“互联网+”视域下基于CDIO理念的高职计算机专业网络智慧课堂集群构建研究和实践

［摘要］在“互联网+”蓬勃发展的时代浪潮下，高职计算机专业教学面临着紧迫任务，必须紧跟互联网技术发展步伐，满足其对人才培养提出的全新要求，不断深化产教融合，积极创新教学模式。立足CDIO工程教育理念，从课程目标的精准定位、内容的精心筛选、实施过程的合理规划以及实践平台的搭建等多个维度，深入探讨了高职计算机专业网络智慧课程的优化设计策略，旨在为高职计算机专业的教育变革提供有益参考，助力其培养出更适应时代需求的高素质计算机专业人才。［关键词］"“互联网+”；CDIO理念；计算机专业；网络教学；智慧课堂随着互联网技术的发展，网络智慧化应用已全方位渗透到社会生活的每一个角落[1]，这一深刻变革对计算机专业人才培养提出了全新且更高的要求[2]。在“互联网+教育”的全新形势下，高职计算机专业教学必须主动顺应这一变化。以CDIO工程教育理念为引领，深度推进教育教学改革，全面优化网络智慧课程建设，以期培养出能够精准契合“互联网+”时代需求的高素质技术技能人才[3]。一、“互联网+”时代高职计算机专业教学模式变革的必要性（一）互联网技术发展对计算机人才培养提出新要求云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链等互联网新技术层出不穷，极大地拓展了计算机应用领域，催生出众多新业态、新模式[4]，这给计算机专业人才的知识结构和能力要求带来了深刻影响。传统的计算机专业教育已难以满足产业发展需求，必须加速教学变革，将前沿技术与理论教学、实践教学深度融合，强化对学生工程实践能力、创新创业能力的培养。（二）高职计算机专业教学亟须与产业发展深度融合当前，高职计算机专业教学与产业发展仍存在一定程度的脱节。部分专业课程内容陈旧，实践教学针对性欠佳，与企业真实项目案例结合不够紧密，这使学生所学知识和能力难以满足职业岗位的需求[5]。因此，深化产教融合，建立紧密对接产业发展的人才培养机制迫在眉睫。（三）“互联网+教育”为教学模式变革提供新路径“互联网+教育”为教育变革带来了新契机。网络智慧教育打破了传统课堂的时空限制，多样化的在线教学资源极大地丰富了教学内容，智能化的教学平台使教与学更加灵活、高效。高职院校应把握这一机遇，发挥自身的教学和技术优势，积极运用智慧教育手段创新人才培养模式，探索线上线下混合式教学、虚拟仿真实验等新型教学形态，构建具有鲜明“互联网+”时代特色的计算机专业教育新生态。二、基于CDIO理念的高职计算机专业网络智慧课程建设存在的问题（一）培养目标与CDIO能力要求结合不够紧密部分高职院校在理解和践行CDIO工程教育理念时存在不足。在制订计算机专业人才培养目标时，未能充分体现CDIO理念中强调的工程实践能力、团队协作能力以及沟通表达能力等关键要求。同时，课程教学大纲对这些能力的培养规划缺乏明确性和具体性，与企业实际岗位需求的匹配度不高，亟待提升。（二）课程内容设计的系统性、实践性不足当前高职计算机专业课程内容在融入CDIO理念方面存在明显短板。理论课程与实践课程之间缺乏紧密联系，实践项目未能深度结合真实工程案例，前沿技术的引入也相对滞后。此外，课程内容缺少整体规划和系统设计，知识点与能力培养相互脱节，无法形成一套完整的基于工程过程的学习体系。而且，实践性课程占比偏低，教学过程中仍然存在过于注重知识传授、忽视能力培养的问题。（三）教学模式创新不足，信息化手段应用有限目前，高职计算机专业课程教学大多采用传统的“讲授+上机”模式，启发式、参与式、讨论式等有助于激发学生学习主动性的教学方法应用较少，难以充分调动学生的学习积极性和主动性。在“互联网+教育”的大背景下，新技术、新模式在课程教学中的应用不足，线上学习资源建设进展缓慢，师生之间的线上互动交流较少，在线编程实践、虚拟仿真实验等信息化教学手段未能得到充分利用。（四）实践教学平台不健全，实践资源整合共享不够许多高职院校在校内实训基地建设以及校企合作共建生产性实训基地等方面存在较大的改进空间。实践教学平台功能不够完善，可供学生使用的工位数量不足，配套的管理机制也不够健全，难以满足学生的实践学习需求。此外，优质实践教学资源在院校之间的共享程度较低，区域产教联盟的资源优势未能得到有效发挥，这在一定程度上限制了实践育人水平的提升。三、“互联网+”视域下基于CDIO理念的高职计算机专业网络智慧课程优化设计（一）课程目标：聚焦“产出导向”，重构知识、能力培养体系鉴于当前高职计算机专业存在培养目标与CDIO能力要求结合不够紧密的问题，应以CDIO工程教育理念为导向，全面梳理人才培养目标。紧密围绕“产出导向”，深度对接人才培养目标与企业岗位需求，精准设定知识、能力和素质的培养要求。在知识目标方面，教师需紧跟“互联网+”的发展趋势，及时将云计算、大数据、人工智能、区块链、5G等融入教学内容。优化理论课程体系，增设体现产业技术前沿的新兴课程，并动态更新教学内容。同时，鼓励教师积极投身企业实践和学术交流活动，及时充实和拓展专业知识，提升授课内容的前沿性与实用性，以此培养学生的前沿理论素养和创新意识。在能力目标方面，依据职业能力标准，围绕实际工作任务，着重培养学生的工程实践能力、团队协作能力、沟通表达能力以及创新创业能力。通过校企合作引入真实项目，让学生参与需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、测试优化等完整的开发流程，在实践过程中强化工程规范意识和专业技术能力。借助小组项目合作，锻炼学生的团队意识、组织协调能力与沟通表达能力。举办创新创业大赛，搭建创新实践平台，孵化优秀创业项目，提升学生的创新精神和创业能力。（二）课程内容：对接真实项目案例，优化实践性课程内容1.引入真实工程项目，重构实践课程内容针对课程内容实践性不足的问题，高职计算机专业应大力推进产教融合、校企合作，将真实项目案例引入实践教学，增强实践课程的职业针对性和实际应用效果，实现“教、学、做”一体化。其一，主动对接行业龙头企业和重点用人单位，与知名IT企业以及本地软件开发、系统集成等企业建立紧密合作关系。通过共建实践教学基地、共同开发课程等方式，引入企业的真实项目、典型产品和关键技术，获取企业生产实践一线的案例素材，开发基于工作过程的实践教学项目。其二，加强实践课程教学团队建设，成立由企业工程师和骨干教师组成的课程开发小组。邀请企业专家参与实践教学的课程设计、教学组织、考核评价等环节，共同制订教学方案，开发项目化教学资源，确保实践教学内容贴近生产实际、反映企业需求。2.融入前沿技术热点，更新理论课程内容针对课程内容前沿性不足的问题，高职计算机专业需准确把握智能计算、泛在物联、融合创新等数字经济时代特征，以前瞻性视角审视专业发展，及时将“互联网+”环境下的新技术、新场景、新业态、新模式引入课堂教学，优化升级传统理论课程内容，开设反映行业发展的新兴课程，拓宽学生专业视野。其一，密切关注人工智能、大数据、云计算、区块链、5G等新一代信息技术的最新发展动态。选派专业带头人和骨干教师参加国内外学术会议，考察业界技术前沿，调研典型企业的关键技术应用。学校层面成立专业建设指导委员会，聘请行业专家和技术权威担任顾问，为专业发展和课程建设中的重大问题提供决策建议。其二，在传统的计算机专业理论课程中，及时增加智能计算、区块链等领域的基础理论，优化完善课程知识体系。例如，在C语言程序设计、Java程序设计等课程中，补充智能算法设计、Python语言应用等前沿知识点；在操作系统、计算机网络等课程中，引入分布式计算、SDN等新兴技术主题；在数据库原理与应用课程中，强化非关系型数据库、大数据处理技术等内容，同时删减过时和冗余的教学内容，打破知识结构壁垒，加强新旧知识的交叉融合，构建前后贯通、结构合理、富有弹性的课程知识体系。（三）课程实施：系统创新“IEET”智慧教学新模式，突出个性化、智能化特色1.构建“IEET”教学新模式高职计算机专业应主动顺应“互联网+”发展趋势，以信息技术与教育教学深度融合为牵引，依托智慧教学平台，着力构建“IEET”教学新模式，为培养高素质技术技能人才提供有力支撑。“IEET”即“互联网化学习（Internet-basedLearning）、探究式教学（Enquiry-basedTeaching）、体验式实践（ExperientialPractice）、团队式项目（TeamProject）”。这一教学范式融合了信息技术创新性应用和工程教育特色，立足互联网时代学生的认知特点和学习需求，整合线上线下教学资源，以学生为中心，强调自主探究、实践体验与协作创新，是高职计算机专业教学模式变革的必然选择。“IEET”模式顺应“互联网+”发展，立足工程教育特点，遵循学生认知规律，整合线上线下教学资源形成创新性教学范式。互联网化学习借助在线课程、虚拟仿真、移动学习App等，打破教学的时空限制，为学生提供随时随地、按需定制的个性化学习支持；探究式教学通过设疑、辩论、测试等方式，激发学生主动思考，培养批判性和创新性思维；体验式实践利用VR/AR、沉浸式交互等技术，让学生在虚拟仿真环境中“做中学”，强化动手实践能力；团队式项目模拟企业真实项目开发流程，采用角色分工、协同攻关等方式，锻炼学生的团队协作和沟通表达能力。“IEET”模式体现了学生自主性与教师引导性的辩证统一、线上灵活性和线下系统性的有机融合、知识传授与能力培养的动态平衡。教师转变为学习设计者、组织者和引导者，学生成为学习的主体。生生互动、师生互动大幅增强，课堂教学针对性和实效性显著提升。2.打造多元化智慧教学平台针对传统教学平台功能单一、交互性不强等问题，高职计算机专业应主动应用物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，打造集教学、管理、资源、服务等功能于一体的新型智慧教学平台，为实施“IEET”教学新模式提供有力支持。智慧教学平台应具备智能感知、实时监测、精准分析、自动预警、个性推送、交互反馈等功能。例如：课前，平台根据学情和学习需求，自动推送个性化学习资源，提示潜在风险并给出优化建议；课中，动态监测师生互动和学习效果，智能统计并可视化呈现关键教学数据；课后，诊断学生知识掌握情况，进行针对性补救与提升。师生可借助平台随时发起讨论、分享资源，加强交互协作。平台应充分整合校内外优质教育资源，汇聚国内外知名的在线开放课程、专业教学资源库、虚拟仿真实验等，为师生提供海量教学资源。依托大数据挖掘分析，平台可对教与学全过程数据进行采集和智能分析，精准刻画学情，为因材施教提供决策依据。平台应支持多种智能化教学应用。例如，借助人工智能技术，实现作业智能批改和试题自动生成，减轻教师工作负担；利用VR/AR技术，开展沉浸式教学，让学生深度融入逼真的教学情境；依托智能学习终端，开展移动泛在学习，方便学生利用碎片化时间随时随地学习。通过系统创新“IEET”教学新模式，综合集成新一代信息技术打造智慧教学平台，能够有效突破传统教学的时空界限和资源瓶颈，实现从“以教为主”到“以学为主”的范式转变，显著提升学生的学习主动性和教学实效性，培养适应“互联网+”时代需求的高素质计算机专业技术技能人才。（四）实践平台：搭建多样化实践平台，拓展实践教学资源1.校企共建真实项目实训平台针对实践教学条件不足、实训项目针对性不强等问题，高职计算机专业需将产教融合、校企合作作为实践教学改革的关键切入点。主动对接区域产业发展趋势，与行业龙头企业展开深度合作，共同建设基于真实生产项目的高水平校内外实践教学基地，为学生强化实践能力、积累就业经验提供坚实的平台支撑。其一，建立健全产学研用协同育人机制，完善校企合作制度体系。成立由行业企业专家、专业带头人组成的专业建设指导委员会，为实训基地规划、实训项目开发、师资培养等方面提供专业的咨询与指导。制订详细的校企合作管理办法，明确合作目标、合作内容、资源投入、过程管理以及绩效评价等关键要素，形成常态化、制度化的合作机制。学校领导负责联系重点合作企业，建立定期互访和交流机制，及时沟通双方需求，协调解决合作过程中出现的重大问题。同时，建立健全实践教学管理制度，将合作企业生产实习纳入人才培养方案，保障学生到企业实习实训的充足时间。搭建实习管理系统，加强对学生实习全过程的管理，切实确保实习实训效果。其二，与龙头骨干企业共建高水平校内实训基地。引入行业内处于领先地位的企业，共同建设联合实训中心、创新实验室等，打造集实训、培训、研发、生产、创业等功能于一体的产教融合实践教学平台。校企双方共同投入资源，建设与企业真实生产环境高度匹配的实训车间和创客空间，配备先进的实训设备和软件系统，并开辟专门的项目实战区和创新创业区。邀请企业兼职教师和技术骨干参与实训教学设计、项目开发以及考核评价等环节，真正实现资源共享、过程共管、成果共享。定期邀请企业技术专家开展实践教学观摩与指导活动，及时对实训教学进行优化。让学生直接参与企业项目攻关和新产品研发，在真实的工作情境中强化专业技能。2.开发虚拟仿真实验教学平台针对高危行业、高成本领域等实践教学资源短缺的问题，高职计算机专业应充分依托现代信息技术，大力推进虚拟仿真实验教学的发展。通过这种方式，突破实践教学的时空界限和安全瓶颈，优化整合实践教学资源，创新实践教学模式，构建形神兼备的虚实结合实践教学体系[6]。其一，加强虚拟仿真实验教学项目开发。组建由行业专家、教科研人员和技术人员构成的开发团队，基于真实工程案例，遵循教学规律，开发制作具有高仿真度、可视化、智能化且交互性强的虚拟仿真实验教学项目。重点建设行业认知实训、生产实习、毕业实习等方面的虚拟仿真实验项目，着力打造若干精品专业核心课程的配套虚拟仿真实验教学资源，有效补齐实践教学的资源短板。积极申报和建设国家级、省级虚拟仿真实验教学项目，以此提升虚拟教学资源建设的整体水平。同时，加强资源共享，实现优质虚拟教学资源的校企共建共享、校际互认共用[7]。其二，完善虚拟仿真实验教学平台功能。依托大数据、人工智能、物联网、VR/AR等新技术，开发具备感知、监测、预警、评估、智能反馈等功能的虚拟仿真实验教学平台。学生可通过在线自主学习、远程协同、沉浸式体验等方式，获得身临其境的实践训练体验。教师可借助平台实时监测学生的实验过程，精准评估实验效果。针对实验中的共性问题，教师可在平台上发起专题讨论，组织学生开展头脑风暴，集思广益，加深学生对知识的理解。针对实验教学的新需求，平台要及时进行迭代更新，优化功能，提供个性化、智能化服务，不断拓展虚拟仿真实验教学的广度和深度。3.引入在线编程实践平台针对程序设计类课程实践教学资源不足的问题，高职计算机专业要主动对接优质教育资源，引入国内外知名的在线编程实践平台，充分运用信息技术手段，创新实践教学组织模式，拓宽学生