高校课题申报：一流本科建设背景下计算机实践教学体系构建研究

系构建研究

学科分类：高等教育 课题类别：重点课题

关键词：一流本科，实践教学体系 预期研究成果：研究报告

课题设计论证

1.1问题的提出

一流本科建设中，应用型本科高校要结合服务地方区域经济发展、明确专业特色。课程建设是高校人才培养过程中最基本、最关键的因素和环节，对教学质量产生直接影响。实践教学是把理论知识应用到实践中去，使学生加深对理论知识的理解与认识，是培养学生实践能力、创新能力的重要途径。 国家中长期教育改革与发展规划纲要中指出：“面对前所未有的机遇和挑战，必须认识到教育观念相对落后，内容方法比较陈旧，学生适应社会和就业创业能力不强，创新型、实用型、复合型人才紧缺。”加强实践教学对于一流本科建设具有重要的意义。

1.2 课题相关概念的界定

“一流本科”，即一流本科教育，是建设高等教育强国的根基，值得注意的是，各类高校都在争创一流本科教育。我国有一大批应用型高校，根据办学传统、区位优势、资源条件等，紧跟时代发展，服务地方需求，在应用型人才培养上办出特色、争创一流。

“实践教学”是实现应用型本科院校的应用创新型人才的重要保障，因此，应用型本科院校在教学过程中应该加强实践教学，注重培养学生创新、创业能力及适应社会能力，促进学生就业并满足社会发展对复合型人才培养的需要。 1.3 国内外研究的现状述评

为落实全面提高本科教育质量，教育部出台了一系列文件。2019年4月全面启动一流本科专业建设工作，2019年11月启动一流本科课程“双万计划”，2020年6月印发《高等学校课程思政建设指导纲要》等，推进的系列工作就是为了落实课程建设，达到有效提高本科教育质量的目的。

计算机专业从计算机体系、系统软件、系统应用等方面培养学生具备系统能力。专业课涉及计算机部件组成、体系结构、网络与操作系统等，单机系统的课程体系成熟。但是，近几年，随着分布式的应用发展，计算机体系机构从原来的单

机到现在的集群应用，出现了新的技术，并广泛应用。目前，正在进行的教学改革较多的是针对单门课程的实验建设以及使用平台开展的应用课程建设。

一流专业建设明确了多学科交叉融合，社会需求是多行业应用，为了让专业培养顺应需求，从核心课程角度对课程体系重新梳理整合，完成核心课程实验体系的建设，对专业发展十分重要和急迫。系统地将组成部件、系统流水，多系统通信、分布式应用等内容进行规划整合，使用虚拟仿真平台提供专业融入行业应用的基础。在新形势和新技术的背景下，培养专业人才的系统能力和应用能力，满足社会需求，将提高人才培养的质量进一步提高。 1.4 选题意义与研究价值

（1）为了实现专业知识与能力素质的提升，以能力培养为导向，结合专业定位与特色，梳理和明确计算机各核心课程的内联关系，打通实践课程间的壁垒，融会贯通实践课程内容体系，形成学生系统能力培养有效的知识链。

（2）为了有效落实学生系统能力培养，结合目前线上线下实验平台、虚拟仿真实验平台的实际功能，完成核心课程的虚拟实验项目的迁移，形成面向计算机系统能力培养的完整的核心课程实践体系。

（3）为了提升学生应用能力和工程能力，有效融合校企合作资源，结合真实项目案例，构建具有一定挑战度的应用型实验、实践项目。 2.1 课题研究目标

（1）以能力培养为导向，结合专业定位特色，通过核心课程建设有效实现知识与能力素质的有机融合。

（2）以线上线下实验平台、虚拟仿真平台为基础，完成核心课程间的实践体系建设，实现系统理论知识与实践的结合，提高学生系统能力的培养。

（3）融合校企项目资源，实现面向应用能力和社会岗位需求的实践教学，达到强化学生实践能力、培养学生应用能力的目的。 2.2 研究内容

（1）以能力培养为导向，整合、优化核心课程的实践内容体系，实现课程知识与能力素质的有机融合。

一流本科建设中，应用型本科高校要结合服务地方经济发展、明确专业特色。课程建设是高校人才培养过程中最基本、最关键的因素和环节，对教学质量产生直接影响。

在2019版人才培养方案修订过程中，专业人才培养目标按照学习产出的教育模式明确了以能力培养为导向，通过对区域企业用人需求以及毕业生反馈信息，明确计算机专业定位是服务于行业企业需求，促进学科专业交叉融合，培养高素质、应用型工程人才。

①以系统能力培养为主线对核心课程进行整合和优化 在专业能力培养上，让学生建立完整的计算机系统思维，并以此为基础具备系统运维、应用系统设计与实现的能力、具备解决复杂实际问题并对结果进行分析的能力；在素质能力培养上，在课程中落实课程思政，注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理的责任感和使命感，实现专业人才综合素质的提高。

图1 计算机系统核心课程情况

计算机系统核心课程包括专业基础、核心能力以及应用能力的系统级相关课程。各核心课程及其承接关系如上图（图1计算机系统核心课程情况）。通过核心课程的实验教学，以建立学生完整的计算机系统观念、培养系统能力为主线，梳理、明确课程之间的内联关系。按照课程进行核心知识点提炼，结合各课程在计算机系统整个体系中的作用整合课程内容，突出重点。

②在实践课程建设中落实课程思政提高素质能力 在实践课程建设中落实思政，通过实践课程教学融入科学思维方法的训练，通过拓展知识应用来培养学生探索真知的精神，通过将教学内容与国家推进的技术发展进行结合，明确学生的责任与担当，提高素质能力。

以计算机系统能力培养为目标，以实践课程建设为抓手，整合、优化核心课程内容提升专业能力；融入课程思政、提高素质能力，实现实践课程知识与能力素质的有机融合。 （2）以实验建设作为切入点，融合线上、线下混合实验教学模式，并借助虚拟仿真实验平台实现核心课程实践体系的建设，实现学生系统实践能力的培养。

一流本科教育的核心内涵在于高水平的教学，基本特征表现在学生具有很强的学习主动性，教学过程具有研究性，学生思维方式具有批判性，教师以问题为导向开展教学。融合线上线下混合实验的教学方式能满足学生进行主动性、探究性学习，教师以问题为导向开展教学的需要，为教学形式的先进性和互动性提供了基础保证。

将课程知识点提炼以及课程内容整合，以实验作为切入点，融合线上线下混合实验教学模式，并借助虚拟仿真实验平台实现核心课程实验体系的建设，建设完成基于计算机系统能

力的实验体系，让学习结果具有探究性和个性化。虚拟仿真平台是一个基础设施资源平台，能提供实验课程教学、综合实践开展的资源、软硬件环境，并可以利用系统管理实现对实验过程的监控，使用信息分析工具对实训效果分析，对学生掌握的技能进行评估。

在虚拟仿真实验平台上对核心课程硬件基础类课程实现虚拟仿真。通过建设实现一个完整的计算机系统系列课程的虚拟实验体系。从数字逻辑、计算机组成原理到系统结构采用统一的虚拟化平台环境，通过系列课程的实验及实践的训练，让学生能在虚拟平台上完成计算机系统的设计及仿真，有效训练系统能力。

计算机专业是目前信息技术与各行业发展融合的载体，兼顾新技术的实现与应用。计算机专业课程中应用型课程涉及到的新技术应用对实践环境要求高，通过虚拟仿真实验平台提供的资源能较好地实现实践环节的开展，让学生能通过网络访问的方式进行线上实验，打破时间和空间的限制，利用平台资源完成应用技术的实践，提高应用能力。

综合实践是人才培养过程的重要环节，结合社会需求和工程实际，利用合作企业提供的项目实践平台，能实现学生的系统级工程能力训练。通过实践模拟的真实工程环境，结合项目实施，让学生能在综合项目实践中学习工程规范、行业标准，

积累项目经验。以线上线下实验平台提供实验环境保障，有效融合校企合作企业的优质项目资源，对综合性强的课程设计及实训进行支撑，综合实践环节的设计提升核心课程的挑战度、训练学生工程实践能力。

（3）融合多方资源，构建教学共同体，多方协同提高学生应用能力培养。

一流本科教育建设的根本路径在于教学共同体的构建，师生成为学习的共同体和成长的共同体。通过合作企业的优质项目资源提供环境保障，有效融合多方的优质资源，教师、学生、实践环境之间通过构建，形成有效的师生学习共同体，让学生的学习效果在共同体中得到强化和提高，多方协同实现教学共同体下学生应用能力培养。

通过基于虚拟仿真实验平台、线上应用型实验平台及企业项目实践平台，以案例、项目为驱动，教师综合前期课程内联建设的结果、课程思政完成实验项目的安排。

图2 多方融合构建的教学共同体完成实践教学

①准备阶段，教师通过平台以及课程建设基础进行课程实验以及实践项目的构建。实验项目的构建围绕课程内容与系统能力完成，实践项目结合企业丰富的项目案例、热点技术，构

建真实案例环境，保证工程级系统能力训练的开展。同时，准备阶段完成实验软硬件资源的配置以及实验管理的相关设置。 ②实施阶段，在教学共同体中，学生是学习的主体，通过构建的共同体完成提高实践能力、应用的训练。学生成为学习的主体，通过线上实验平台和虚拟仿真实验平台学生可以实现多时段、多途径学习，打破时间和与位置的限制，完成实验和实践。使用平台进行教学实践中，师生通过交流及时反馈完成情况，借助平台加强过程管理。

③评价阶段，学习效果的评价对于学习效果十分重要，通过评价与反馈对实验体系进行优化。在评价环节，验证性实验参照标准进行评价；设计型实验、综合项目结合过程管理信息、成果、答辩评价等多种方式进行评价。通过共同体，评价过程可以采取学生自我评价、组内同伴评价、教师评价的方式形成综合评价结果。通过线上实验平台和虚拟仿真实验平台对评价数据进行分析，反馈实验、实践环节的教学改进的效果，同时为下一步完善教学提供较为准确的持续改进意见。 对核心课程内容进行整合与建设，核心课程实验体系在构建的共同体下实施。学生通过专业主干课程积累了扎实的专业基础，通过应用实验、实践掌握社会需求的热点技术，通过综合实践环节学习工程规范，掌握项目实现方法，形成了较完整的系统级工程训练体系。将知识融合并增加创新点，学生可以

通过学科竞赛、互联网+比赛等进行锻炼和展示。多方协同构建教学共同体，进一步提高学生应用能力，与社会需求接轨。 2.3 创新之处

（1）结合专业发展及人才需求，从核心课程角度规划，整合实践课程核心内容，融入课程思政，实现知识与能力素质的有机结合。

（2）建设核心课程完整的实验体系，有效提高学生系统能力、应用实践能力的训练。 3.1 研究思路

（1）结合专业特色的发展，梳理核心课程的内联关系，整合课程实践内容，实现知识与能力素质的有机融合。 （2）以实践环节作为切入点，融合线上线下实验教学模式，借助虚拟仿真实验平台，通过实验体系的建设增加学生能力训练，提高教学质量。 3.2 研究方法

（1）查阅文献及一流本科专业建设要求相关文档，结合计算机专业应用型人才培养定位，形成计算机系统实践课程内联建设方案。

（2）借助前期线上实验课程建设的基础，借鉴使用了线上实验平台的课程的建设经验，分析总结，逐步形成一套符合实践课程实情、适应教学服务平台信息化的核心课程应用方案。 （3）结合核心课程特点，构建虚拟仿真平台的实验、实践项目，进行实践教学改革的实施，通过实施反馈持续改进，有效提升学生素质能力、系统能力和应用能力，为一流本科专业建设做好准备。 3.3 实施步骤

（1）准备阶段，2021年1月至2021年6月

成立课题组，调研有关资料，制定课题研究方案，制定实施方案和实施计划。

（2）实施阶段，2021年7月至2022年6月

按照课题方案和研究计划开展实践；建立课题资料档案，对出现的新情况及时研究，查找应对策略，改进方案；调查、收集、积累和分析有关材料与实验数据，进行课题研究的阶段性小结和评估，撰写中期报告、论文。 （3）总结，2022年7月至2022年12月

收集整理实验资料、数据等材料，撰写论文、研究报告报告，进行结题并送报上级教育科研课题评估组审核。 3.4 预期成果

（1）主题为一流本科建设背景下计算机实践教学体系的构建的高质量学术论文一篇。

（2）一流本科建设背景下计算机实践教学体系的构建研究报告。

4.1 主要参加者的学术背景 （1）项目负责人

×××，硕士，教授，硕士生导师，研究方向：数据处理、软件与理论、移动互联网络。主持并完成省教育厅科研项目2项，主持并完成省教育科学规划课题1项，主持并完成武汉市教育局科研项目1项，并参与多项省市级科研项目；主持并完成校级科研、教研项目3项，主编教材4本；在国际会议、国内核心期刊上发表学术论文多篇，其中EI收录2篇，核心4篇；申请并授权专利1项，软件著作权2项。 （2）主要参与人

×××，副教授，主要从事计算机软件与数据库应用的教学科研工作。研究内容涉及到计算机信息系统集成、网络数据库应用等领域。在国内核心学术刊物发表科研论文多篇，主编并出版高质量的教材多部。

×××，副教授，主要从事数据库应用和Web程序设计的教学科研工作。研究方向为网页设计与网站制作。主持和参与了多项省级教研课题，主编《数据库应用技术》教材，发表多篇教研论文。 4.2 前期相关研究成果

（1）项目负责人已开展的课题

主持 新工科背景下物联网工程专业智慧学习模式的应用研究，湖北省教育厅2017年教研项目。 （2）论文

[1]×××．基于微幕资源的对分课堂教学模式应用研究．学园，2018(7)．

[2]×××．新工科背景下物联网工程专业智慧学习模式的应用研究．现代职业教育，2018(8)．

[3]××．基于AHP的应用型高校教师绩效综合评价指标体系研究．新教育论坛，2019(6)．

[4]××．基于层次分析法和改进PSO-BP网络的高校教师绩效综合评测模型研究．新疆教育，2019(9)．

[5] ×××．浅谈新工科背景下大学计算机基础课程教学模式改革．中国西部科技，2019(10)．

[6] ××．计算机逻辑设计实验课程教学研究．学业，2019(7)．

[7] ××．新工科背景下软件工程专业实践教学体系改革．教育观察，2019(12)． 5.主要参考文献

[1] 陈华胜，李恩普，朱宏伟，梁育科．一流本科视角下工程训练中心建设思考与实践——基于国内外19所高校的调研[J]．高等工程教育研究，2020(03)：85-90．

[2] 翁伟斌．一流本科教育课堂教学改革：须为、难为与可为[J]．国家教育行政学院学报，2020(03)：58-64．

[3] 任丽蓉．新时代高校本科人才培养方案修订建议——基于国内外一流大学的研究[J]．智库时代，2020(02)：101-102．

[4] 冯小霞．“双一流”建设视角下地方本科院校校外实践教学质量监控体系的构建——以湖北民族大学旅游管理专业为例[J]．高教学刊，2019(14)：24-25+28．

[5] 肖娟，王嵩，于芳，谢慧．“双一流”建设中应用型地方本科院校计算机硬件类课程实践教学体系改革研究[J]．计算机教育，2018(11)：65-68．

[6] 伍海琳，肖伊宁．“双一流”建设背景下地方本科院校产教融合运行机制研究——以经管类专业为例[J]．高教学刊，2018(16)：1-3+6．

[7] 古天龙，魏银霞．以新工科理念推动地方高校建设一流本科教育[J]．中国大学教学，2018(02)：32-35．

[8] 李学伟．创新一流本科教育教学理念与实践[J]．北京联合大学学报，2018，32(01)：1-8．

课题编号：8742