基于国产化替代环境下的高校计算机教学研究

2023-01-26王海瑞杨宏伟

教育教学论坛 2022年48期

王海瑞，杨宏伟，吴蕾

（1.昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明 650504；2.云南省电化教育馆，云南昆明 650223）

引言

随着信息技术的飞速发展，核心技术的重要性愈发凸显。目前，我国的应用软件、工具软件、电脑终端、安全产品等国产化率较高，而数据库、操作系统、虚拟化软件等系统软件及工业控制产品仍然主要依赖进口。我国的一些关键核心技术仍然受制于人，国产软硬件的兼容性、可替代性、稳定性及系统性仍待提高，国产化替代形势严峻［1］。因此，我们必须摆脱对国外软硬件产品的依赖，推动关键领域自主可控，从而解决国家信息安全领域的核心问题［2］。政府、企业和高校应该共同努力，加强核心技术创新，推进国产化替代进程。

高校承担着为国家培养优秀人才的任务，在国产化替代进程中起着至关重要的作用［3］。因此，高校应该认识到计算机教学改革的重要性，能够针对现有计算机教学中存在的问题，根据国产化替代的需求进行教学改革，为国家培养自主可控人才，加快推进我国的国产化替代进程。

一、高校计算机教学中存在的问题

随着信息技术的发展，计算机使用已经成为人们必备的技能，计算机教育的重要性也越发凸显［4］。在当今国产化替代背景下，社会对计算机人才专业知识掌握与技能程度的要求更高，而在目前高校计算机教学中，仍存在很多不足待改善，所以对高校计算机教学进行改革与创新具有重大意义［5］。经过研究和查阅大量相关文献发现，我国高校计算机教学存在的问题主要表现在以下几方面。

（一）国外软硬件的使用仍占较大比重

目前我国高校计算机基本都是使用Intel芯片、Windows操作系统、SQL Sever数据库、Office系统等国外的软硬件产品，这使得教师和学生对这些国外产品比较熟悉，进而产生依赖［6］。由于在教学中缺乏对国产软硬件的教学和使用，学生不熟悉国内产品，更加倾向于使用和购买国外的软硬件产品。

（二）教材内容陈旧，教学方法单一

首先，大多数高校选用的计算机课程教材内容较为陈旧，对于行业最新技术的介绍和知识的更新相对较慢，以及没有根据院校特点针对性选择教材，导致教材适用性不强，理论难以指导实践。其次，大多数高校在计算机教学时，仍以“填鸭式”的传统教学模式为主。由于师生之间缺乏互动，教学方法较为单一，使得学生的学习兴趣不高，对知识的理解不深，从而无法提升综合思维能力，无法满足社会需求，更不能满足国产化替代环境下的计算机专业人才要求。

（三）缺乏专业型人才的培养

高校对于不同专业学生的培养方案相似，没有针对性。教学内容和培养目标都与国家的自主可控需求相联系，导致自主可控人才仍然稀缺。课程建设方面，更注重理论知识的教学，缺乏实践［7］，如与企业之间的联系较少，导致学生无法提高自己的专业技能，发展空间有限；缺乏针对行业主流技术的课程设计，与计算机产业发展脱节，使得学生的专业技能难以满足社会需求。

（四）缺乏对学生系统能力的培养

首先，在进行计算机教学时，课程体系的设计不够合理，虽然注重了内容的完整性，但忽视了学科之间的联系，使学生不能将所学知识融会贯通。其次，教学内容仍以课本知识为主，缺乏最新软硬件技术的讲述，导致培养的学生解决实际问题的能力不足，无法满足国产化替代的人才要求。再次，大多数教师对于课程的考核方式以纸质考试与小组合作为主，但小组共同完成项目的考核形式对个人能力的评价缺乏针对性，教师无法判断每个学生的真实能力，导致成绩评定较难。最后，国内很少有高校在计算机理论、计算机系统结构、计算机软硬件等方面同时具有好的学科优势和较强的研究实力，而且由于缺乏与其他高校及企业之间的合作，使得学生实践效果不佳，导致学生无法满足社会对自主可控人才的要求［8］。

二、国产化替代环境下高校计算机教学的改革措施

（一）在计算机教学中推广国产软硬件

近年来，国产软硬件迅速发展，其功能也逐步趋于完善。但是由于使用习惯和产品兼容问题等原因，国产软硬件的使用率较低，用户反馈也较少，软件升级迭代变得困难。

高校不仅要帮助学生掌握专业知识和技能，还要培养他们良好的思想品德，使他们树立正确的世界观、人生观和价值观。培养学生的爱国情怀，不只是思想政治理论课教师的任务，而是所有教师的教学任务。因此，高校可以建设国产软硬件相关学习课程，编写国产软硬件的讲解教材，引导学生熟悉使用国产软硬件，了解国产软硬件的优势和不足［9］。

（二）改革教学内容和教学方法

计算机技术的迅速发展为计算机专业课程的教学提供了丰富的内容，重新调整课程知识体系和教学内容，采用多种教学方式是教学改革的必然。

首先是教材的选择，不仅要帮学生打好专业知识的理论基础，还要紧跟当下主流计算机技术的发展，培养学生的实践能力。高校可以结合专业培养目标和国产化替代的人才培养要求，有针对性地选择教材，从而更好地指导实践，提高学生的综合应用能力。此外，高校可以采用纸质教材与数字资源相结合的方式［10］，为学生呈现更加丰富的内容，使学生可以通过多种渠道学习知识，拓宽其知识面。

其次是教学内容，高校可以引进吸收国内外计算机领域的先进成果，将计算机的主流技术和创新思想引入课堂，不断更新和完善课程教学内容，形成课堂教学与科学研究的良性互动。这样既保证了教学内容的完整性，也缩小了课堂教学与当今主流技术实际发展之间的差距，从而帮助学生更好地学习计算机知识，以满足社会发展的需求。教师可以在帮助学生掌握好专业知识的基础上，对教学内容进行适当延伸，如增加国产化CPU、国产化数据库、国产操作系统等相关方面知识与行业最新技术的教学，为学生收集计算机学习资源，引导学生充分吸收计算机专业知识，了解国产化替代知识，突破课堂时间和空间的限制，保证教学的时效性。另外，教学时还要做到软硬件学习兼顾，注重理论与实践相结合，加强学生实践能力的培养。

最后是教学方法，教师的教学应该从以前的“以教师、课堂为中心”转变为“以学生为主体”，根据学生的个性特点及教学内容，有针对性地灵活选择教学方法，引导学生主动参与学习，激发学生的探究兴趣，增强学生的创新和实践能力。教师可以采用任务驱动法、小组合作法、启发式教学、讨论式教学等多种教学方法，调动学生讨论交流的积极性，培养学生的合作交流能力及实践能力。此外，教师还可以借助多媒体技术、网络技术、虚拟现实技术等现代化教学工具来完善教学［11］，如构建课程学习交流网站，利用其分享课件、优质资源及作业等；也可以通过创建多媒体教室来更好地展示教学内容，帮助学生从不同角度分析问题，启发学生的创造性思维，从而提高课堂教学效果。

（三）调整课程教学体系

高校应该注重学科之间的联系，以此来合理安排课程，如注意课程的先后顺序和并列顺序，将课程分为基础课程、核心课程、扩展和提升课程等［12］，帮助学生分析关联课程的相通点，使学生能够更好地融会贯通多学科知识，并综合运用这些知识解决实际问题。计算机专业的实践性较强，因此在教学过程中必须要加强实践环节，采用理论讲解与实践相结合的方法，在讲解完知识点后，及时组织学生进行实践。高校应调整课时安排比例，提高实践课所占比重，从而提高学生的实际操作能力。此外，高校还应优化课程考核方式，针对课程特点选择考核方式。针对实践性较强的课程，可以在纸质考试和小组合作的基础上，在考核时增加随机问答，对每个学生都进行一定的提问，以此来了解学生对知识的理解程度及小组作业的参与度。

（四）优化人才培养体系

计算机专业学生不仅要有扎实的基础知识，还需要有一定的编程能力、数学能力、实践能力，以及运用创新思维分析、解决问题的能力［8］。因此，高校可以多开展一些科研项目和创新竞赛，吸引学生积极参与科研实践活动，以此来培养学生的创新意识，增强综合能力，为我国实现自主可控的目标提供技术型和创新型人才。

校企合作既可以降低企业培养人才的成本，又可以提高高校的实践教学质量［13］。因此，高校应该加强与企业的合作，共同探究国产化人才培养模式，为我国的国产化替代进程输送专业型人才。以计算机专业为例，主要通过专题讲座、课堂教学、假期实践、实践指导教学等形式来进行合作，可以根据培养计划具体安排。大一学习各门基础理论课；大二学习对应的专业课及所选研究方向的内容；大三主要培养实践技能，可通过校内实践和企业实践相结合的方式开展教学；大四制定职业规划，为进入企业做准备。高校还可以采用双导师制［13］，选择企业专家担任学生的校外导师，校企资源共享，既帮助学校更好地培养国产化替代人才，也帮助企业更好地进行员工培训。此外，高校也可以联合企业建设国产软硬件学习中心，并给予学生一部分补贴，鼓励学生学习国产软硬件，促进国产软硬件的推广和提升，从而推进国产化替代进程。