新工科视域下WEB程序设计课程教学改革探索

［摘 要］新工科视域下的WEB程序设计课程面临着新挑战与改革需求。文章分析了当前基于项目驱动的WEB程序设计课程的不足，提出了新工科视域下WEB程序设计课程改革的思路与方案。在新工科背景下，课程应关注前沿技术，引入跨学科知识，优化教学内容与方法，并充分结合产学合作协同育人模式，以更好地满足行业需求，促进学生全面发展。

［关键词］新工科；WEB程序设计课程；项目驱动；产学合作

［中图分类号］G642.0 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）19-0059-04

教育部于2017年发布的《新工科研究与实践项目指南》指出，要推动高新技术与工科专业的知识、能力、素质要求深度融合，探索工科专业改造升级的实施路径，达到改造升级一批传统工科专业，提交专业培养方案、课程体系、系列教材和实施案例等目的。对计算机科学与技术、数字媒体技术以及数据科学与大数据技术等传统工科专业进行改造升级成为新工科建设的必由之路[1-2]。WEB程序设计是信息学科基础课程，程序开发能力是计算机新型人才必备的基本技能，在新工科视域下，高校应当紧密结合当前工程技术的发展趋势，注重培养学生的实践能力和创新思维[3-4]。

WEB程序设计课程是面向软件工程专业开设的专业必修课，是计算机科学重要的核心课程，旨在通过课程教学，使学生掌握基于WEB开发的基本原理，能够利用JSP等开发技术建立安全的、跨平台的先进动态网站，同时培养学生的编程思维，使其具备初步建立小型网站的能力，为学生未来职业发展打下坚实的基础。

在新工科视域下，本课程的教学、实验等各方面面临着新的要求和挑战。在项目驱动下的实践环节中，学生需在实际操作中学习和掌握WEB程序设计的基本原理与技巧。通过完成具体的项目任务，学生可以更好地理解理论知识，并积累解决实际问题的经验。在教学方法上，课程应采用创新的教学方法，如项目式学习、翻转课堂等，以激发学生的学习兴趣和积极性。同时，利用现代技术教学手段，如在线教学、虚拟仿真实践教学等，提高教学效果和学生的学习体验感。课程应关注WEB程序设计领域的前沿技术和产业发展动态，及时将新技术、新工具引入教学中。这有助于学生了解行业趋势，提升就业竞争力，并为未来的职业发展打下坚实基础。

新工科背景下的课程思政教育，注重以课程为载体，挖掘提炼专业知识体系中蕴含的核心思想价值和精神内涵，拓展课程教学的广度、深度和温度，优化课程内容供给，引导学生丰富学识、增长才干、塑造品格，最终成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[5-6]。

综上所述，新工科视域下的WEB程序设计课程应具有实践导向、创新教学方法以及关注前沿技术与产业发展等。这样的课程才能更好地满足新工科人才培养的需求，为学生的全面发展提供有力jcMYm7LhLfYtsBcE9I8HfgpF15rUf5aLSuTYeiFFsPM=支持。

一、基于项目驱动的WEB程序设计课程的局限性

项目驱动式教学是近年来兴起的一种新型教学模式，它强调学生在真实或模拟的项目环境中，通过项目任务的完成来掌握知识和技能[7]。这种教学模式旨在提高学生的实践能力、创新能力和解决问题能力，使其更好地适应行业发展需求。基于项目驱动的WEB程序设计课程虽然有其独特的优势，但也存在一些局限性，特别是在新工科视域下存在一些不足。

（一）缺乏跨学科知识与技能的融合

新工科强调跨学科的融合与创新，但目前基于项目驱动的WEB程序设计课程往往缺乏对其他学科知识的引入和融合。WEB程序设计课程不仅涉及对编程技能的学习，还涉及数据分析、用户界面设计、网络安全等多个领域的知识。然而，现有的课程往往过于注重技术实现，而忽视了与其他学科的交叉融合，导致学生缺乏综合运用多学科知识解决问题的能力。

（二）课程内容与教学方法亟须改进

基于项目驱动的WEB程序设计课程在内容安排上通常涵盖了WEB开发的基础知识，如HTML、CSS、JavaScript等前端技术和数据库管理、服务器配置等后端技术。同时，课程也会涉及一些常用的WEB框架和工具，以便学生能够更高效地进行开发。然而，由于不同项目的需求差异较大，课程内容往往难以涵盖所有的知识点和技术细节。这可能导致学生在面对某些特定问题时，缺乏足够的知识储备来应对。

项目驱动式教学方法注重学生的主动参与和实际操作，教师通常扮演着指导者和协调者的角色。这种教学方法有助于提高学生的学习兴趣和积极性，但同时也对教师的专业素养和教学能力提出了更高的要求。在实际操作中，部分教师可能由于缺乏项目经验或教学方法不当，导致教学效果不尽如人意。此外，由于学生的学习基础和学习能力存在差异，如何确保每个学生都能在项目中获得一定的学习成果，也是教师需要面临的挑战。

（三）缺乏与产业的紧密合作

与产业的紧密合作是提升人才培养质量的重要途径。然而，目前基于项目驱动的WEB程序设计课程与产业界的合作仍然不够紧密。这导致学生缺乏了解行业最新动态和技术发展趋势的机会，也无法获得相应的实践指导和资源支持。同时，缺乏与产业的合作也可能导致课程项目的设计和实施与实际工作场景存在较大的差距。

综上所述，基于项目驱动的WEB程序设计课程在提高学生的实践能力、创新能力和解决问题能力方面具有一定的优势，但同时也存在一些局限性。新工科视域下基于项目驱动的WEB程序设计课程在项目设计上与行业需求脱节、缺乏跨学科知识与技能的融合、缺乏足够的创新空间与挑战性、实践教学环节薄弱、缺乏与产业的紧密合作等。为了解决这些问题，需要对课程进行深入的改革和创新，以适应新时代的教育需求和学生发展的要求。

二、新工科视域下的WEB程序设计课程改革

随着新工科教育的兴起，WEB程序设计课程在课程思政、教学内容、实践内容及产学合作方面均需要进行深入的改革，以适应新时代对人才培养的需求。笔者将从这四个方面详细探讨改革的具体措施，并以大连交通大学WEB程序设计课程改革方案为例进行探讨。

（一）课程思政改革

考虑新工科背景下的课程思政新特点、新视角，笔者在教学内容、实践项目教授过程中融入新的课程思政内容[5，8]。例如，在介绍算法和数据结构时，可以引导学生思考这些技术在社会中的应用，以及可能带来的社会影响。通过案例分析，让学生了解技术双刃剑的特性，既要追求技术的创新和进步，也要关注其可能带来的社会问题和挑战。在WEB程序设计课程教学中，可以深入挖掘课程内容中的思政元素，如信息安全、网络伦理、社会责任等，将其与专业知识相结合，使学生在学习技术的同时，也能理解并践行社会主义核心价值观。此外，在教学方法上，可以注重启发式教学、案例教学和讨论式教学等方法，引导学生主动思考、积极探索，培养他们的创新精神和实践能力。同时，教师可以通过讲解典型案例，引导学生分析其中的思政元素，加深其对相关知识的理解。

（二）教学内容改革

在新工科视域下，WEB程序设计课程需要引入前沿技术，如人工智能、大数据、云计算等，并将其与WEB开发相结合。通过改革教学内容，可以让学生了解前沿技术对优化WEB应用的作用，让学生在教学中接触并自觉学习前沿技术。

1. 利用人工智能技术有助于优化WEB应用的用户体验

（1）智能推荐系统。AI算法可以根据用户的浏览历史、点击行为和购买记录，预测用户的兴趣偏好，为用户提供个性化的内容。这不仅提高了用户发现新内容的效率，而且增强了用户与WEB应用的互动。

（2）智能客服系统与聊天机器人。利用自然语言处理（NLP）技术，可以构建智能客服系统等，实现24小时在线服务。用户可以通过文字或语音与机器人进行交互，解决常见问题，获得快速响应。

（3）用户行为分析。通过AI技术对大量用户行为数据进行分析，可以了解用户在WEB应用中的行为模式、痛点和需求。基于这些分析结果，可以对WEB应用进行有针对性的优化，提升用户体验。

（4）智能表单与自动化流程。利用AI技术，可以实现表单的自动填充、校验和提交，减少用户的操作步骤和输入错误。同时，可以自动化处理一些常规流程，如订单处理、用户验证等，提高处理效率，减少用户等待时间。

2. 利用大数据技术有助于提升WEB应用的性能

（1）日志分析与性能监控。通过收集和分析WEB应用的日志数据，可以了解应用的运行状况、瓶颈和潜在问题。基于这些数据，可以对应用进行有针对性的优化，提高应用的响应速度和稳定性。

（2）流量预测与负载均衡。利用大数据技术对WEB应用的访问流量进行预测，可以根据预测结果调整服务器的资源配置和负载均衡策略。这可以确保应用在高并发场景下仍然能够稳定和高效地运行。

（3）数据缓存与加速。通过缓存热点数据和静态资源，可以减少对数据库的访问次数和网络传输量，提高应用的响应速度。同时，可以利用CDN（内容分发网络）等技术加速资源的传输和加载。

（4）用户行为分析与个性化优化。除了上述提到的用户体验优化方面，大数据技术还可以用于分析用户行为模式，为个性化内容推荐和界面设计提供数据支持。基于这些数据，可以对WEB应用进行更精细化的优化，提高用户的满意度和留存率。

（三）实践内容改革

在新工科视域下，WEB程序设计课程实践内容设计应当紧密围绕行业发展趋势、技术前沿以及学生能力培养需求来展开。实践内容改革思路如图1所示。

基础实践：包括HTML、CSS、JavaScript等前端基础知识的实践应用。可以设计一些简单的网页制作任务，让学生熟悉基本的网页结构和样式设计。同时，引入一些常用的前端框架和工具，如Bootstrap、jQuery等，让学生在实际项目中体验其便捷性和实用性。

中级实践：在掌握前端基础知识的基础上，进一步学习后端编程、数据库操作以及前后端交互等技能。比如可以设计一些基于MVC架构的WEB应用项目，让学生在实践中掌握如何开发完整的WEB应用程序。同时，引入一些流行的后端框架和数据库技术，如Spring、MyBatis等，提升学生的开发效率和质量。

高级实践：注重培养学生的创新能力和团队协作能力。可以设计一些具有创新性和挑战性的实践项目，如开发基于WEB的在线商城、社交平台或智能应用等。在项目中，引导学生运用所学知识解决实际问题，并鼓励他们尝试新的技术和方法。同时，加强对学生团队协作能力的培养，让学生在团队中相互学习、共同进步。

此外，开设创新实验课程，鼓励学生进行WEB应用的创新设计与开发。同时，组织学生参加各类程序设计竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛等，以激发学生的创新精神和竞争意识。

（四）产学合作改革

产学合作项目的开展旨在解决现实问题，提高生产效率或者提供更好的服务。通过校企双方的合作，能够汇聚各方资源，推动创新成果的产出。同时，项目的研究结果也能够为企业提供新的技术或产品，推动产业升级。

企业丰富的项目开发经验和对行业动态的精准把握，可为WEB程序设计课程教学提供项目开发案例与相关资料，同时提供先进的开发工具与技术。通过开展产学合作改革，学生能够在学习理论的同时紧跟行业发展趋势，通过对优秀的项目开发实例的学习，调整学习目标，以适应将来的开发工作需求，增强自身的综合竞争力。

在WEB程序设计课程中加入产学合作项目尤为重要，它们不仅有助于提升学生的实践能力和创新能力，还能推动企业与高校之间的深度合作，实现资源共享和互利共赢。一是学校与企业共同制订WEB程序设计课程的教学大纲和教学内容，确保课程内容与行业需求紧密结合。二是企业提供实际项目案例，为实践教学提供有力支撑。学校与企业合作共建实验室和研发中心，支持学生和企业工程师进行WEB应用的创新研发。这不仅可以提升学生的实践能力，也有助于推动企业的技术创新和产业升级。

将校企合作内容融入课程实践，通过课堂教学与实际操作引导学生完成企业提供的合作项目。例如，本课程在实践中加入由企业提供的智慧校园开发项目，在授课内容与实践环节中增加对项目的介绍和开发指导。

授课内容包括项目介绍、系统需求分析、系统软件架构、系统设计以及编码实现。课程实践以分组形式进行，每组完成智慧校园系统中一个具体的功能设计。功能包括但不限于数字化教学、智能校园管理、智能化建筑与设施管理、学生信息化、大数据分析与决策支持、智慧生活类应用以及智能家校互动等。

三、结语

笔者对新工科视域下的WEB程序设计课程的教学内容、实践内容及产学合作等方面进行了改革。这些改革措施将有助于培养具有创新精神和实践能力的高素质WEB程序设计人才，为新工科建设注入新的活力。新工科视域下的WEB程序设计课程还应在强化跨学科融合、更新和优化课程内容以及改进教学方法和手段等方面继续进行探索与改革。在未来的教学中，我们还需要不断探索和完善这些改革措施，以适应快速变化的行业需求和技术发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 贺文武，刘国买，刘建华.新工科专业育人共同体与学习共同体构建研究：以数据科学与大数据技术为例[J].教育评论， 2018（8）：46-51.

[2］ 方向.新工科背景下的大学计算机教学改革研究与实践：以山东工商学院为例[J].大学教育， 2019（6）：88-90.

[3］ 潘恋.新工科背景下程序设计类课程线上线下融合的教学实践研究：以C语言程序设计为例[J].现代信息科技， 2023，7（20）：181-184.

[4］ 苏小红，苗启广，陈文宇.基于AI赋能和产教融合提升程序设计能力的个性教学模式[J].中国大学教学， 2023（6）：4-9.

[5］ 张蓉，文劲宇，李红斌，等.新工科背景下课程思政系统设计与实施[J].电工技术学报， 2023， 38（11）：3094-3100.

[6］ 于力，陈忠道.“新工科”背景下课程思政的案例设计与实施：以“数字图像处理”课程为例[J].工业和信息化教育， 2021（3）：33-36.

[7］ 胡劲松，张亮，黄海军.项目驱动的启发式教学在软件工程课程中的应用[J].计算机工程与科学， 2016， 38（增刊1）：228-231.

[8］ 彭立威，施晓蓉.“新工科”背景下课程思政建设“四全覆盖”模式的探索[J].国家教育行政学院学报， 2022（11）：63-70.

［责任编辑：苏祎颖］