实战化背景下军队院校大学计算机基础课程改革探索与实践

周 钢，郭 晖，谢 茜，黄佳维

（海军工程大学 电子工程学院，湖北 武汉 430033）

0 引言

2017 年，军委训管部颁布教学新大纲，明确大学计算机基础课是大学计算机基础教学中的基础课程，是全军生长军（警）官各专业必修的科学文化课程，并引入Python 编程内容，以培养计算思维和信息素质为目标［1-2］。根据人才培养目标和专业类型，大学计算机基础课程按照“普及计算机文化、培养专业应用能力、训练计算思维能力”分类目标明确方法推动式、内容重组式和全面改革式的教改方法，形成了侧重基础理论体系、理论实践综合、计算思维培养的3种教学模式［3-4］。

与地方高校不同，军队院校人才培养要“面向战场、面向部队、面向未来”，坚持立德树人、为战育人，使人才培养供给侧同未来战场需求侧精准对接［5］。因此，面向信息化、智能化的未来战场，加强实战化背景下、高技术条件下的大学计算机基础课程建设，必然对常规传统教学模式进行适应性优化，按照适应备战打仗，培养打赢人才的根本目标开展综合改革实践。

实战背景下的军队院校大学计算机基础课程改革实践，围绕实战化这个大背景，深入分析实战化与信息化的内在统一性，从理论知识延伸到能力培养、思维培塑、思政建设的立体化培养目标塑造，注重对标专业要求和岗位需求，采用案例教学、研讨教学、翻转课堂等多种教学方式，实现课堂直连战场，能力对接岗位，提升打赢胜战能力。

1 实战化背景下大学计算机基础课程

实战化教学是贯彻习主席强军目标重大战略思想，落实军委总部首长关于院校教育一系列重要指示要求，推进院校教育向实战聚焦、向部队靠拢，培养能打仗打胜仗高素质新型军事人才［6］。

实战化背景下的大学计算机基础课程教学改革实践，首要厘清实战化与信息化的内在统一性，突出课程在学生信息素质培养上的关键作用和基础地位。

1.1 实战化与信息化的内在统一性

实战化教学应体现信息化战争的内涵和制胜机理。未来战争是以机械化为载体、以信息化为支撑、突出智能化决策的深度融合体系。未来战争是信息化条件下作战，以网络信息体系为支撑，信息化是最大的实战化，信息力是最重要的战斗力，信息知识、能力和素质是高素质新型军事人才的重要评价指标和培养目标。

实战化是信息化条件下的实战，信息化是最大的实战化，两者具有高度内在统一性，主要体现在：①未来作战环境是复杂电磁环境，战场环境是陆、海、空、天和电磁环境下的多域作战，电磁环境是包括雷达、电子侦查、计算机网络等在内的多种复杂电磁交织、多种信息网络交互的虚拟空间；②未来作战装备是自动化装备，作战装备嵌入大量信息化、智能化设备，提高装备自动侦查、打击、评估能力，装备的通信、情报、计算等功能依托大量嵌入式电子设备，自动化程度高；③未来作战样式是基于信息系统体系作战，以军事信息系统为核心，通过信息网络联通和数据广泛融合各作战单元，形成一体化联合作战。

面向未来战场培养军事人才，推崇实战化教学，未来战场是高技术条件下的信息战场，信息化是最大的实战化，因此，实战化教学首要就是培养学生的信息知识、能力和素质。

1.2 大学计算机基础课程的作用与地位

大学计算机基础课程是军队院校生长军（警）官本专科的必修基础科学文化课程，培养学生计算机基础知识、信息素质和计算思维。该课程在军队院校计算机类课程体系、新型作战力量专业建设和高素质科技军事人才培养中均有着基础性、关键性作用，具体在课程、专业和人才培养3个方面发挥重要作用，主要体现在：

（1）是构建计算机类课程体系的核心。以军队综合性院校和军种工程大学为典型代表的军队理工类高校，一般构建以“大学计算机基础”“程序设计基础”和“微机原理接口”基础课程为主体，辅以“数据库技术”“多媒体技术”“计算机网络”等专业课程，附加“人工智能”“物联网技术”等选修课程，形成“基础+专业+选修”的计算机类课程体系［7］。其中，大学计算机基础课程在课程体系中涉及内容最全面、理论知识最基础、教学人数最广泛，在课程体系中发挥了重大作用，是基础中的基础。

（2）是建设新型作战力量专业的关键。军队新型作战力量是紧跟世界军事发展趋势，紧盯主要强敌对手，跟踪研究国内外形势变化，重点在信息网络技术、智能化技术、航天技术等创新发展领域同军队打仗备战需求融合中形成和发展起来的［8］。新型作战力量专业具有鲜明的技术加成、信息需求和智能导向，其中计算机基础是信息技术 的基础，更是新型作战力量专业人才信息素质培养的基础和关键。

（3）是培养高素质科技军事人才的基础。打赢未来战争，“人”是关键因素，迫切需要高素质科技军事人才。其中，新型军事人才最核心的素质是信息素质，最重要的能力是信息能力，需要掌握打赢未来信息化战争的信息能力并形成与之相匹配的信息意识、信息道德和信息安全［9］。大学计算机基础课程是人才信息素质培养的首门课程，具有基础性作用。

2 大学计算机基础课程实战化教学

实战化和信息化具备内在统一性，推动实战化最主要的就是培养信息素质，大学计算机基础课程在构建计算机课程体系、助力新型作战力量专业建设和培养高素质军事人才上具有基础性、关键性影响，对军队院校学生信息素质培养发挥着最广泛、最首要作用。

按照“三个面向”的基本要求推动大学计算机基础课程实战化教学改革实践，关注战场作战需要、对标部队岗位需求、着眼未来发展趋势，升华教学目标、重构教学内容、革新教学方法，精准对接未来战场需求，提高备战打战能力。

2.1 教学目标对接未来作战能力需求

课程教学目标立足但不仅限于计算机基础知识的传授，课程知识传授由于计算机新技术发展更迭和未来作战形态发展，知识时效性不能够满足未来需求。

为精准对接未来作战能力需求，课程教学目标设立应着眼长远，更加注重能力培养、思维培养和情感熏陶。围绕军队院校学生近、中、远、长期的学习、工作需求，构建“知识、能力、思维、情感”的立体化目标体系，具体分为：

（1）掌握计算机基础知识理论体系。围绕课程教学，掌握Python 程序设计、计算机硬件、操作系统、编码与多媒体、网络技术、数据库技术为主体的计算机软硬件和应用基础知识理论体系。

（2）具备信息编码和处理基本能力。以信息为中心，以计算机为工具，掌握信息编码、采集、处理、表示的相关技术和方法，具备信息处理基本能力。

（3）初步形成实际问题求解的计算思维。以计算机理论知识发展为牵引，学习像计算机科学家一样发现问题、思考问题、解决问题，提炼思维方法，形成解决实际问题的思路方法，初步形成计算思维。

（4）加强课程思政建设，注重情感熏陶。将思政元素融入课程教学，突出以国产自主可控为主的案例引入，提升家国情怀、部队情节，坚定学生献身国防事业的信念，从兵之初就走正第一步。

其中，知识、能力和思维3 个层面都是基于知识体系对标讲解，以理论知识为基础，用信息看待世界，用计算处理问题，形成相关之间对应关系如表1 所示，而情感的思政建设则是融入讲解。

Table 1 Corresponding relationship of curriculum teaching objectives表1 课程教学目标对应关系

2.2 教学内容对接专业及岗位需要

大学计算机基础课程实战化教学立足于课堂教学完成教学理论知识传授，完成从硬件、系统、程序和应用的理论知识体系讲授，更加突出瞄准两年后专业需求及毕业后岗位工作需求。

在教学内容上，从两个方面加强课程的横向拓展和纵向延伸。

（1）注重计算工程应用，加强内容横向拓展。围绕科学计算教育（Computing in Science Education，CSE）为主［10］，强化计算机基础知识和程序设计在数学、物理等横向学科和本专业基础课程中的应用，如运用循环完成积分计算、泰勒展开公式等高数问题和小球摆幅等物理问题，运用分支解决Sigmoid 函数构建等，让学生感受到计算机知识的强大作用和计算思维的应用魅力。以课程知识体系为基础，结合专业课程内容，形成知识领域和专业科学问题的对应关系如表2所示。

（2）注重计算思维运用，强化案例纵向延伸。加强计算思维的理解和运用，结合学科专业特色，瞄准未来工作岗位，推动实战化教学，引入军事应用案例。计算思维是带有实践标签的思维方法，注重运用计算机解决实际问题，计算思维面向的是具体问题，突出的是解决思路。军队院校培养目标是培育打赢胜战的人才，最大的实际问题就是备战打仗的问题。因此，实战化教学内容改革就是要将军事训练案例引入理论教学中，将战场搬到课堂，将军事融入案例，形成具有鲜明军事特色的教学案例。例如，在网络技术章节，学习分层思想，分析军队编制体制调整中扁平化作战管理体系；在操作系统章节，借助进程调度思维，分析野战通信车的信道保障调度算法设计。通过在每个教学内容章节中的案例引入与深入分析，突出理论教学中计算思维融入军事案例的应用讲解。

Table 2 Introduction of scientific problems into the teaching content of the course表2 课程教学内容引入科学问题

同时，注重案例在实践教学中的渗透和应用，以军事背景想定为问题，将军事问题转化为数学问题，建立解决问题的数学模型，使用流程图或伪代码完成模型中关键算法构建，最后从时空复杂度进一步评估算法，并根据情况进行优化迭代。按照军事背景、数学问题、算法设计和评估优化步骤，规范化使用编程解决实际问题的步骤，从而在实践教学中培养计算思维。

2.3 教学方法对接军官素质培养需要

课程教学方法主要是实现教学目标，完成教学内容采取的具体教学手段，实战化教学背景下，突出信息素质培养，在教学方法上突出信息技术运用和开放研讨交流，注重信息技术融入培养和领导能力培训。

（1）要充分运用教育信息技术，充分运用MOOC、VR等技术实现翻转课堂、虚拟实验等，在教学实施中展现、感受和应用信息技术。突出各类信息技术在教学中融入使用，在潜移默化中提升学生运用信息技术进行知识获取、分析和提炼的能力。具体采用MOOC+翻转课堂的教学模式，录制课程SPOC 和微课视频辅助教学，对于复杂、抽象理论知识构建或引入虚拟实验模型，加深学生对知识理解。

（2）要突出培养未来军官领导能力培养，教学中注重加强开放研讨、团队协助、冒险精神和科学决断。综合运用案例式教学、大作业、创新实践活动等以提升学生问题洞察力、科学决断力、组织协调力、实践动手力、坚韧意志力。按照案例研讨、课程大作业、课程配套竞赛活动和学科创新实践的层级递升，完善综合实践体系。

3 课程实战化教学改革实践成效

检验大学计算机基础课程实战化教学改革实践成效，核心是考察学生信息素质提升和适应未来发展情况，通过课程考核评估情况进行表象展现。据此，实践成效突出表现在课程考核评价上，实战化考核的核心是执行标准从严，实施过程正规，关键在考核形式与方法。

海军工程大学自2017级开始按照新大纲施训，突出军事案例和信息素质，2018 级开始试点并逐步推广实战化教学，经过两期试点，从考核模式变革、信息素质培养和综合能力提升3个方面分析实践情况。

（1）注重形成考核，强化开放作答。课程注重形成性评价，形成以知识理论+编程能力为主，课堂研讨为辅，综合试题为附加的综合考核模式。从考核方式由终结性考试转化为形成性考核，借助教育信息技术，注重课堂研讨情况，注重实验完成情况；从考试参考由标准答案笔试转化为开放答案考试，基于军事领域应用，设置开放性考题，注重相关知识、素质和思维在军事领域的综合拓展运用。如：多架次舰载机从航母起飞的调度问题、野战部队通信车保障问题、库存武器装备编码问题等。

（2）注重编程能力，提升计算思维。通过改革实践，Python 相关内容学时增加到25%以上，考核增加到35%以上，加深对基础理论知识的理解，强化以解决实际问题为主的综合编程实践训练、考核，提升运用Python 解决科学工程和军事背景问题的思维、方法、能力。同时，学生综合考核成绩、全国等考二级通过率稳步提升。

（3）联合协作提升，创新能力增强。课程设置了大作业、研讨等实践环节，学生以小组为单位协同配合完成任务，各类课程作业挑战性强、完成度高，展现和培养了学生配合意识；配套的课程竞赛“图灵杯”计算机创新设计大赛，设置图文设计、数据分析和Python 编程3 个比赛内容，其中提交Python 编程作品比例提高到60%以上，参与人数、作品难度、创意程度呈现逐年上升趋势，综合编程、智能应用等作品逐年丰富。

4 结语

围绕“立德树人、为战育人”为中心，紧扣“三个面向”总要求，按照紧贴岗位、紧贴部队、紧贴作战的总原则，以提升学生信息素质为核心，推动军队院校大学计算机基础课程实战化教学改革实践。从未来战争的环境、装备和样式3 个方面分析信息化与实战化内在统一性的基础上，注重学生信息素质培养，大学计算机基础课程在计算机课程体系构建、新型作战力量专业建设和高素质科技军事人才培养3个方面发挥基础性性和关键性作用。

实战化背景下的大学计算机基础课程改革中，通过构建“知识、能力、思维、情感”的立体化目标体系，形成知识领域、信息能力、计算思维的对应关系，围绕科学性和军事性，从学科专业的横向拓展和岗位能力的纵向延伸两个方面加强教学内容拓展与延伸，教学方法上加强信息技术运用和开放研讨交流，强化信息能力和领导力培养。通过两期试点，学生军事素质增强、信息能力提高、领导能力提升，初步具备联合作战意识和计算思维，实战化教学取得较好效果，可为军队院校开展课程实战化教学改革提供有价值的参考。