西藏地区高校“面向对象技术”课程“立体”人才培养模式研究——以西藏大学为例.pdf
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1、引 言“教高 2018 2号”文件1要求建设高水平本科教育,围绕激发学生兴趣和潜能深化教学改革。“教高2018 3号”文件2也给出实施卓越工程师教育培养计划2.0指导意见。2019年教育部召开了“六卓越一拔尖”计划 2.0 启动会3,推动全国高校掀起一场教学“质量革命”4。“加快推进教育现代化实施方案(20182022年)”指出推进教育现代化5,6,通过一流专业建设“双万计划”,实施创新创业教育以及就业创业促进计划。特别是“教高 2019 8号”文件7提出经过三年左右时间,建成万门左右国家级一流本科课程和万门左右省级一流本科课程。这些文件为我国高校课程改革和创新提供了宏观指导性意见,指出课程创
2、新涉及到推动课堂教学改革、重塑教育教学形态、共享优质教育资源、构建深度融合的协同育人新机制西藏地区高校“面向对象技术”课程“立体”人才培养模式研究以西藏大学为例高红梅1,2黄宇轩1,2高定国1,2倪胜巧1,3(1.西藏大学信息科学技术学院西藏拉萨8500002.藏文信息技术创新人才培养示范基地西藏拉萨8500003.四川大学计算机学院四川成都610065)摘要计算机编程是实践性和应用性很强的课程,结合“新工科”建设的新要求和学生实际情况进行创新教学势在必行。文章以西藏大学“面向对象技术”课程为例,通过对教学内容、教材、教学资源、教学方法及手段、课程组织等开展创新探索。依托开放实验室,在项目培育
3、驱动下,结合信息技术和校企合作等多渠道搭建智慧课程学习平台,构建“立体”课程教学模式,形成该课程大学四年系统、连贯、完整、立体的课程人才培养体系。实践证明该模式能够改变教学内容和教学方式单一、学生动手能力弱、主观能动性不强、专业整合统筹能力欠缺等问题。同时以该课程教学为契机,完成大学期间的工程能力培养和创新工作,更好的实现工科人才培养目标。关键词“立体”人才培养;“面向对象技术”课程;开放实验室;西藏高校DOI:10.16249/ki.2096-4617.2023.02.012中图分类号 TP311.52文献标识码 A文章编号 2096-4617(2023)02-105-009收稿日期:202
4、2-10-08基金项目:西藏自治区一流课程、教育部第二批新工科研究与实践项目(E-JSJRJ20201343);国家自然科学基金项目(62166038);四川省科技计划项目(2023YFQ0044).第一作者简介:高红梅,女,汉族,四川乐山人,西藏大学信息科学技术学院副教授,主要研究方向为网络舆情和模式识别。等方面。课程教学目标包括知识目标、能力目标和情感目标。“面向对象技术(Java)”在课程教学中立足培养学生的面向对象编程思想、逻辑与思维,养成良好的程序设计习惯,掌握编程的基本方法,培养学生使用程序设计语言解决实际问题的能力。将面向对象程序设计的基本理论与实践技术相结合,以适应技术进步和市
5、场对人才的需求。西藏高校学生有一定的特殊性,具有以藏汉为主的多民族结构,且不同省份生源专业基础差异较大。西藏地区近几年信息化发展迅速,对信息化人才需求不断提高。根据“新工科”研究与实践建设的新要求,需要不断优化课程教学,结合西藏本地应用需求,多渠道为学生搭建学习平台,强化实践环节,突出学生创新能力,培养学生工程开发能力。1 传统“面向对象技术”课程学情分析“面向对象技术”课程是一门实践性很强的课程。按培养方案规定的一半理论、一半实践共72学时教学后的调研显示,学生普遍认为该课程虽然抽象但能够理解部分概念和案例,就是很难动手进行操作,项目开发只能跟着练习,大部分学生不会自己写代码,达不到知识转化
6、目的。并且这种固化教学模式也很难将新应用和新技术真正融入教学。笔者认为造成这种结果的原因主要有以下四个方面。第一,学生知识基础差异较大,存在“吃不饱”和“吃不消”并存现象。如,2021年西藏大学分别在西藏、河北、山西、辽宁、广东、山东、四川、上海、江苏等19个省份招生,并且区内外学生比例约为1:1。据2021年西藏大学招生数据显示,区内外学生的分数段相差达到260分左右,且各省份高考难度也有区别。这种情况增加了教师的教学难度,老师对学生不能采用完全统一的教学方法和教学手段。第二,动手和实践能力较弱,主体能动性不强。一方面,该课程重点是培养学生编程能力,为后续课程积累编程基础。若仅限于培养方案中
7、的实践学时,学生编程能力得不到强化。课后时间如果老师没有安排,能够自主学习的学生不多,且由于每门课程没有连贯性的培养计划,学生课程学习目标并不明确,能动性滞后。另一方面,该课程实践是一个长期积累的过程。西藏处于国家边陲,信息化发展相对滞后,学生能够去企业和社会接轨的实践机会相对较少,需要教学单位为学生提供多方位课程资源和平台整合建设辅助提高实践能动性和能力。第三,专业知识整合和统筹能力欠缺。“面向对象技术”课程的传统教学模式使得课程学习中高阶性、反思性和整合性体现不够,教学内容不具有挑战度8,同时学生在学习阶段缺少对该课程在专业应用中的了解环节。因此,需要项目培育、开发和竞赛驱动,培养学生对专
8、业知识进行整合的能力,实现课程学习统筹,在开展“产-学-研-用”中能够角色转化并具有持续发展能力,提高计算机行业就业竞争力。第四,实验室队伍和管理方面缺乏对学生的指导,专业课老师参与力度不够。一方面,开放实验室管理队伍的工作职责更多为实验室制度和规则的执行、设备的管理、实验室安全的防护等方面;另一方面,专业课老师指定课程外学习计划,并利用实验室提供课程实践场地开展专业课程的指导并不多。即,学校课程教学和开放实验室工作是分离的,实验室和教学科研没有进行课程教学统筹,开放实验室只是学生课余上机、课后作业或为了完成老师布置的任务的场所,导致开放实验室成员随机,任务培养随意,现场指导老师只有值班的随机
9、机房管理人员或安排的学生。因此,存在学生在开放实验室的学习没有针对性,培养内容不明确,业余利用率和效率不高,专业课教师参与力度不够等问题。高原科学研究 2023年第2期(总第23期)1061062 课程改革教学模式解决方向在课程创新过程中始终贯彻“以学为中心”的教育理念,全面反映提升课程教学质量和改革创新思路、举措、效果及反思。深化传统教学内容、教材、教学方法基础上,注重信息技术在课堂教学中的应用,把课堂搬到学生的任何时间和地点。2.1 推进教育信息化与教学深度融合遵循教育规律,构建基于信息技术的新型教育教学模式。促进虚拟现实、人工智能等案例内容以及多媒体、现代教育技术、开放实验室等手段与教育
10、教学深度融合,充分利用信息技术开展人才培养模式和课堂教学模式改革,推动信息化手段服务教育教学全过程,通过多元并进提高学生学习效果。2.2 专业核心课程和现代教育技术优势结合挖掘课程特点,根据学生学情建设符合网络传播和教学活动的多层次、高质量、由浅入深、循序渐进的在线开放课程,满足不同教学、学习需求。通过线上开放课程资源和虚拟实验室建设拓展教学,提高知识启发性和吸引力,激发学生学习潜力和积极性,提高学生学习自主性和积极性,扩大选用或自建优质课程资源受益面。2.3 推动课堂教学改革以社会需求为中心展开终身学习能力培养,通过课堂教学内容和教学方式改革促进课堂宽度和深度。积极推广混合式教学、翻转课堂、
11、Spoc教学模式等多种教学模式,把校内学习环境改造为随处可用的智慧教室,课堂构建由传统模式转变为线上线下相结合的模式,打造适应学生自主学习、管理、服务、反馈需求的智慧课堂,推动形成泛在化学习新环境。2.4 共享优质教育资源鼓励教师多模式应用,帮助学生选好、学好、用好课程慕课资源9,并且结合当地应用和学生学习实际情况建设课程特色资源以完善Mooc资源。鼓励学生多形式学习,推动形成支持学习者人人皆学、处处能学、时时可学的持续良好的生态校园学习环境。2.5 重构课程教学模式课程教学杜绝单纯知识传递,注重能力素质培养。解决好教与学模式创新问题,杜绝信息技术应用的简单化、形式化。围绕课堂元素开展课程人才
12、培养设计,注重知识的学习引导,承前启后,由理论到实践,再到项目培育和社会应用,环环相扣,做好课堂课程互动,提升课程学习的广度和深度。“面向对象技术”课程在大一大二阶段重点是程序强化训练,大二大三开始实施大创项目培育。在编程能力和项目培育的基础上参加学科竞赛,期间辅以企业实训等,拓展Java编程思维和能力,然后在大四阶段进行毕业实习和毕业设计,整体提升就业竞争力。3“立体”教学创新模式探索针对学生差异,依托开放实验室,设计循序渐进的培养模式。构建“课程+实践+企业实训+综合应用开发+开放实验室+创新创业+学科竞赛+毕业设计”的“立体”课程人才培养体系,具体如图1所示。新工科背景下,课程建设应该在
13、实验平台支撑下,汇集多种资源,多路径建设实践及创新创业平台,不断创新融合发展,为学科建设和培养人才提供有力支撑10。结合美国工程教育界提出的强调工程实践高红梅,黄宇轩,高定国,等:西藏地区高校“面向对象技术”课程“立体”人才培养模式研究以西藏大学为例107107能力培养的“回归工程”口号、2014年复旦大学张学新提出的对分课堂(PAD)和目前国内外高等教育高度认同的工程教育范式OBE教学理念11,以成果为导向衔接实践环节,重塑教学关系。“面向对象技术”课程于大二第一学期开设,本研究团队以该课程为起点,依托开放实验室,设计连续的课程人才培养体系,即:大二假期学习Java企业课程,大二第二学期开学
14、后强化Java编程能力,同时开始项目培育、大创申报、学科竞赛等;大三除了对其他专业课实践开展技术支撑外,同时利用假期时间到企业进行企业实训。通过以上培养过程实现了学生的知识、能力、情感等目标的相互联系和实现。在此“立体”课程人才培养体系实施过程中涉及到教学内容、教材、教学方法、教学手段等方方面面的变化。3.1 教学内容(1)针对新工科建设目标,修改传统线下教学资源,包括大纲、教案、课件、案例等,并同步建设与课程配套的教学课件、参考文献库等电子资源。(2)建设该课程视频资源,线上共享优质教育资源。课程资源不仅包括针对不同学生推荐和选择的代表该课程通用知识的Mooc资源,同时还包括课程团队针对区内
15、需求和学生学情自建的视频资源,例如藏文信息处理等方面的知识。(3)建设大量实践实训内容,针对不同层次学生开发不同案例和实践内容,包括线上实训平台题库的完善和汉藏双语Java程序设计教程的案例建设和呈现等。(4)结合计算机等级考试和各类程序设计比赛建设期末考试和学科竞赛试题库。(5)结合西藏社会发展需要,加大应用型案例资源建设,包括挖掘思政内容融入案例,实现社会需求案例,开发汉藏双语教学资源等。3.2 教材教材选择方面,鉴于该课程的应用性和时效性,应该选用实践性强的教程。在实践教程的基础上,补充选用一些新形态的一体化教程,课堂实战采用图、文、音、视频教程展开问题和案例。比如,用微课学教材可以实现
16、看、学、练一体的学习实践体验,此类教材中每个知识点都有微课视频二维码,学生可以随扫随学。教材建设方面,落实“课程思政”的“事、时、势”要求12,结合课程开展过程中的教学成果挖掘思政内容,梳理章节知识点对应的具有时势背景的思政元素,撰写汉藏双语案例式教材以及教材数字化。编写时注重理论与实践紧密结合串联知识,强调实用性和可操作性。比如最简单的第一句输出“HelloWorld”,可以在后面加入“大国工匠”“工程伦理”“科技报国”“祖国统一”“民族团结”等方面的内容。特征之一的高原科学研究 2023年第2期(总第23期)图1 西藏大学“面向对象技术”课程“立体”人才培养模式Fig.1 Multi-di
17、mensional talent caltivation mode of Object-oriented Technology course in Tibet University108108“继承”可以通过案例把党的行动纲领融入人、教师、党员教师关系中。3.3 课堂教学组织和教学方法“面向对象技术”课程实行理论和实践结合的教学组织形式。在理论教学过程中注重教学内容与实际场景结合,深入浅出。实践环节重视“传-帮-带”,强化学生编程能力。课堂“教-学”过程中设计老师、学生、平台等互动。整个环节以实践训练为核心,提升学生Java语言程序设计能力。课程教学过程中,采用实践为主、视频补充、大量实训为辅
18、的思路组织整个Java语言程序设计课堂的学习。在教学方法方面,以“项目”“任务”为切入点,灵活使用“案例”“项目导向”“启发式”“任务驱动”等教学方法,为了提高学生的兴趣,更多采用案例教学法。如图2所示的教学案例是按照软件开发的瀑布模型涉及到的开发阶段组织案例,从需求到设计,再到实现以达到培养学生工程编程思想的目的。另外,由于该课程概念比较抽象,知识讲解部分引入一些图片和视频来帮助学生更好地理解相关知识。同时,案例中设计课程思政、汉藏双语的内容,使课程内容更加具有课堂育人和实际应用意义。图2 面对面课堂案例讲解Fig.2 Face-to-face classroom case explanat
19、ion3.4 在线学习和实践教学平台课后补充教学和实践强化过程利用线上平台开展。如图3所示,该平台主要包括三部分内容,第一部分为老师整理和建设的学习视频、课程资料、课件等;第二部分为学生虚拟实践平台,包括实践课程和项目设计,该部分内容大多根据代码编写难易程度设计为具有游戏特征的攻关操作;第三部分为教师根据学生学习情况差异化补充的作业、讨论和测试题目,加强学生对知识的消化和巩固。平台同时能对学生的操作时间、修改情况、通关过程进行统计、分析和报告,教师根据这些学情随时调整教学内容。国内外很多学校的学生线上课程也是正式课程,鉴于西藏地区学生的专业基础较弱,线上Spoc是面对面课堂补充,基础差的学生可
20、以夯实基础,专业能力强的学生可以拓展课外知识。图3 线上Spoc补充教学过程Fig.3 Online Spoc supplementary teaching process高红梅,黄宇轩,高定国,等:西藏地区高校“面向对象技术”课程“立体”人才培养模式研究以西藏大学为例109109在线课程内容以知识点为单元进行组织,对应实训项目开展线上实践教学。其中,每个实训项目围绕一个知识点,配置短视频和知识点训练库开展,建设大量实训题目强化编程能力。目前线上平台已形成了标准化的课程制作和上线流程,能够支持课程资源的持续改进和快速上线。因此,本课程线上资源包括平台课程、自建内容、中国大学Mooc资源等,在教
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