張 磊, 孟宇慧祉, 姜鑫桐, 王煒淇, 艾欣燃, 李書馨, 楊瑾銘, 韓鎰光

(佳木斯大學信息電子技術學院,黑龍江 佳木斯 154007)

0 引 言

由于新的科技革命和信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,迫使教育尤其是工科教學面對重大變革、機遇與挑戰(zhàn),國家戰(zhàn)略發(fā)展明確提出以新工科建設為主的新一輪高等教育教學的發(fā)展理念。新工科這一概念一經(jīng)提出,就在國內(nèi)各高校引起廣泛的關注[1]。這種基于工程學科,并對其注入新內(nèi)涵的新型專業(yè)教育改革,被認為是自 “復旦共識”和 “天大行動”之后,工程類專業(yè)教育改革的新階段[2]。

新工科的新主要體現(xiàn)在新興、新型和新生等三個方面[3]。對于計算機類課程來說,很多新興、新型和新生產(chǎn)業(yè)如物聯(lián)網(wǎng)工程、人工智能、語音識別、智能駕駛等均依賴與計算機專業(yè)中的信息科學相關技術的發(fā)展與創(chuàng)新。這使得計算機專業(yè)這一與新工科最為貼近也最具發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)成為了新工科建設的排頭兵和試驗田。因而,在計算機類相關專業(yè)向新工科發(fā)展,尤其是使其課程建設、教學改革適應這樣一種發(fā)展成為了計算機相關教學人員關注的重點。

在計算機相關專業(yè)向新工科轉變方面,物聯(lián)網(wǎng)工程和朝陽產(chǎn)業(yè)人工智能已相繼提出了其實踐平臺建設和人才培養(yǎng)模式向著新工科方向的發(fā)展規(guī)劃。并形成了在實踐平臺基礎上的新工科評價體系和發(fā)展對策[4],以及以智能化、自動化和類人化為目標的人工智能人才培養(yǎng)發(fā)展目標[5]。而在傳統(tǒng)的計算機專業(yè)這一范疇,則利用教學理念更新、加強產(chǎn)學研合作來提升并換發(fā)這一傳統(tǒng)專業(yè)在新工科背景下的活力[6]。

但是,以上新工科建設的觀點多集中在目標建設和專業(yè)建設上,對于具體的課程建設尤其是如何加強教學效果方面的探索相對較少,僅存在杜娟等人[7]提出的體驗式教學方法這一種方式來加強新工科的教學效果。且吳曉雨等人[8]的探索則主要集中在實驗教學方面,未能將計算機類課程與項目式教學有效結合。因此,基于項目式教學能夠提升學生自主學習的積極性,培養(yǎng)學生實踐教學能力這一優(yōu)勢,提出在新工科背景下計算機類課程項目式教學的項目制定模式,為新工科發(fā)展和項目式教學的結合創(chuàng)新提供有益的探索。

1 新工科與項目式教學

在新工科背景下,新型的工科建設所遵循的主要原則是將產(chǎn)學研一體化和學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力融合與教學過程中,使學生在掌握基礎知識尤其是多學科基礎知識的前提下,能夠將其融入到自身的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力發(fā)展上,以適應當前科學技術高速發(fā)展的需要。因此,不僅需要在專業(yè)建設和課程建設上體現(xiàn)這一原則,更需要在授課形式以及授課內(nèi)容方面有所轉變。

項目式教學是一種能夠提升學生自主學習的積極性,培養(yǎng)學生實踐教學能力有效教學手段。該方法通過將日常的教學內(nèi)容融入到項目開發(fā)環(huán)境中,使學生在項目實踐中學習課程內(nèi)容。這樣一種教學手段在傳統(tǒng)專業(yè)教學中,尤其是計算機傳統(tǒng)教學中,一方面可通過項目實現(xiàn)了學生與實際工作中的項目開發(fā)、項目實踐接軌,提升就業(yè)核心競爭能力;另一方面也可通過這種項目開發(fā)中的角色扮演,增強學生的帶入理念,提高知識學習的積極性。

由于新工科所涉及的多是一些交叉學科或者說是一些學科內(nèi)容的前沿發(fā)展,這使得學生面臨著學習科目增多、內(nèi)容難度增大、實驗測試困難等一系列學習過程中的障礙。這些障礙更容易造成學生學習過程中的厭學情緒和學習效果的不自信,需要在教學過程中提升授課內(nèi)容的生動性,在學習效果中增加更為科學規(guī)范的效果評測。因此,基于這幾個方面的考慮,提出了在新工科背景下的計算機類課程項目式教學的項目設計模式,并借此對新工科教學的發(fā)展和教學改革進行有益的探索。

2 新工科背景下的計算機類課程項目設計模式

新工科的課程建設需要在課程講授的過程中充分體現(xiàn)出課程內(nèi)容的融合性、創(chuàng)新性以及前瞻性,同時利用項目式教學,提升學生的自主學習能力,提高學習積極性,并通過形成性的教學效果評測,反饋學生對教學過程中項目內(nèi)容和項目涵蓋知識面的學習掌握情況,并及時的進行項目調(diào)整,最終通過項目式教學達到新工科教育教學的目的。因此,制定了如圖1所示的新工科背景下的計算機類課程項目設計模式。

圖1 新工科背景下的計算機類課程項目設計模式

在該模式下,著重關注對學生團隊訓練、技術融合、創(chuàng)新能力等三個方面的培養(yǎng),具體表現(xiàn)為項目設計應遵循的三個原則,分別是團隊訓練原則、技術融合原則和創(chuàng)新原則。其中,團隊訓練原則要求設計的課程項目需要能夠培養(yǎng)學生的配合能力、溝通能力、協(xié)調(diào)能力、妥協(xié)能力、折中能力等多方面能力,這不僅是提升學生對當前課程下的知識能力的培養(yǎng),也是對學生綜合素質尤其是創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力的潛移默化。滿足新工科對學生基礎知識掌握和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力等方面的要求。

新工科中的很多發(fā)展方向都是對多種存在技術的跨界融合,體現(xiàn)一種多學科的交叉發(fā)展,例如人工智能在物聯(lián)網(wǎng)方面的應用所表現(xiàn)的無人駕駛和智能收費等等。因此,在計算機類課程項目設計的過程中,還需要考慮技術融合原則,即在設計項目的過程中綜合考慮項目對基礎知識、關鍵技術、系統(tǒng)集成、工程實施、跨界融合等幾個方面的知識傳遞與創(chuàng)新意識。形成學生能力培養(yǎng)基礎上的專業(yè)知識和專業(yè)技術水平的提升,保障新工科專業(yè)融合方面的優(yōu)勢,提升學生的核心競爭能力。

新工科的新更多需要體現(xiàn)在學生的創(chuàng)新能力上,利用學生的能力和專業(yè)技術知識,形成創(chuàng)新型的發(fā)展方向。因此,在項目設計上,還應兼顧創(chuàng)新原則,在研究創(chuàng)新、實踐創(chuàng)新、創(chuàng)新質量層級、發(fā)展前景評測、創(chuàng)新效果反饋等多個方面對學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新目標進行培養(yǎng)。使學生在項目教學的過程中,自覺的建立創(chuàng)新意識,具有自主創(chuàng)新能力,能夠利用所學知識,提出創(chuàng)新思想和創(chuàng)新目標,提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的成功概率。

最后,通過形成性的教學效果檢測獲得當前項目的教學效果,并及時與學生反饋掛鉤,按照反饋意見對項目的標準、內(nèi)容進行整改,使設計的項目更具有吸引學生的能力、創(chuàng)新意識培養(yǎng)能力,調(diào)動學生學習的積極性,提高教學水平。

3 結 語

新工科教學改革是適應當前社會科學技術高速發(fā)展的必然,如何在新工科背景下突出教學的重要性和提升教學效果,成為了當前新工科教學改革著重關注的對象。針對這一觀點,結合項目式教學這一有效提升學生學習自主性的教學方式,提出了新工科背景下計算機類項目式教學的項目設計模式,并通過該模式下的三個項目設計原則,對新工科背景下的計算機類項目式教學展開了研究與探索,為新工科課程改革的發(fā)展與完善進行了有益的探索與實踐。