秀的计算机专业人才。

参考文献

[1]田桂丰，谌颃.独立学院计算机类专业实践教学体系建设与实践研究[J].电脑知识与技术，2021，17（24）：215-216.

[2]农健.新工科背景下应用型本科院校计算机实习实践教学的改革探索[J].大学，2021（23）：111-113.

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[8]刘丹，马世霞，孙冬.新工科背景下计算机类专业实践教学改革的研究与实践[J].河南机电高等专科学校学报，2019，27（3）：73-77.

[9]周艳聪.“新工科”背景下计算机类实践教学探讨[J].软件工程，2019，22（5）：60-62+52.

Research on Practical Teaching Mode of Computer Specialty under the Background of New Engineering

LI Hong-bo， LI Xin， XU You-jun， CUI Wen-sheng

（School of Computer Science and Information Technology， Daqing Normal University， Daqing， Heilongjiang 163712， China）

Abstract： With the rapid development of social economy， China has deeply promoted the reform of the education. Under the background of new engineering， the teaching concept of computer specialty in colleges and universities is increasingly taking shape and widely used in teaching practice， which plays an important role in the cultivation of computer professionals in China， and an important measure is taken to further improve the teaching mode of computer specialty. New engineering is to adapt to the changes of the times， give full play to the advantages of engineering and ensure that it should provide an effective help for social development. Based on this， this paper analyzes the relevant knowledge of practical teaching mode of computer specialty under the background of new engineering from several aspects， and hopes to be helpful to the research in related fields.

Key words： new engineering; computer specialty; practical teaching

[基金項目] 2021年度全国高等院校计算机基础教育研究会教学改革项目“后疫情时代计算机基础教学模式研究”（2021-AFCEC-160）;2020年度大庆师范学院教育教学改革项目“面向新工科的应用型高校软件工程专业实践教学模式的探索”（JY2019）

[作者简介] 李宏博（1982—），男，黑龙江哈尔滨人，工学博士，大庆师范学院计算机科学与信息技术学院副教授，主要从事大数据管理研究。