培養人才，在改革創新的潮頭揚帆遠航
——北理工計算機公共基礎課程教學團隊人才培養創新改革紀實
發布日期：2016-10-20 供稿：黨委宣傳部 馬瑤、王征 計算機學院 攝影：計算機學院
編輯：馬瑤 審核：包麗穎、藺偉 閱讀次數：
在這個“不懂電腦”已屬稀奇的時代，高校如何在“一流人才”培養的過程中，使學生具備一流的計算機科學素養和運用能力，是一項看似容易，但必須潛心修煉的“真功夫”。
針對大學生在學習計算機基礎課程中的一系列問題，北理工計算機公共基礎課程教學團隊（以下簡稱“團隊”）堅守“三尺講臺”二十載，立足人才培養，持續教改創新，開創計算機教學的“虛擬實驗”模式，引領高校計算機公共課教改潮流，以大規模在線教學“獨步”全國，在“小屏幕”上做出“大文章”，是一支具有人才培養“真功夫”的一線教學團隊。
“培養人才，研教結合下苦功解決問題！”
計算機教育是人才培養的重要基礎環節，計算機基礎課程在我國已經開展了30余年，但是如何為該課程體系配套科學有效的實驗教學環節是長期困擾國內外計算機教學的難題。在傳統教學中，芯片無法拆開講原理，信息“流動”難以呈現，“看不見摸不著”，長期以來的實驗教學環節都被實踐或實訓所代替，這直接影響了教學質量和教學目標的達成。
教改創新必須腳踏實地解決人才培養中的實際問題，還要下苦功夫。針對問題，團隊立足自身想辦法，團隊帶頭人、北京市教學名師、計算機學院李鳳霞教師作為學院在“虛擬現實與仿真計算”方向的學科帶頭人，帶領大家充分發揮在學科領域的研究優勢，充分將科研成果與教學工作相結合。自2011年開始研究《大學計算機》課程的實驗教學方法改革。團隊全體成員和實驗室的30多名研究生，歷經兩個寒暑夜以繼日的研究和實踐，不僅創新性的設計開發了18個虛擬教學實驗，還于2013年將全套實驗課程資源出版，創建了該《大學計算機》課程的虛擬實驗體系。
充分發揮科研優勢構建的虛擬實驗教學模式，以直觀、簡潔、交互性強的優勢，極大突破了計算機教學的瓶頸，輸入簡單的指令，執行簡單的操作，信息的流動、數據的處理便躍然屏上，生動的仿真頁面真正實現了寓教于樂，成為連接課上與課下的紐帶，加強了學生對計算思維的認知。
虛擬實驗工場
計算機學院2012級學生李念說：“在沒有虛擬實驗配合計算機公共課前，信息的流動存在我們的空間想象中，正如一千個人眼里有一千個哈姆雷特，對信息可意會不可言傳的理解可能出現偏差。現在有了配套的實驗資源庫，更直觀、精確地為我們展示了計算機科學的基本理論和系統概貌。”
理念前瞻，技術先進，團隊立足北理工，憑借教學科研“雙重實力”，大膽將虛擬現實、計算機仿真等多種媒體融合的現代教育技術巧妙運用于教學研究和實踐之中，在“虛擬實驗”和在線教學的實驗支持方面開國內外之先河，這在全國計算機基礎教育領域引起了極大關注，至今已有近百所高校陸續采用了這套實驗體系。
對北理工的虛擬實驗，北京工商大學計算機與信息工程學院趙霞副教授如此評價：“虛擬實驗拯救了計算機基礎教學，不僅使非計算機專業的計算機課程變得易教易學，同時也為其它基礎課程和專業課程的實驗教學提供了改革思路。”參與虛擬實驗設計開發的計算機學院趙三元老師這樣分享自己的體會：“虛擬技術支持了課程的難點解析、重點演示。我們青年教師在實驗的設計與開發過程中研究教學、深挖技術，當我把復雜的‘進程管理’用可視化的方式設計成虛擬實驗的時候，有意外收獲的驚喜。”
2014年，團隊獲批國家級“大學計算機虛擬仿真實驗教學中心”。團隊改革深化的腳步始終不停歇，虛擬實驗從一門課已擴展為多門課，并建設了“虛擬實驗工場”網上平臺，通過該平臺，得以支持更大范圍的慕課教學，成為國內外首創的在線虛擬實驗支持平臺。團隊所開設的《大學計算機》課程也成為中國慕課平臺上首先采用在線虛擬實驗的課程。憑借“虛擬實驗”，北理工已經成為國內高校計算機基礎教學改革的引領者。
“這件事做起來要比說起來難得多，一是要有一線教學經驗的教師支持，二是要有虛擬仿真科研經歷的開發團隊，兩者缺一不可。” 負責虛擬實驗開發的計算機學院陳宇峰老師是這樣理解腳踏實地下苦功解決問題的。
“創新是教育教學的基石，改革是計算機公共課的生命”。每每談及這一團隊堅守二十年的理念時，李鳳霞教授總是感慨而自豪：“信息時代的高速發展提升了高校各學科對計算機科學和信息技術的需求，這就注定了計算機基礎教育教學不能墨守成規。無論是教學理念還是教育技術，無論是課程體系還是教學內涵，不斷改革和創新計算機公共課教育是我們的主題乃至計算機教育的生命”。
“以人為本，讓學生享受最先進的教學模式”
“互聯網+”時代席卷全球，極大改變了人類獲取信息和學習的方式，大學生群體更是首當其沖。因此，教育教學模式不可阻擋的發生著前所未有的變化，慕課（MOOC，massive open online courses）在線教學模式席卷全球，“后MOOC”時代——小規模限制性在線課程SPOC（Small Private Online Course）接踵而至。
培養人才必須“以人為本”，大學生學習模式的新變化，要求高校計算機基礎教學必須不斷迎擊教育技術革命“一浪高過一浪”的洶涌大潮。讓學生始終能夠享受最先進的教學模式，團隊不僅要創新不輟，還要打造一流。
早在2005年，團隊便開始了對網絡教學的探索，將在線討論、在線教學管理、翻轉課堂等新概念引入到教學實踐中，所建設的“網絡教學支撐平臺”開創國內高校之先河，每年3000多人參與學習的北京市精品課程《C語言程序設計》率先在該平臺上線，形成了北理工的網上學習社區，顯現了“前慕課”的特點。
在之后的建設中，該平臺逐步匯聚了北京市精品教材、國家級規劃教材、各種思維訓練題庫、各種在線評測插件，逐步建設了獲評教育部“質量工程”的《C語言程序設計》國家級精品課程、國家級雙語示范課程、國家級精品資源共享課程。值得一提的是，團隊始終“放眼天下”，國內多所兄弟院校共享、引用平臺課程資源，團隊還提供師資培養支持，在國內形成了良好口碑和影響力。
創新是教育教學的生命力。當慕課教育大潮席卷中國高校之際，團隊又提出了“眾籌共享”的創新理念，使得北理工計算機的慕課教學在業內“一呼百應、獨樹一幟”。
2014年，教育部中國大學“愛課程”平臺正式上線，標志著中國慕課教育的全面啟動，團隊首期便推出《C語言程序設計（上）》，2015年《C語言程序設計（下）》《大學計算機》及《Python語言程序設計》陸續上線，四門課程不僅多次重播，單門課程學習人數超過13萬，單次課程學習人數超過4萬，4門課程累計學習人數超過30萬，其選課人數、學生的通過率、優秀率在 “愛課程”上名列前茅。
做好人才培養，必須打造一流的教學。北理工計算機基礎教學敢不敢接受“市場”檢驗？團隊用自己的成績做出肯定回答。除了直接面向用戶提供課程教學外，謀劃如何拿下“大客戶”成為團隊的發展戰略重點，即用北理工的優質課程和教學為兄弟高校的教學體系提供直接支持，通過對校外的教學服務與輻射，更加充分的體現出優質教學的寶貴價值，并且在這樣的“市場化”的“教學相長”中，實現對教學質量、教學水平的再提升、再促進。目前采用北理工《C語言程序設計》慕課課程的高校已達25所，采用北理工《大學計算機》慕課課程的高校已達63所，團隊課程的影響力在全國慕課平臺中遙遙領先。
華北理工大學負責SPOC建設的張春英教授在一次全國性的大會上這樣評價：“我參與了北理工計算機慕課課程“講軟件”專欄的主講工作，在深度協同中改變了我們對計算機教學的認識，學習了北理工的課程規劃思路、組織方法，提升了我們的師資水平和教學能力，深刻體會到借力名校與共享資源的優勢”。
在潮流中保持獨立思想，才能成為弄潮兒。團隊成員、計算機學院嵩天副教授這樣理解：“對我們而言，開設慕課不是追趕潮流，而是立足人才培養的客觀需要，通過這種方式表達教學改革觀點，打造一流的教學能力。例如作為國內首個開設《Python語言程序設計》課程的高校，通過慕課上線，我們可以把北理工先進的教學觀點、教學思路及教學改革理念傳播到更廣闊的范圍”。
創新的道路從來不是人云亦云、盲目跟風的。對于“慕課大潮”，團隊始終保持冷靜思考和正確選擇，抓住“大規模、在線、開放” 的本質，形成自己“眾籌共享”的創新思路，追求一流。“眾籌”支持更大規模的師生自愿參與，“共享”支持在線學習社區的良性發展。例如《大學計算機》課程團隊8位成員中就有3位外校老師參與共建，而課程中特設的“百家視點”欄目，通過邀請各高校老師主講，一舉建成覆蓋一百多所高校、295名教師的“大學計算機課程群”工作組，北理工有效凝聚國內高校計算機教學主流力量的同時，塑造出以名校引導、互通有無、博覽眾長的格局，北理工居于格局中心。
在創新中砥礪前行，不斷追求一流的計算機基礎課程教學，正在扎實服務于北理工人才培養的宏偉藍圖。
“強基固本，教師隊伍是人才培養的關鍵！”
任何事業都離不開人，人才培養更離不開一支兢兢業業、奉獻育人的一線教師團隊，抓好教師隊伍建設，始終是計算機基礎課程教學團隊的重中之重的基礎工作，不僅要保持好授業解惑不輟的高水平教師群體穩定，還要思考如何吸引優秀人才將自己的精力和水平投入到教學之中。
北理工計算機公共課教學團隊部分教師合影
北理工計算機公共課教學團隊從2005年開始建設，建設初期，團隊是跨學院的組織結構，雖然保持了一定規模，教師隊伍最多時達36人，但也不可避免的出現了“隊伍流水、團隊松散”的現象，這都直接影響到了課程建設和師資隊伍成長。針對以往團隊建設的弊端，在學校和計算機學院兩級的全力支持下，團隊在人才隊伍結構方面進行大規模調整，目前形成以6名計算機公共課專職教師為骨干，十余名計算機學院與其他學院兼職教師為支撐的人才隊伍。
“教學團隊的價值就體現在人才培養中，教師亦如此”。帶著這樣的共識，團隊通過積極開展高層次的教學改革創新，不僅凝練出“貨真價實”的教學成果，還積極抓住在線教育蓬勃發展之勢，搶占發展先機，建設國家級教學平臺，在國內外形成重要影響，這些都能夠為教師的成長發展提供強有力的推手。充分挖掘教學工作蘊含的價值，“欲取之，先予之”，發揮團隊優勢，創造價值，為教師自我價值實現提供支持，是當前團隊在隊伍建設方面的重要思考。
李鳳霞教授作為團隊負責人和“虛擬現實與仿真計算”學科方向帶頭人，多年來堅持教學與科研相結合，發揮了核心帶頭人作用。在她的帶領下，北理工的計算機教學從團隊建設、平臺建設、課程建設、教材建設、虛擬仿真實驗創建等都獲得了豐碩的教學成果，人才培養成績突出。
樊孝忠、石峰、賈云得、王樹武、高飛等知名教授，以及前不久英年早逝的古志民教授作為團隊的中堅力量，長期堅守在一線講臺上，在創造優秀成果的同時，更用榜樣的力量帶動一批青年教師熱愛并投身教學。
在團隊“引培并舉”的思路指導下，中青年教師群體中涌現出陳朔鷹、薛慶、趙豐年、李仲君等一批被學生評為“我心目中的優秀教師”的骨干力量；陳宇峰、嵩天、李冬妮、禮欣、史樹敏等一批擁有海外學習經歷、主持著國家自然科學基金的優秀青年教師也自愿投身教學工作，參與教學研究；趙三元、余月等海外引進人才也積極在教學崗位上發揮作用，潛心教改實踐。青年教師的迅速成長，用新思維、新知識、新理念為團隊和課程注入活力，形成了團隊“勇于進取、團結協作、朝氣蓬勃”的文化氛圍和精神傳統。
多年的建設，使得團隊“陣容強大”，可以說正是這樣的一批教學水平高、師德風范良好的“好老師”群體，才是人才培養的強基固本之道。
創建“雙一流”，人才培養必須爭創一流，培養一流人才離不開一流的教學，而自古至今的教書育人，只有唯有直面問題、與時俱進，不斷改革創新，才是應對之道。
人才培養，要解決問題，要以人為本，要強基固本，北京理工大學計算機公共基礎課教學團隊，在公共基礎課創新改革中的有益探索和成績，給我們帶來不少啟示。
