AI赋能的大学计算机通识教育的体系化改革探索

近年来,以人工智能(AI)、大数据和元宇宙为代表的新一代信息技术迅速发展,并与各类学科不断交叉融合,引发了一系列的革命性突破。如何与时俱进地培养大学生的数字化、智能化信息素养,大学计算机通识教育面临巨大挑战。提出了一套AI赋能的大学计算机通识教育新体系,从学生的能力目标出发,创建了融合计算与智能的大学计算机通识教育知识体系,设计了面向“四新”专业的“宽、专、融”的大学计算机通识教育课程体系,提出了编程贯通、大模型驱动的“多模式”实践教学方案,构建了包括“认知、设计、创新”的三梯度实践教学体系,重构了贯通计算与智能的大学计算机通识教育基础教材。

面向计算思维的大学计算机课程教学内容体系

大学计算机课程讲授计算思维已经成为普遍的共识。然而限于基础-学时-内容的矛盾,人们对面向计算思维的课程内容体系仍旧存在一些困惑。大学计算机课程应该讲授的最小的课程内容集合是什么?本文作者在多年教学实践基础上,结合计算学科对非计算机专业人员未来的影响,论证性地提出了大学计算机面向计算思维的课程内容最小集合以及扩展集合,试图破解在计算机课程教学内容体系方面的困惑。

计算思维广泛落地于大学计算机课程教学的有效途径

自《计算机教育》杂志2014年第3期刊登了“以虚拟实验方法促进计算思维落地的教学研究”专题讨论以来，许多高校给予了高度关注。大家普遍认为“虚拟实验”方法在大学计算机基础课程教学内容的补充、基本原理和重要概念的深刻诠释、重点难点内容的形象表达等诸多方面都不失为一种行之有效的方法，为课程实验体系的创建和完善以及为计算思维在课程中落地找到了一条有效途径。

面向计算思维培养的医药院校计算机基础课程教学改革研究

计算机基础课程在医药院校中一直担负着培养学生信息素养、综合素质及计算机应用能力的重要作用,同时也是医药专业本科生通识教育的重要组成部分。近年来,医药院校的计算机基础教学面临一些新的挑战。本文结合国内外计算机教育的新进展,阐述了以计算思维培养为核心,对医药院校计算机基础课程教学进行改革的总体思路。

面向新工科的大学计算机基础课程体系及课程建设

新工科建设给大学计算机基础教学带来了新挑战与新机遇。新时期的大学计算机基础教学要围绕通识型课程、技术型课程以及交叉型课程组成有机关联的、具有层次的"宽、专、融"课程体系,并形成对四年专业培养的持续支撑;在课程建设方面,要加强计算机通识课程和交叉课程的建设,加强教学方法改革,注重学生计算思维能力和新技术应用能力的培养。

构建教育协同体系持续提高大学生计算机能力培养水平

面对社会需求的变化,在上海市教委的领导下,上海市各高校和信息技术企业之间协同教改,实现了大学生计算机能力培养水平的持续提高。本文介绍了以两个平台和两个机制为主要内容的教育协同体系,探索和实践了大学生计算机基础教学质量提升的机制和途径。

虚拟实验方法全面助力计算机教育教学改革

以计算思维为导向的大学计算机教育改革已经取得了重要的阶段性成果。其中,大规模在线教育技术起到了重要的推动作用;然而应该看到,计算思维能力培养重在教学内容改革,即课程体系和知识结构。在线教育技术解决了传播手段问题,但无法解决教学内容存在的实质问题。教学内容改革刚刚开始,进一步深化仍面临一系列问题：新内容与教学设置的匹配问题;

以计算思维为中心的农科院校计算机课程改革探索

为了充分发挥大学计算机相关课程在现代农业复合型创新人才培养中的作用,本文提出要以计算思维为中心,改革农科院校计算机课程。探讨了农科院校计算机课程改革面临的主要问题与基本解决思路,并介绍了积极主动的大学计算机改革策略。

新工科背景下的计算机通识性课程建设

探讨在新工科背景下,计算机通识性课程建设的一些问题。对于计算机通识性课程的地位、作用和意义进行了讨论,提出了必须建立新的计算机教学指导思想,彻底摆脱原有教学思想和教学内容的束缚,以学生为中心,以社会需求为标准,以提升可持续竞争力和国家实力为目标,大力推进新一轮的计算机教育改革。在此基础上,结合《大学计算机基础课程基本要求》,从教学实践层面讨论了相应的教学体系原则和课程建设标准。同时对于使用MOOC推进大学计算机课程建设,将新工科建设向广度和深度发展提出了建议。

计算机精品资源共享课建设与协同创新模式探索

上学必上课,上课必须有"课程",所以可以说课程是人才培养的重要终端手段之一。本文介绍了作者对精品课程建设和原精品课程转型升级为国家级精品资源共享课的认识;提出了建设计算机基础精品资源共享课程群的设想和初步的实践;最后对采用协同创新方式,建设国家级精品资源共享课的示范、标志课程,创建共建共享模式提出了一些建议。

新工科的新视角:面向可持续竞争力的敏捷教学体系

随着新一代信息技术等新技术带动新经济与新产业的迅猛发展,全球化经济与社会正在发生巨大变革,高等工程教育也在不断改革,新工科应运而生。为了支持我国在新时代的创新能力和社会经济的可持续发展,我们必须培养一大批具有可持续竞争力的创新人才。随着我国新工科建设的不断深化,当前的高校教育体系与教学模式在进行着深刻变革。本文从面向可持续竞争力的人才培养目标的角度,探讨实现新工科建设与创新人才培养的新视角,提出了可持续竞争力概念和面向可持续竞争力的敏捷教学体系及新模式,阐述了构建敏捷教学体系的相关关键要素、实现途径与开放教育生态,为高等工程教育改革与新工科建设提供了一条可参考的发展道路。

人工智能本科专业课程设置思考:厘清内涵、促进交叉、赋能应用

中国经济社会正致力于实现高质量发展,人工智能将有力提高经济社会发展智能化水平,激活巨大的"人才智能红利",创造出大量以智力竞争为特点的就业新机会。当前人工智能人才紧缺成为制约人工智能发展的瓶颈问题,推动人工智能专业化人才培养是人工智能健康发展的重中之重,只有这样才能在智能经济时代赢得国家发展主动的战略性资源。本文分析了国内外人工智能专业设置的基本现状,并围绕专业定位、课程体系和实践体系提出了"厘清内涵、促进交叉、赋能应用"的人工智能专业课程设置思路。

未来工程教育形态:面向可持续竞争力的服务型教育

新一代信息技术引发了人类社会的巨大变革,新技术、新经济与新业态不断涌现,人们的学习、交流与合作方式正发生新的变化,高等工程教育也在不断改革,致力于培养具有可持续竞争力的人才。在未来社会,高校的使命不仅是培养合格毕业生,更要努力保持和提升学生在其终身职业生涯中的竞争力。为此,高校现有的学历教育模式将逐步向自定义节奏的服务型教育转变,为学生的终身学习与发展提供相应的教育服务,未来工程教育形态将发展成为面向可持续竞争力的服务型教育。本文分析了国內外服务型教育发展的动态与趋势,提出了适应信息化社会不断变化的可持续竞争力人才需求观,探讨了服务型教育形态与模式,阐述了面向可持续竞争力的服务型教育体系及新模式、服务型教育建设与发展的关键要素、面向服务型教育的开放教育生态,探索高等工程教育改革与新工科建设的未来发展方向。

关于计算思维的特质性

本文讨论了计算思维两个特有的性质,即可解释证明和关联世界。这两个特质是计算思维区别于实证思维和逻辑思维的界石。依据科学思维的分类标准,本文从理论上阐述了这两种特质的内涵以及在计算思维中的位置。同时,还进一步探讨了这两种特质对于计算机科学和计算机工程的意义与作用,特别是在计算机工程中,这些特质成为重要的理论基础和背景,并且影响着工程技术的质量标准和开发规范。结合教学改革实践,本文提出了应该在教学内容中加强这方面理解的培养。

方法论视野下的计算思维

通过计算模型与物理模型和数学模型的比较,从方法论角度解释了计算思维有别于实证思维和逻辑思维的不同之处。着重分析了学习模型的一些理论和方法特点,针对大数据的应用,探讨学习模型在适用范围、性能效率以及属性特点等方法论方面的性质。对于学习模型产生结论的PAC形式做了重点讨论,这是计算思维所蕴含的丰富矿藏,也是当今创新的重要思想来源和技术动力,需要在教学中予以充分的关注和启发。

关于协作式开放在线教程的建设构想与实践

提出了基于互联网的协作式开放在线教程(Collaborative Open Online Course,COOC)的概念,以借助互联网实现教材建设的新型模式,改变传统教程的编写方式,成为推动MOOC发展的支撑技术之一。COOC具有建设周期短,更新速度快,内容组织灵活的特点。COOC将基于互联网的开放在线教学模式从课堂讲授延伸到教程编写,进一步发挥MOOC教学模式的优势。同时介绍了COOC平台,就开放在线教程编写提出一些设想,阐述了COOC建设的问题和特点,并且给出了一个利用COOC理念编写教程的案例。

新工科背景下的慕课教育

本文在总结慕课教育取得成绩的基础上,分析了在新工科建设背景下慕课进一步发展的一些问题,提出了慕课教育面临的五个转变,慕课推进新工科建设的一些举措,以及当前一些高校在这方面的探索,探讨了慕课在新工科建设中应发挥的作用和全面效应。