0 引 言
2019 年 11 月，教育部实施一流本科课程“双万计划”。被评为国家级一流本科课程的课程，均较好地体现了国家对一流课程的建设标准要求，能运用新颖理念，切实教改创新，实施科学评价，取得较好效果。其中工科类应用型国家一流课程的教改，尤其实践环节的教改，对促进人才工程能力、创新能力的培养效果更是突出。如何在国家一流课程的基础上，发挥课程更大作用，深挖课程教学痛点问题，探索课程对学生创新能力 [1-5] 的再培养，帮助人才培养质量再提升，是课程持续改进的需要，也符合“金课”标准下高阶应用型人才培养的需要，具有积极意义。
1 一流课程教学中的痛点问题
国家一流本科课程，在教学内容、实践环节、教学资源、教学模式、课程评价等方面，均经千锤百炼，现已百家争鸣，极大地提高了人才培养质量 [6]。但以工科人才培养为例，现阶段国家提出了更高要求，要求新工科人才能适应并满足未来新兴产业和新经济需要，具有更强实践能力、创新能力、国际竞争力，以及高素质、复合型等，在高阶性和产业对接方面提出了更高要求。深挖一流课程教学中的痛点问题，尝试使创新能力再生，是“金课”建设的需要，也是新工科人才培养的需要。
1.1 痛点一：项目意识和能力缺乏
以软件工程专业人才培养为例，该专业课程体系的设计目标大都从培养基础编程和算法能力开始，最终至培养项目研发和管理能力，专业课程的设置根据该目标而定。然而，在学生专业学习的初期（大一大二），教学遇到的痛点问题是课程要求项目经验和学生缺乏项目经验之间的矛盾。以软件需求分析课程为例，学习者如果具备一定的项目经验，将能够快速准确理解理论知识，并较好实践应用。而实际情况是学生在学习这门课时基本没有项目意识，更别说项目经验和能力了。本学院软件需求分析课程在建设一流课程时，创新设计基于“自发现项目”的实验内容和过程，即学生自己发现要解决的问题，提出解决方案，同步验证、实践理论，培养工程能力和综合素养。实际教改中发现，学生受社会阅历、行业认知、项目意识的局限，提出的课题不新颖，应用范围有限，例如“食堂点餐系统”“校园二手交易系统”等，实验过程高阶性不够，其中项目意识缺乏是根源。
1.2 痛点二：课程成果转化度不高
工科专业课程一大特色就是理论学习的同时须同步实验，且实验过程、结果或成果本身具有创新性和一定应用价值。如果该成果对接产业需求，将直接促进产业和技术的发展。通过提高课程成果高阶性，促进课程成果向产业应用转化，将反促课程成果诞生过程高阶性，可促进人才创新能力再培养。以本学院 2018 级学生软件需求分析课程成果孵化为例，其转化方向和转化率统计见表 1。
根据表 1，可发现课程成果在学科竞赛方向有一定转化率但不高，转化为企业产品的比例更小。如何提高课程成果对接产业需求比例、提高课程成果转化率，是该课程教学中的痛点问题。
2 课程群视角教改促进创新能力的再培养
2.1 课程群视角的教改思路
针对上文提出的痛点一，如果能够以课程群视角从先修课程入手，重视培养学生的行业认知和项目意识，甚至项目能力，并进行相应的教改设计，那么在以项目为基础的专业课程教学时就可事半功倍；同时为后续专业课程的学习打好项目基础，从而促进人才创新能力再生，真正培养高阶性人才。例如，软件需求分析课程的专业前修课程有高级语言编程、数据结构、综合编程实践、认知实习。高级语言编程和数据结构主要培养程序设计能力和算法能力，这类课程的平时作业、实验、考试均采用基于实际问题求解方式的相关题型进行训练，增强了实际问题的解决能力。综合编程实践目前的教学目标定位也是编程和算法能力培养，不强调项目的概念。在这些先修课程的实际能力训练过程中，增加或嵌入综合应用类问题解决能力的训练，即通过几个实际关联问题进行一体化系统设计，同时强调项目化意识、系统整体意识、工程意识，不仅能够深化对编程和算法能力的运用，也能给课程群中需要项目基础的相关课程（如软件需求分析课程）的教学提供良好基础。
按照课程群建设的相关性原则 [7-8]，即根据人才培养目标和培养模式要求，分析先修课程与该课程在逻辑和结构上的关系，发现编程能力、算法能力与产生项目解决方案的能力之间，具有从技术角度分析和解决问题的相似性，但是中间相隔“项目化意识”这条“沟”，即前修课程不能培养从系统（项目）角度去分析和解决问题的能力，这是由于编程和算法类课程都是基于一个个小问题而不是一个小型项目进行训练。如果能够打破课程间壁垒，在“沟”上架起“桥梁”，嵌入部分实现小型项目的教学内容，可以达到优化课程体系的效果。具体可以在多个小型问题训练编程能力和算法能力的基础上，设计问题之间的关联性，最终整合成一个综合应用类问题。
以本学院软件工程专业为例，学生在学习高级语言编程（C 语言）、数据结构等课程时，实验、作业、相关测验、期末考试、编程比赛等相关教学环节或活动，均基于浙大 PTA 平台（浙江大学开发的编程和算法能力训练平台）开展，每位学生在平台上的训练题目数量多达上千题。PTA 平台上大量训练题型都是针对实际问题编程求解，由上百所院校师生参与出题，题目围绕知识点的表述五花八门，新颖性很突出，可以较好训练学生解决问题的编程能力和算法能力。如果要求学生从已训练的题目中寻找并发现关联性，结合行业认知，设计增加或嵌入综合应用类问题分析和解决能力的训练，将有助于培养项目化意识，培养项目中关键技术及相关算法的设计和解决能力，为后续软件需求分析课程的项目意识培养提供基础，促进学生创新能力再生。
例如，在本次教改课程群视角试运行阶段，学生在下面题目①②的编程训练中，发现了知识点之间的关联性，结合认知实习环节，提出了与“物联网 +”技术紧密结合、对接产业需求的项目式课题——物流堆场管理系统，充分证明了前修课程项目意识培养的可行性、重要性。编程训练题目及知识点之间关联关系发现过程以及项目课题发现过程如下。
题目①：帅到没朋友。当芸芸众生忙着在朋友圈中发照片的时候，总有一些人因为太帅而没有朋友，本题就要求你找出那些帅到没有朋友的人。注意：没有朋友的人可以是根本没安装“朋友圈”的软件，也可以是只有自己一个在朋友圈的人。虽然有个别自恋狂会把自己反复加进朋友圈，但题目保证所有 K（朋友圈中的人数）超过1 的朋友圈里都至少有 2 个不同的人。
学生对本题知识点应用总结摘录：对于本题，每个人数据状态稍复杂，比如，某个人（对应某个编号），具有“有没有朋友”“朋友有几个”这些状态，可以通过设置键值的 key 和其对应的value1， value2，在不用映射（map）、集合（set）的情况下，用数字的下标对应编号 0 或者 1 记录这个数据有没有朋友的状态，一个整数记录“朋友有几个”，从而解决这个问题。
题目②：危险品装箱。集装箱运输货物时，我们必须特别小心，不能把不相容的货物装在一只箱子里。比如氧化剂绝对不能跟易燃液体同箱，否则很容易造成爆炸。本题给定一张不相容物品的清单，需要你检查每一张集装箱货品清单，判断它们是否能装在同一只箱子里。
学生对本题知识点应用总结摘录：危险品装箱时，考虑是否有不相容物品；如有，考虑不相容物品的相应编号；检查同一集装箱货品清单，可考虑用“结构体”来记录集装箱某危险品数据多个状态，或者用映射（map）、集合（set）来解决危险品存在多种状态的情况。
题目①和题目②的关联发现：解决实际问题时，数据状态不一，其编程处理时的方法、过程、算法也不一。例如，判断某数为奇还是偶，其状态表示为 BOOL 类型，处理时边读取边判断其奇偶即可，但题目①中“帅”人的状态有 2 个，可使用索引表解决问题；题目②中危险品的状态可能多个，可以用结构体数据类型或者集合映射来表示。
在认知实习环节，学生参观了港口堆场，发现可以将题目①②相关思想应用在堆场管理中。在大二开设软件需求分析课程时，学生提出课题“物流堆场管理系统”，直接对接产业需求，通过调研、建模等工作，高质量完成了该系统的解决方案，并在实验室完成代码编写，据此参加了多个学科竞赛，并申请了软著。
前修课程孕育或者培养项目化意识，不仅对前修课程本身知识学习的融会贯通提供可能，也为工程能力的训练难度和质量提上一个台阶，满足金课“高阶性”的要求，也给后续培养项目实践能力的课程提供了良好的项目意识基础 [7]，帮助后续课程提高人才培养质量。
另外，在高级语言编程、数据结构等先修课程中，设计少量综合性应用型训练题目和环节，并不影响课程独立性 [8]；通过实现课程间有机综合，推动课程群整体优化 [9-11]，也符合课程群建设创新性、综合性原则。
综上所述，基于课程群视角，在软件需求分析课程的前修课程中进行项目意识和设计的教改，理论上可行，少量实践也证明教改效果佳，大面积、大范围、大周期实施还有待进一步研究实践。
2.2 课程群视角教改的意义
课程群各课程具有在内容上密切相关、相互渗透、互补性好、综合性强、整体性高的特点。课程群的优化建设和完善，可有效减少课程间的重复与脱漏，能带动整个教学团队教学水平的提升，提高学生综合能力素质，形成品牌效应 [12-14]。软件需求分析课程创新能力的再培养要求，将加快先修课程的教改步伐，为先修课程教改目标和方向起到补充作用，并为后续课程项目化要求提供良好的基础，为基于“互联网 +”课程群的共建、共享、沟通交流起到良好的推动作用。
3 课程成果的高阶性转化提升学生创新能力
以软件工程专业人才培养为例，专业课程可能产出大大小小的课程成果。针对痛点二，切实提高成果质量，提高其转化率，通过成果的高质量反促成果诞生过程的高质量，是本文讨论的促进创新能力再培养的第二种途径。以本学院软件需求分析课程为例，课程实验环节的“自发现项目”如果初始时就与产业需求无缝对接，通过产教融合的具体实施，按照产品或商品化成果标准和要求开展项目实现，在更具针对性的调研、学习、讨论、合作、再学习过程中，不断发现问题、解决问题，精益求精，这样的实验过程训练，必然促进培养能力的高阶性产出，为学生创新能力再培养提供可能。
例如 2019 级蔡梦莹团队结合在认知实习课程参观的南京润和企业自动驾驶系统，在软件需求分析课程“自发现项目”准备环节提出“智能网联汽车辅助驾驶安全信息检测系统”课题。通过不断地调研、查阅文档、实验、测试、团队讨论、发现问题和解决问题的实验过程中，发现完成其系统解决方案的工作量大、难度大，部分技术难点无法实现。通过联系企业专家指导，结合学习目标检测、目标识别等深度学习技术，最终在学院创新实验室完成全部文档和代码，并将系统重新命名为“御行智辅”，参加第十二届中国大学生服务外包创新创业大赛，获得东部赛区一等奖。
这个例子证明，自发现课题如果对接实际行业、产业需求，不仅局限在校园应用，在课程成果产出过程中，学生就要拓展学习的“面”，深钻某些技术的“点”，必要时向相关行业专家求教，使得完成课程成果的过程工作量更大、难度更大、更具挑战性，也促使课程成果高质量高标准产出。更艰辛的训练过程，必然能促进学生创新能力的再培养。
4 结 语
从课程群视角和课程成果水准提升角度提出的学生创新能力再培养的两种途径，为国家一流课程建成后学生创新能力的再培养、课程的持续改进以及课程高阶性的提升、课程创新性的再生提供了些许思路，其中，课程群视角教改中关于课程与后续课程如何高效衔接问题，也是探索学生创新能力再生须关注的要点之一，有待进一步研究实践。工科课程成果高标准诞生，要求课程实践环节尽可能与产业需求对接，深度产教融合 [15]，也还有很多实际工作有待开展和深入，本研究对促进产教融合工作的深化开展具有积极意义。
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基金项目：金陵科技学院软件工程国家一流专业建设项目；金陵科技学院校级教育教改课题（JYJG202106）；2021 年度江苏省高等教育学会评估委员会课题（91）。
作者简介：李尤丰，女，陵科技学院教授，研究方向为软件工程教育、图像分析，flllyf@126.com。
引文格式：李尤丰. 基于国家一流课程的人才创新能力再培养探索[J].计算机教育,2022(10):68-71.
转自：“计算机教育”微信公众号
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