哈尔滨工业大学（威海）
2000人以上 / 教育 / 中国-山东-威海
“低代码+AI可以让学生更快更好的理解面向领域的需求，敏捷的构建软件系统，开拓视野，提升专业技能，而不是被限制在语言的学习和代码的开发上。”
—— 计算机科学与技术学院基础系主任 张小东
在这个技术飞速发展的时代，尤其是人工智能（AI）与云计算等前沿科技的迅猛崛起，正深刻地重塑各行各业的工作模式。例如，利用AI驱动的数字人进行24小时不间断直播销售，以及创建虚拟数字博物馆等新兴应用领域，都是这一趋势下的产物。
这些层出不穷的新技术、新模式、新业态背后的关键因素是人才。为了使学生能够更好地迎接未来社会的挑战，教育领域也加强对高校内数字相关学科建设的支持，促进跨学科教育的发展。
哈尔滨工业大学（威海校区）
今天，我们将一同探访哈尔滨工业大学（威海校区），简称“哈工大”，深入了解哈尔滨工业大学（威海）-计算机科学与技术学院基础系主任张小东老师如何在数字化转型背景下培养适应新时代需求的专业人才，如何帮助学生成长为具备解决复杂问题能力的复合型人才。
现行数字化教育的困惑
张小东老师拥有超过20年的丰富教学经验，在这期间他不断地总结与反思，对传统教育模式产生了一些思考。例如《C语言程序设计》这门课程，在传统教学模式下，虽然该课程作为计算机科学入门的第一步，但其内容和方法仍然沿用较为传统的框架：教师首先提出具体需求，接着指导学生进行功能规划与设计，并最终亲手演示如何编写代码。
传统程序开发
然而，这种教学方式所教授的代码往往与现实世界中的实际应用场景存在较大差距，导致所学知识难以在实践中得到应用。尤其是在当前编程语言快速迭代更新的大背景下，C语言的实际使用频率已经显著下降，这也进一步削弱了学生的学习兴趣。
为了解决这些问题，张老师一直在积极探索更为有效的教学方法，力求让学生们能够在初次接触计算机编程时就能创建出真正具有实用价值的应用程序。而如何使学生能够迅速掌握开发有实际用途软件的能力，并在此过程中激发他们的创新意识，成为了张老师当前面临的一大挑战。这不仅需要调整现有课程的内容设置，还需要引入更加贴近行业前沿的技术工具和案例分析，以便更好地培养学生的实践能力和创造性思维。
2021年，张小东老师首次接触到了低代码技术。他发现，通过简单的拖拽操作，低代码平台能够快速地构建应用程序并部署上线，真正实现了所见即所得的设计理念。更重要的是，这种直观易用的方式极大地激发了学生们的学习兴趣，并使他们能够将更多的精力投入到业务逻辑的理解和创新思维的培养上。受到这些积极变化的启发，张小东老师决定深入探索如何将低代码技术更好地融入到教学实践中，以推动教学改革。
低代码构建应用
AI+低代码教学改革
张小东老师以其擅长的通识类课程为基础，开启了低代码教学的改革，并总结了一系列的课程改革经验：
选择适合的课程进行切入：
张老师认为，宜搭非常适合进行通识教育，尤其低代码+AI的部分，更是学生未来需要掌握的有力工具。由此，张老师将通识教育分为两个类型，并分别与低代码进行融合。
一类为思维应用实践类课程，如《大学计算机》、《计算思维导论》等。这类课程会从实践应用角度出发，引入一些对行业有影响的内容，如办公自动化、信息化管理和AI自动交互等，这些知识与宜搭代码平台契合度高，适宜引入到课程体系中，作为重要的教学模块，不仅能够帮助学生建立更全面的计算思维，还能提升他们在实际工作中的问题解决能力。此类课程设计适合所有专业的学生，有助于实现跨学科的知识融合。
低代码融入教学课堂
另一类是设计与应用实践课程，例如《C语言程序设计》和《Python程序设计》等。这类课程不仅涵盖了编程语言的基础知识，还深入讲解了应用程序的设计与开发过程。以Python为例，低代码与Python程序设计相融合，低代码作为用户需求模型的描述，为深入的程序开发提供直观的应用展示。学生不仅可以学习到基础语法，还能通过实际项目（如使用宜搭平台搭建实战项目）来训练解决复杂工程问题的能力。运用低代码的可视化能力进行需求分析、系统构建、软件应用真实场景模拟，结合 Python 语言程序设计的特色，构建较为实用的应用软件系统。这不仅能够加深学生对理论知识的理解，还能够让他们体验到如何将所学技能应用于解决真实世界中的问题，并且积极探索Python与宜搭等工具之间的融合与交互。
找到知识切入点：
找到合适的课程后，接下来就是要将宜搭的相关技术融入到课程中。对此，张老师将传统的应用构建与宜搭的应用构建进行了对比，尝试探索相关课程与低代码融合的方案。
传统应用的编程开发流程复杂且涉及多个环节。首先需要确定部署环境及技术栈，接着评估所需的计算资源，然后进行需求分析与设计、制定数据存储方案、构建前后端分离框架、实现应用模块，并在此基础上完成联调测试。这一系列步骤对学生的技术能力提出了较高要求。当PC端的应用开发完成后，还需考虑如何适配移动端以及优化页面展示效果；同时，数据分析及其可视化展示也是不可或缺的一环。除了新应用的开发之外，对于已有应用的修改和维护同样是学习过程中不可忽视的重要组成部分。然而，在实际教学中，引导学生有效地对现有应用程序进行修改往往面临着不小的挑战。
Python课程体系结构
在宜搭平台上，学生在需求分析与设计完后，就可以通过宜搭的模块化组件构建应用，辅助他们快速构建基本功能，搭建出来的应用自动适配PC端和移动端，程序设计语言编写的模块可作为宜搭应用的一部分或者将宜搭应用作为程序设计中的其中一个环节，亦或可同时构建同一应用的两个不同版本，以便对比。给学生及教师造成极大困扰的修改应用问题，被宜搭轻松地解决。
完成应用构建后，学生能够借助报表和大屏工具快速执行数据分析与可视化展示，而且还可以通过AI进行智能化的数据分析。在AIGC技术迅猛发展的今天，此类AI工具显得尤为实用。通过这样的知识切入方式，可以将教学与产业结合起来，让学生快速掌握开发有实际用途软件的能力，并在此过程中激发他们的创新意识。
对于非计算机专业的学生而言，张老师认为学生只需关注行业领域的需求并理解相关业务流程，便能通过低代码平台将这些流程细致地实现出来，进而提高他们的数字化意识。
授课模式：
针对授课模式，张老师也总结为以下几点：
（1）依据教学大纲制定教学日历和教案。教学日历与教案可以按实际教学环境，随时进行调整，以确保能够完成教学任务。
（2）实践环节为独立运行环境下的开发模式与宜搭低代码开发平台相结合。
（3）在上述（1）和（2）的前提下，完成独立 spoc 的建设包括自制授课视频、宜搭学习课程、设置思考题与讨论区等；进行线下授课和线下实验，制定相应的课堂练习；布置课后作业通过钉钉与学生进行交流互动；利用宜搭平台进行线上实验，完成翻转课堂等任务，最后鼓励学生进行低代码开发师认证。
闭环教学模式
AI+低代码教学成果
目前，哈尔滨工业大学（威海）已有超过1200名学生参与了Python程序设计与低代码技术深度互融项目的课程，占计算机学院学生总数的65%，主要面向大一和大二的学生。高质量的教学项目必然带来高质量的成绩输出，在教师和学生的共同努力下，我们赢得了多项荣誉。相关教师带领学生参加全国大学生软件创新大赛、中国高校计算机大赛-移动应用创新赛、网络技术挑战赛、人工智能创意赛、中国机器人及人工智能大赛、全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛等十多项全国大学生榜单赛事的学生100%是本教改项目的受益者，取得省级及以上奖项150余项，国家级项30余项，参赛者约800人次，获奖约450人次，参与人次与获奖人次的成效比高达56%。
张小东老师在教学研究方面也取得了一定进展，以低代码为基础的教学改革荣获了山东省第九届教学成果奖（高等教育类）二等奖，撰写的论文《基于学习成效的混合式程序设计课程教学改革》荣获2024年中国高校计算机教育大会最佳论文奖。
教学研究成果
AI+低代码未来展望
张小东老师指出：“无论是知识传授还是教学信息化管理，AI与低代码技术的融合都将成为推动高校数字化转型的关键力量。在教育方面，结合低代码平台与AI能够帮助学生更快速且深入地理解特定领域的实际需求，使他们可以更加灵活地开发软件系统，而不再局限于编程语言的学习和繁琐的代码编写过程。这样不仅能够拓宽学生的视野，还能有效提升他们的专业技能。对于教学管理工作而言，依据具体需求，我们可以迅速搭建起具备高度灵活性的教学管理系统，并通过AI技术来分析教学数据，进而优化教学模式，提高管理效率。”
此外，张小东老师还对未来发展进行了展望：他认为低代码技术和AI将会成为培养未来数字人才的主要工具之一。“我希望，在不久的将来，哈尔滨工业大学能够实现各类教育信息化软件之间的无缝整合，在教务管理、教学活动及实践环节中实现深度融合；同时，通过对教务大数据的挖掘与分析，为教学改革提供强有力的支持，最终构建起一个完整的教育信息化生态系统。”
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