新工科背景下高校公共课教学改革探究

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摘要：传统的高校Java公共课教学模式已经无法适应和配合新工科建设发展，结合新工科相关理念、要求和山西大同大学Java公共课建设及实施情况，提出面向新工科的高校Java公共课教学改革措施，从课程目标、教学内容、教学方式、师资团队等方面进行改革探索，旨在为推进高校Java公共课发展建设提供参考和借鉴。

关键词：新工科；高校Java公共课；教学改革；思政教育；交叉学科；线上辅助教学平台

0前言

随着物联网等新兴科技的蓬勃发展，国家对工业人才的教育、思维和创新力提出更高的要求，新工科概念在这样的背景下应运而生。在教育部指导下，经过多次教育发展战略会议的研究和探讨，先后产生“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性成果，推动了新工科建设的快速发展。新工科是内涵广泛的综合概念，如果站在学科角度来看，新工科是涉及多学科交叉融合、以高新技术为依托的新型工程学科教育。在新工科教育的发展过程中，计算机等相关信息技术起到重要的支持作用。高校Java公共课作为一门计算机基础课程，往往是交叉融合学科所涉及的信息技术基础课。然而传统的Java公共课在课程定位、教学内容等多个方面都无法适应和配合新工科教育的发展，教学模式亟待改革。本文总结传统的高校Java公共课中存在的问题，在此基础上，提出满足新工科建设要求的高校Java公共课教学改革措施，从课程目标、师资团队、教学内容及方式等多个方面进行改革探究。

1传统的高校Java公共课中存在的问题

1.1课程定位、目标与专业需求不匹配

传统的高校Java公共课被归为通识教育课程，面对不同授课专业采用无差异的教学大纲，缺乏专业针对性。课程目标实现偏重于理论知识学习，忽略了对学生计算思维、用编程分析和解决本专业实际问题的能力的培养。这种模式下的课程定位与目标造成学生学习盲目、缺乏学习动力等问题，也无法满足新工科建设背景下对复合型工科人才创造力、实践能力等方面的要求。

1.2教学内容陈旧

传统的高校Java公共课教学内容以Java理论基础学习和经典算法练习为主，内容陈旧，无法体现相关技术的新发展、新应用。同时，教学内容中缺乏专业实际应用案例，无法培养学生针对实际问题的分析和解决能力。过多抽象的理论知识也造成课堂乏味，降低了学生的学习热情。

1.3教学方式上仍采用以教师为中心的教学手段

虽然高校Java公共课已经普遍采用讲练结合的教学方式，并且部分高校的实践课时数多于理论课时数，表面上加强了对学生实践能力的培养，但是方式上仍延续以教师为中心的传统教学手段，由教师讲授问题，学生进行练习。这种方式不能调动学生自主发现和分析问题的积极性，同时学生之间也缺乏团队沟通，不利于培养学生的团队合作能力。

1.4师资团队缺乏针对交叉学科的教学和实践经验

高校教师多为研究生毕业后直接任教，“从学校走进学校”，师资来源单一。很多高校教师对理论研究的投入远多于实际项目参与，造成其缺乏实践经验的情况[1]。具备交叉学科教学和实践经验的教师更加短缺，这一现状给涉及新工科教育建设的相关课程发展带来挑战。1.5考核评价机制单一传统的高校Java公共课采用平时成绩+期末成绩的课程考核制度，部分高校在此基础上增加了期中测试，但是这种形式的考核会在学生期中、期末突击学习和教师对平时成绩缺乏严格把控的情况下失去客观性。学生仍没有摆脱应试教育模式，没有把课程的学习真正当作对自己能力的培养。

2面向新工科的高校Java公共课教学改革措施

2.1提出符合新工科建设要求的课程定位与目标

根据国家教育部发布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中的内容及新工科的发展要求，高校Java公共课需承担起为交叉学科提供信息技术支持的重任，能对相关学科的研究与应用起到促进作用。因此，笔者认为高校Java公共课的课程类型应从通识教育课程转变为学科基础教育课程，针对不同学科，实现差异化教学大纲，突出专业针对性。新的高校Java公共课课程目标需脱离应试导向束缚，要站在新工科的理念、要求、途径等层面引导教学开展[2]。在理念上，新工科强调积极应对变化，主动塑造未来，因此，课程目标中需指出培养学生自主学习与创新能力，明确提高学生塑造未来、贡献社会的责任意识。在要求上，新工科旨在培养多元化、高质量人才，因此，课程目标中要指出提高学生用计算思维来分析和处理融合学科问题的能力。在途径上，新工科实现继承与创新、交叉与融合，因此，新的课程目标依旧要保留学生对部分经典理论知识的掌握要求，同时要求学生了解与本专业相关的新技术、新方法。

2.2改进教学内容

面向新工科的高校Java公共课教学内容应由基础理论、交叉学科案例与思政教育组成。基础理论部分保留原有教学中的Java语法基础、面向对象思想，去掉异常处理、接口等Java高阶内容。这一部分是Java学习的基石，所有授课专业都采用相同的教学内容。交叉学科案例主要体现在应用学习环节，替代原来的数学问题求解和经典算法编程。根据不同专业背景凝练出对应的交叉融合学科案例，以案例任务驱动学生学习。学生必须以团队合作的方式来自主分析、设计、实现案例中的任务节点。通过交叉学科案例教学活动，能有效地培养学生的计算思维、大数据思维、程序设计思维。思政教育包含工匠精神、新工科内涵与特征、国家科技发展政策等内容，通过思政教育，让学生了解国家对工科人才的新要求，明确自身所承担的国家社会责任。结合山西大同大学的Java公共课教学情况，本文呈现了适用于新工科要求的Java公共课教学内容提纲，将基础理论学时调整为8学时，交叉学科案例学时调整为40学时，并在各部分引入思政教育元素，具体的提纲如表1所示。

2.3实施以学生为中心的教学方式

传统的以教师为中心的教学方式无法调动学生学习的积极性，学生过度依赖教师，对知识的掌握更多停留在记忆和理解这种低级学习阶段，忽视了应用、分析能力的培养。同时，学生的自主学习能力也无法得到提高。在新工科背景下，应该采取以学生为中心的教学方式，即使是基础理论部分的授课，也要抛弃传统的讲授方式，采用“课前阅读、课中讨论、课后练习”的模式进行教学：课前，教师向学生推荐获取原始教学材料的途径，由学生自行完成知识的记忆和理解，带着疑问进入课堂；课上，以教师组织课堂讨论和其他教学活动为主，锻炼学生的分析、应用以及创新能力；课后，通过多种形式的练习，巩固学生对知识的掌握[3]。为了有效地实施以学生为中心的教学方式，需要借助丰富的网络资源，构建辅助学生课前阅读、课后练习的线上教学平台。本文以山西大同大学Java公共课建设为基础，借助超星学习通软件构建线上辅助教学平台，如图1所示。

2.4师资队伍建设

师资队伍建设是培养学科专业人才的前提和保证。针对新工科建设的要求，需从队伍组建、在职培养、人才引进等方面提高师资队伍质量。队伍组建不应只局限于从计算机学院引入教师，还需将具有代表性的融合学科专业教师引入团队，比如计算化学、生物信息学等领域的师资力量，共同参与课程建设研究，构建适合Java公共课教学的交叉学科案例。在职培养需要为教师树立新工科的教育理念，明确新工科的内涵和特征，在此基础上，增加教师到企业挂职锻炼的机会，提高教师的实践能力和加强教师对相关融合学科专业领域的理解。此外，应加强校企合作，聘用校外教师，构建校内外结合的师资团队，打破“从学校走进学校”这种师资来源单一的现状。

2.5丰富考核方式

可在考核方式中引入融入计算思维的竞赛机制，开展课内竞赛活动[4]。参考大学生计算机设计大赛、程序设计大赛等国内竞赛形式，将部分考核内容替换为软件设计与开发、数字媒体设计、软件服务外包等竞赛内容，以更有趣的方式来加强对学生综合实践能力的考查。在考核中引入计算机等级考试，将等级考试成绩按照一定比例纳入课程总成绩，实现以证促学的效果[5]。图2所示为一种适用于Java公共课的多元考核方式占比。

3结语

本文在分析和总结高校Java公共课现存问题后，结合山西大同大学课程建设情况，提出面向新工科发展的高校Java公共课教学改革措施，为新工科建设提供参考。后续通过实践的积累，会不断完善课程体系，补充交叉学科案例，力争为推进高校Java公共课程发展作出更大的贡献。

参考文献

[1]康耀龙,冯丽露,张景安.新工科背景下应用型本科计算机专业师资队伍建设[J].中国现代教育装备,2019(5):101-102,108.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.

[3]赵炬明,高筱卉.关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考[J].中国高教研究,2017(8):36-40.

[4]阳建中,陈慧蓉,姜愉,等.融入计算思维的竞赛机制在计算机公共课教学改革探索[M]//2020年第四届国际科技创新与教育发展学术会议论文集:香港新世纪文化出版社有限公司,2020:40-42.

[5]张建,凌兴宏,魏慧,等.应用型本科高校计算机公共课“以证促学”模式的改革与实践[J].计算机教育,2021(3):175-179.

作者:张盛天 郭文俊 康耀龙 王文军