新工科建设指引下的西部高校一流本科课程建设——以大学计算机基础课程为例

1 建设背景

以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的“新型工程人才”的“新工科”概念，在2017 年2 月召开的“综合性高校工程教育发展战略研讨会”上首次被提出^[1]。一年后，教育部部长陈宝生又指明了把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”的课程建设改革方向^[2]。在半年后的第十一届“中国大学教学论坛”上，教育部高教司司长吴岩首次对“金课”“两性一度” 的评价标准进行了描述^[3]。随后，一流本科课程“双万计划”在教育部颁布的《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中被确定^[4]。与此同时，吴岩司长在2019 国际机械工程教育大会上的“勇立潮头，赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革”报告中，进一步明确了“新工科建设指引，推进一流本科课程建设”的高校课程改革发展战略。

如何践行“新工科建设指引，推进一流本科课程建设”的战略思想，创新发展高校课程建设，是摆在所有高校面前的一项课题，尤其是西部高校，教学改革与课程创新建设被有限的“软、硬”教学资源严重制约，如何利用好丰富的线上教学资源弥补线下教学资源的不足，从而建立适应西部高校推进一流本科课程建设的体系，更是我们这些一线教师进行教学改革研究的重点。

首先，新工科建设的重要特征之一就是信息技术与不同专业的交叉融合；其次，研究高校各工科专业的教学培养方案，就可以看出计算机公共课程群在其中的基本支撑作用。因此，大学计算机基础作为计算机公共课程群的排头兵，该门课程的改革应该是“基点”。借助“双万计划”的强劲推动力，把大学计算机基础课程建设成为一流本科课程正是最佳时期。

2 西部高校线上线下混合式一流本科课程建设

2.1 课程建设基本原则

线上线下混合是5 类一流本科课程中的一类，即线上、线下、线上线下混合、虚拟仿真实验教学、社会实践。该类一流本科课程建设遵循围绕“两性一度”加强课程思政建设的基本原则。

2.2 课程建设目标

2.2.1 西部高校的基本特征

众所周知，西部高校在高水平人才、学术影响力、资金投入等方面与国内一流大学差距巨大。这些情况从上海软科对高校现状给出的统计分析结果中，就不难看出。另外，地方政府支持力度有限、管理体制机制相对落后、国际化合作欠缺等因素，都在制约着西部高校建设一流本科课程建设。因此，西部高校不能走北大、清华的建设之路，而是要走一条引进、消化吸收、再创新的一流本科课程建设之路。

2.2.2 课程建设的基本形式

线上线下混合式一流本科课程，主要指基于MOOC、SPOC 或其他在线课程，运用适当的信息化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改革。针对不同课程的基本特征，安排20%～50%的教学时间实施学生线上自主学习，与线下面授有机结合，采用翻转课堂、虚拟实验等新型教学形式，打造线上线下混合式一流本科课程。

2.2.3 课程建设的基本思路

1）教学目标的“高阶性”。

“高阶性”是知识能力素质的有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，因此，针对教学目标对知识点进一步明确和细化，分成知识传授、能力建设和素质拓展3个层次。

第1层次的内容涵盖课程的事实性和概念性知识，通过课堂讲授配合线上学习完成。

第2层次以第1 层的内容为基础，引导学生学习和理解技术原理，侧重应用能力的培养，可以采用课堂讲授、虚拟仿真实验和翻转课堂展开教学活动。教学过程侧重对计算机新技术、应用案例的介绍，引导学生以小组为单位广泛搜集、分析整理素材，通过汇报交流学习后，再由教师修正总结。在虚拟仿真实验平台上，可通过实验设计思路、实验内容、实验方法和实验步骤，帮助学生加强对技术的理解和应用。

第3层次的内容传授应用基本技术原理解决实际问题的思维和方法，培养学生的计算思维能力，引导学生逐步建立用计算机解决本专业问题的思维模式，为学生的终生学习奠定基础。

2）教学设计的“创新性”。

（1）课程内容有前沿性和时代性。计算机技术是当今社会最能体现前沿性和时代性的科学技术。例如，大学计算机基础的课程内容涉及原理概念、支撑平台、信息处理、计算文化，其中就包括能落地的计算机最新技术的应用，如云计算、大数据、物联网、移动互联网等。

（2）教学形式体现先进性和互动性。利用在线教育技术，引进国家精品在线开放课程，结合本地SPOC 平台，开展“MOOC+SPOC+ 翻转课堂+ 虚拟实验”的混合式教学。

（3）学习结果具有探究性和个性化。翻转课堂的教学活动设计颠覆了教师讲、学生听的授课模式，这种教学模式充分体现了“以学生为中心”的教学理念，教师由讲者转变为教学的引导者。项目式的分组讨论使学生更注重知识的探究，学习结果更个性化。这种教学手段能够极大地激发学生的学习兴趣和潜能，培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力。

3）课程评价的“挑战度”。

（1）对老师的挑战度。混合式教学不是仅从形式上发生变化，而是涉及内容体系、实施方案、考核方式等方面的更新和再造，需要教师花时间、花精力，热情饱满地备课、讲课。

（2）对学生的挑战度。对学生的挑战度主要体现在考核要求上，课程考核注重学习过程的记录和评价。总评成绩除了考勤、答疑、作业和期末考试以外，还可以加入线上学习、翻转课堂项目汇报、在线论坛开放问题讨论、在线答疑等内容的考核。

3 基于线上线下混合教学的计算机类公共课程设计

3.1 教学目标

教学目标是教学的出发点和归宿，是教师对学生达到的学习成果或最终行为的明确阐述。一切教学活动都是围绕教学目标进行和展开的。就教学目标本身而言，它具备支配教学实践活动的内在规定性，起着支配和指导教学过程的作用，也是教师进行课堂教学设计的基本依据。教学目标的分析与确定是教学设计的起点，它首先分析学生需求、能力需求、学习兴趣、社会需求等因素，在此基础上确定教学对学生学习内容所达水平程度的期望，使教学有明确的方向；其次给教学任务是否完成提供测量和评价的标准。

3.2 基本教学模式

融合“MOOC+SPOC+ 翻转课堂+ 虚拟实验”的课堂教学模式设计是为了更好地利用网络学习情境，组织好教学模式设计的各要素，形成一个良好有序的教学系统，从而更好地促进该课程教学。对接新工科建设要求，根据学生需求、能力需求、学习兴趣、社会需求等因素，重新审视该课程的教学设计，将因素驱动与多元教学手段融入教学设计中，以期达到更好的教学效果。融入因素驱动与多元教学手段的课程教学模式设计模型如图1 所示。

3.3 课堂教学方法

新技术驱动教学方法的融合，使传统课堂教学由根深蒂固的“知识传授”转变为“交流与评估”的双向互动模式。融合了“MOOC+SPOC+翻转课堂+ 虚拟实验”等新技术、新方法、新手段的混合教学方法，不仅能够适应新时代背景下大学课堂教学的组织实施模式，还加大教学的深度与广度，其中互动与分享是新混合教学方法的突出优势。因此，结合已建立的课程知识体系中的问题集合，将“MOOC+SPOC+ 翻转课堂+ 虚拟实验”等与传统课堂教学、实践教学方法进行融合，如图2 所示。

3.4 教学内容

目标明确后，就是教学内容的选择问题，即知识点在教学体系中的组织与呈现。在确定一个知识点时，应明确以下几点：为什么要学习这个知识点；为什么要在这个教学位置学习它；要凭借它学习哪些知识技能；可以用怎样的方式学习这些知识技能；这个知识点与前后知识点有何关系；最终将知识点归纳总结成若干问题。课程的知识体系建立过程如图3 所示。

4 大学计算机基础课程建设实例

4.1 课程教学体系的实施设计

4.1.1 重构教学内容

在充分分析本校学情后，结合混合式教学的特点，可以专业融合为目标，问题驱动为导向，案例设计为手段，结合虚拟实验平台对原有教学内容进行重构，落实课堂教学和实验教学内容，制订详细的教学计划。在课程内容的整理规划中，可以充分挖掘在计算机领域能对学生的人生观、价值观起到正确引导的思政案例，将思政教育融入课程教学中。在计算机的硬件平台和软件平台教学单元中，可以从学生熟悉的手机出发，从芯片、操作系统等引入知识点，如华为公司作为通信行业的优秀民族企业，研发出了具有自主知识产权的芯片和操作系统，这些刚好可以作为案例。

4.1.2 确定教学模式

通过3 年实践，逐步确定了“MOOC+SPOC+翻转课堂+ 虚拟实验”的混合教学模式。在MOOC 课程中，学生着重完成指定章节知识点的视频学习，参加测试，完成虚拟实验，参与课程讨论；在SPOC 课程中，补充重点、难点问题的讲解，多视角展示相关知识点，并适当增加针对本校课程大纲的单元测试及考试；在线下课堂中注重知识体系框架的搭建，完成知识点内化，重点放在思路性内容、难点性内容的讲解；在翻转课堂环节采用问题驱动的分组讨论、小组汇报形式，适当融入专业案例，引导学生思考。

4.2 翻转课堂的实施设计

4.2.1 课前准备

分组：根据班级人数分组，每组4～6 人。

学习：教师对自学内容进行提纲式讲解引导，提出重难点；学生课后在MOOC、SPOC 平台学习指定视频，完成作业，参与讨论。

分组研讨：每组从指定的讨论题目中抽取一个；各小组通过查阅资料、学习视频课程完成讨论任务；根据学习结果制作汇报演示文稿。

4.2.2 课堂展示与讨论

成绩构成：总成绩= 小组互评（40%）+ 班级评分（20%）+ 教师评分（40%）。

分组展示：每组演讲者随机抽取，汇报本组研讨成果；组内其他人可予以补充。

提问与打分：其他同学和老师对展示小组进行提问；组外其他成员可通过微信小程序打分。

4.2.3 课堂总结

由教师对整个课程的讨论情况加以总结，并对本部分内容的重难点进行归纳。

4.2.4 课后改进与成绩提交

课后改进：各小组按照老师和同学提出的问题和建议修改自己的展示作品，修改完成后，按要求提交作业。

4.3 完善评价体系的实施设计

4.3.1 成绩计算办法

课程总评成绩各部分构成及说明见表1。

4.3.2 基于AHP 模型的教学质量模糊评价体系

教学模式质量评价是一个涉及面广且十分复杂的过程，但科学客观的评价对课程体系的建立能起到很重要的反馈作用。在3 年的教学实践中，我们利用AHP 建模与模糊评价理论尝试对混合教学模式进行客观评价，通过建立评价体系的AHP 模型、构造模糊评价矩阵、确定评价指标权重等过程，并选用乘积求和算子M（g Σ），实现多种因素综合考虑，避免了因个人主观臆断造成评价与事实不符的问题，期望能客观、合理地评价混合教学模式的教学质量。

首先根据层次分析法（AHP）构建关于MOOC课堂教学质量评价的层次结构模型，如图4 所示。

然后根据我校参加MOOC 教学的教师和相关课程组专家的问卷调查，征求各专家对待评价系统各层次指标的相对重要性的意见，反复交换信息，归纳综合调查结果，构建判断矩阵。在实际评价中，请评委组定性评价，然后予以量化，建立评价集。评委组由教务管理者、教学督导人员与课程建设负责人、授课教师、学生组成。

最后选用模糊数学方法，根据所研究对象的具体情况、评价指标和评价集之间的关系选用不同的算子，得到混合教学质量综合评价值。

5 结 语

在我校大学计算机基础线上线下混合式一流本科课程的建设过程中，通过近4 年的努力，探索出了一条引进、消化吸收、再创新的西部高校一流本科课程建设之路。今后，通过对课程建设流程的不断优化和经验的持续积累，可以将其应用于计算机类公共课程的建设中。随着各课程建设的不断深入，我们将不断丰富和完善混合式教学的改革与创新，为新工科建设引领下的一流课程建设提供更多样化的改革思路，亦将为其他一流本科课程的建设提供更多可借鉴的经验。

参考文献：

[1] 胡波, 冯辉, 韩伟力, 等. 加快新工科建设, 推进工程教育改革创新: “综合性高校工程教育发展战略研讨会”综述[J]. 复旦教育论坛, 2017(2): 20-28.

[2] 浙江财经大学发展规划处. 陈宝生: 坚持以本为本 推进四个回归 建设中国特色、世界水平的一流本科教育[EB/OL]. (2018-09-17)[2020-08-04]. https://fgc.zufe.edu.cn/info/1018/1766.htm.

[3] 吴岩. 建设中国金课[J]. 中国大学教学, 2018(12): 4-9.

[4] 教育部高教司. 教育部关于一流本科课程建设的实施意见[S]. 教高[2019]8号.

基金项目：教育部2018 产学合作协同育人项目（201801203005）；兰州交通大学“百名青年优秀人才培养计划”基金项目（兰交人发[2017]150 号）。

第一作者简介：李敏之，女，兰州交通大学副教授，研究方向为智能信息处理，[e-mail]。

引文格式：李敏之，王阳萍，李海军. 新工科建设指引下的西部高校一流本科课程建设——以大学计算机基础课程为例[J].计算机教育，2020（11）：优先出版.

（完）

（微信编辑：史志伟）

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