0引言
为适应新时代发展要求，有效应对高等教育面临的挑战，以学生为中心的赋能教育已逐渐成为高等教育改革的共识[1-2]。大学计算机基础课程是面向全校大学生信息素养和应用创新能力培养的第一门课，肩负着计算机基础知识、基础技能和计算思维培养的重要使命，也肩负着新时代大学生跨学科计算机创新能力的培养任务。为高质量完成大学计算机赋能教育的使命，课程必须适应新时代变革，突破传统教育教学理念，强化智能创新应用能力，开展科学有效的教学改革研究与实践。
1大学计算机基础课程现状分析
大学计算机基础课程是一门理论和实践相结合的大规模通识教育课程，具有覆盖专业多、学生差异大、课程学时少、知识点更新快、课外学时有限、实验室有限等诸多特点。随着各学院对学生知识能力的要求和重视程度越来越高，课程研究和改革践行势在必行。
1）加强课程内容建设，解决大学生智能技术实践能力不足的问题。
人工智能、互联网+等一系列快速发展的新技术，是计算机与多学科融会贯通、跨界创新工程教育的基础。很多高校计算机类通识课程设置和内容更新还比较滞后，理论专题讲座较多，但智能技术实验内容很少，导致学生的实践能力不足。面对各学院对新技术动手实践能力培养的迫切需求，作为大学生计算机通识教育的基础课程，开发新实验是重点工作。
2）优化新教学模式，解决赋能教育的大规模实施问题。
“大班授课、小班实验”，是传统的计算机实验教学模式，但仅仅基于实验室单一场所的教学，会受到学生群体规模、学时数以及实验室容量的限制。很多高校机房规模压缩，很难安排全校大一学生多达人规模的实验。课程中的很多实验内容，尤其是智能技术硬件实验很难开展。如何实施大规模实验教学是赋能教育落地的关键。“线上MOOC+线下实验”的混合式教学，是改变和优化实验现状的利器，有利于赋能教育的大规模实施。同时，结合大学生创新、“互联网+”创新创业大赛等科技社团、创新类竞赛等多种课外实践线下活动，可以加强学生计算机和智能技术的应用能力。
2智能·赋能：计算机基础实验教学研究
近年来，大学计算机基础教育的发展沿着“引导计算思维→加强计算思维训练→面向创新能力”这条基本脉络发展。面向创新能力，就是融入计算思维的理念与方法，开展赋能教育，建构新时代新工科背景下的“宽、专、融”的基础教学课程新体系[3-5]。以北京交通大学为例，年新一轮教学改革把信息能力模块的全校通识课程设计为3个层次：计算认知层、计算思维层和计算赋能层。“智能·赋能”的计算机基础实验教学研究与践行，其核心思想是活用“智能新技术”，打造“赋能新课堂”，为全校各专业培养具有计算思维、工程能力和创新合作能力的新工科人才。大学计算机基础是理论和实践相结合的第一门课程，也是实施“智能·赋能”的重要和主要实践课，践行工作思路如图1所示：
1）“智能新实验”：基于新技术和新设备的新实验开发和应用。
近年来，基于计算机学科特点和国家新工科人才培养方向，很多高校通过逐步改造和规划原有老旧实验室，将传统大机房模式转变为智能创新多功能实验室[6-7]，让设计、开发和实施新实验有了落地的基础。同时，师生结合大创、毕设、科研、自制设备等实践活动，共同完成了多种智能技术类实验的开发，并逐步导入到相应层次的课程中。
智能技术涉及的知识点较多，怎样的实验内容能够体现智能技术的特色并能提高学生的兴趣，开阔视野的同时能更好地结合并辅助各专业课程的学习呢？以北京交通大学为例，课程团队围绕“智慧交通”双一流目标，提出了基于开源的智能驾驶实验教学内容设计与实践。从年至今，在实验室增设智能小型无人车、交互机器人和百度无人驾驶车等中小型设备，基于这些设备开发的实验拓宽了大学计算机基础课程的实验广度和深度。
面向非计算机专业的学生来说，遵循循序渐进、由简入繁的学习路径不可或缺。在实验资源设计时，结合学生基础的差异，团队结合实验室资源现状，设计了开源硬件、开源软件、传感器、大数据分析、算法模型、常用实验工具、无人驾驶等实验，把大学生的创新作品展示也融进了实验课程中，让学生感同身受，激发学习动力。设计内容见表1。
2）“赋能新课堂”：线上和线下混合式实验教学模式。
受大学计算机基础的大规模学生群体和实验室容量限制，很多高校采用了MOOC方式进行教学，优质师资、学生管理、个性化学习得到了保证。北京交通大学“大学计算机—计算思维之路”MOOC课程是国家一流本科课程及优质MOOC金课，从年上线后一直服务于本校和兄弟院校的大规模教学，是一门学习计算机知识技能的基础课程。
但是，仅使用MOOC不能保证实验实践环节的效果，尤其是计算机硬件智能相关内容，学生不能通过试错的过程深入理解信息技术。基于“智能·赋能”的改革思路，北京交通大学计算机基础课程团队于年依托硬件实验室及计算机硬件实验课程，基于“智能新实验”的设计思路，开展了新实验开发和视频录制，进行了视频教学和线下实验试点。年“大学计算机硬件实验”MOOC课程评为校级MOOC，并推选到中国大学MOOC平台。和年在大学计算机基础课程引入两门MOOC，开展“线上MOOC+线下实验”混合式教学，配合线上内容开展计算机软件和智能系统两大类实验，根据难易度分为基础、拓展、创新3个层次，教师根据各学院情况选择。
信息能力是大学各专业的基础，而大学新生的程度参差不齐，难以保证教学效果，因此很多高校实施了大学计算机暑期先修课。北京交通大学是最早开设先修课的高校之一，大学生接到录取通知书后，就开始学习计算机基础模块的先修课。秋季开学后，进行后期智能系统基础模块的学习和线下实验。没有条件开展暑期自修的同学，入学后还可重修。课程团队进行贯穿暑秋的线上答疑和秋季线下实验授课。
3“智能·赋能”计算机基础实验教学践行笔者
以年北京交通大学大学计算机基础课程为例，说明实施过程和成效。课程通过“线上MOOC+线下实验”混合式教学模式，提供线上丰富资源和线下面对面互动交流的环境，助力学生个性化学习、查漏补缺、保障学习效果。各环节循序渐进，成绩按各环节比例组成，如图2和表3所示。线下实验内容和参加人数见表4。
年全校10个学院名学生（包含留学生）选修该课程，从全体总成绩来看，80分以上同学人，占总学生人数的62%，90分以上达到人，整体上知识点掌握和实践能力较好。不及格人数26人，占全体的0.9%，含留学生（在国外）10余名。年和年的学生成绩分布如表5和表6所示。通过比较可以看到，随着课程研究和践行的深入，第二年实施效果较上一年有了提高。MOOC采用中国大学MOOC教学平台，链接为：大学计算机—计算思维之路CAP（8月10日—11月1日）（选课人数人）