(一)主要解决的教学问题
1、重编程轻建模。编程技能是计算机类人才培养的核心能力,在教学过程中易过度重视编程能力培养,轻视建模能力训练,导致在算法设计优化等课程中计算思维能力培养不足的问题。
2、强实践弱思维。实践是计算机类人才培养的重要环节,在教学过程中易过度强调任务导向的实践动手能力培养,弱化思维能力训练,导致在原创探索等方面创新能力不足的问题。
3、多孤立少贯通。在教学中由于授课教师不同,教学方法不同,各部分投入不同,以及课程模块设置耦合度不足等,易造成知识点分散孤立,导致学生知识结构不完善,不能融会贯通地系统性思考。
(二)解决教学问题的方法
1、重构“基础-核心-贯通”相互支撑的课程体系
以建模思维改革数理基础课程。开设数学建模必修课程2学分;按照数学建模思维逻辑,优化《高等数学》《线性代数》《数学建模》《离散数学》《大学物理》等基础课程,以建模思维训练为主线设计课程内容融入计算问题和案例。
以计算思维优化核心专业课程。国家级人才领衔开设新生导学课程《计算思维导论》,引导学生入门、激发兴趣;遵循“算法设计→算法实现”的逻辑,打造包括《程序设计基础》《数据结构》等3门、《算法设计与分析》《数据库系统》等5门两大核心课程群。
以系统思维开发贯通课程。遵循计算机硬软件一体化思路,强化系统思维类高年级《计算机组成及系统结构》《操作系统》《软件体系结构》等工程实训课程,实现软硬件课程有效整合,培养解决复杂系统问题的能力;研究《人工智能》、《机器学习》等课程中人工智能算法的行为、特性及其对人类系统的影响,从更宏大的空间更高阶的维度强化系统思维培养。
以导师引领、项目推动、企业支撑为实现路径,并融合气象交叉课程、人文艺术通识课、专家报告等,强化“三维能力”的培养。专业竞赛门类齐全、包罗万象,如国家级“挑战杯”大赛、“互联网+”大赛等,进一步训练学生实践能力,是“三维能力”的综合应用与体现。
2、优化“实验-实训-竞赛”纵横衔接的实践教学
“三维能力”纵向递进。纵向上打通大一到大四开设的专业实践课程与理论课程之间的联系,加强实验实训竞赛对“三维能力”培养的支撑,实现思维螺旋式进阶培养。
“实验-实训-竞赛”横向衔接。横向上每种思维能力培养都要求学生经历“验证型→综合型→解决问题型”的“实验-实训-竞赛”过程。建立了“校级-省级-国家级”竞赛选拔机制,确保学生100%参加校级建模大赛、程序设计大赛、创新创业训练等。
3、创新“问思-齐做-共评”三步闭环的教学方法
“问思”—教师设计问题,学生主动学习。教师设计“基本问题”“进阶问题”和“综合问题”,把知识点以问题方式层层展开,引导学生思考。学生在问题引导下,激发学习能动性,培养学生思考、总结和求解问题的能力。
“齐做”—案例应用。教师精选应用案例,将知识点融入解决实际问题中,训练学生的动手能力。
“共评”—讨论评价。教师引导启发,共同讨论、比较“做”的质量,鼓励学生互学互鉴,反馈“思”解决问题的成效。
三步教学方法增强了课堂活力,激发了学生的思维活跃度和学习兴趣。同时,将“共和国脊梁”钱学森、王选等科学家事迹融入案例,激励学生接续传承、担当作为。
4、厚植“名师-平台-合作”资源协同的培养沃土
打造名师教师团队,黄大年式教师团队领衔,汇聚包括海外院士、教育部特聘教授等高端人才33人,全员参与本科生授课;实行分阶段导师制,实现人人有导师, 100%参与导师课题、项目或竞赛指导。
创建高水平产教平台,和腾讯、华为等企业共建产业研究院、教育部工程中心等平台,充分利用企业资源,实施教师、企业专家双聘双挂制度,保障教师实践工程能力,掌握行业产业主流技术,拓宽培养资源。
拓展国际合作交流,依托软件工程中外合作办学,引进全英文课程27门、建成《数据结构》等省级英文精品课程8门;创办并举办6届国际人工智能与安全学术会议,发起成立ACM SIGWeb China;依托中美计算机研究中心和2个海外院士工作站,定期邀请海外知名学者讲学,拓宽学生国际视野。
5、营造“研讨-氛围-激励”融合碰撞的思维环境
鼓励自由研讨。国家级人才领衔开设多门新生研讨课,增强学生对现代信息技术的兴趣;开设学术沙龙,引导学生思考、共同讨论,鼓励学生互学互鉴。
营造学术氛围。设立“名师讲座”等高端学术论坛,定期邀请国内外著名学者为学生作报告、举办国际会议等,营造追求卓越的氛围,拓展学生学术视野,促进学生树立学术理想。
实施多元激励。开展“教学卓越计划”,激发教师教学动力,保证高水平师资投入本科人才培养;完善学生多元评价机制,将学科竞赛、创新创业、课题研究纳入课程学分。