新工科教育体系下基于鸿蒙生态系统的移动应用开发课程革新与实践研究

摘要：在当前快速迭代的技术环境和不断变化的行业需求背景下，移动应用开发教育面临着一系列挑战，包括课程内容与市场需求脱节、传统教学模式限制实践创新能力培养以及对国产自主可控核心技术关注度不足等。为此，文章以华为鸿蒙操作系统为切入点，基于新工科教育理念，设计并实施了一种整合线下实践教学、线上自主学习及课外竞赛的多元化教学改革方案。该方案旨在通过使用鸿蒙生态系统的实践项目与在线资源，让学生紧跟移动应用开发技术前沿，并通过团队合作与参与创新竞赛活动，提升其解决实际问题和跨平台协同开发的能力。同时，该课程体系还注重将思政教育融入日常教学中，引导学生关注和支持国家信息技术自主可控战略，致力于培养出兼具扎实专业技能、社会责任感和创新精神的新一代移动应用开发者，以满足我国信息技术产业对高素质人才的需求。

关键词：移动应用开发教育；华为鸿蒙操作系统；课程改革；新工科教育；实践能力培养

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）31-0171-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

自4G网络普及以来，移动应用开发市场经历了飞速发展。4G技术的高带宽、低延迟特性极大地促进了移动互联网生态的繁荣，催生了大量新型移动应用，如短视频、直播、移动支付、在线教育、远程办公等应用的兴起和发展，使得移动应用市场规模迅速扩大，并催生了数百万与之相关的工作岗位，与此同时，也有数百所高校开设了移动应用开发类课程并进行了一系列相关改革[1-4]。

在传统的移动应用开发中，开发者主要围绕安卓（Android） 与iOS两大生态系统进行工作，它们共同主导了全球智能手机市场。然而，这两者在面对即将到来的万物互联时代时，存在一定局限性：安卓系统的碎片化问题较为突出，不同设备间兼容性和交互体验的一致性有待提升，而iOS则受限于苹果封闭的生态体系，对跨平台及多设备协同支持有限。

随着5G、物联网和人工智能技术的迅速崛起，传统的移动应用开发市场需求以及教学体系面临着一系列的问题[5]，并且也正经历一场深刻的变革。华为推出的鸿蒙操作系统（HarmonyOS） 作为国产自主可控的操作系统解决方案，在这一时代背景下起到了关键作用，为移动应用开发产业带来了新的机遇，与此同时新机遇也要求学校顺应新工科背景[1-2，4-5]要求，立足鸿蒙生态系统并针对移动应用开发课程教学进行相应的改革。

1 移动应用开发人才培养现状及存在的一系列问题

当前，以安卓（Android） 和iOS为主导的传统移动应用开发课程体系[6-9]在人才培养方面面临着一系列显著挑战，主要体现在以下几个方面。首先，课堂教授的内容往往基于先前版本操作系统版本和技术框架，而移动互联网技术更新换代迅速，导致学生在校所学的知识内容很快落后于行业实际需求。例如，随着5G、物联网以及人工智能等新兴技术的发展，市场对开发者的技术要求已经从单一的手机应用开发拓展到更广泛的跨平台、多设备协同开发领域，但传统的课程设置未能及时跟上这一变化。并且以往的教学更注重内容教学而非实践教学，导致学生理论知识与社会需求脱节，难以满足企业招聘需求和学生就业要求。传统的移动应用开发类课程教学还存在考核方式不合理的问题[10-11]，考核过于强调学生理论知识和卷面成绩，学生为了追求更高的考试成绩，往往会花很多时间去背诵一些理论知识而忽视实际动手开发能力。传统的考核方式导致学生局限于纸上谈兵，难以将所学知识应用到实际生产中去。其次，在国家提出的新工科建设目标下[12-14]，强调建立具有中国特色的工程教育模式，制定符合中国国情的标准，并致力于打造国际领先的工程技术创新中心和人才高地。然而，目前的移动应用开发课程在培养过程中并未充分体现出对中国品牌自主化、核心技术国产化的追求。这不仅体现在技术层面依赖于国外操作系统的基础之上，而且在战略导向、产业对接等方面也存在不足。再者，我国信息科技领域的核心技术和知识产权掌握在外企手中，使得教学过程中难以深入进行思政教育[15-18]，引导学生关注和思考如何通过技术创新服务于国家战略需要，解决“卡脖子”问题[19-20]，实现关键核心技术的自主可控，为民族复兴贡献力量。

基于以上问题，课题组依托于华为鸿蒙平台开设了鸿蒙移动应用开发课程并进行了一系列改革。在课程开设过程中，为推动产学研创协同育人的理念实施，课程积极与华为公司进行沟通，调整教学内容，探索了一套可行的教学模式，并取得了超出预期的教学效果。

2 基于鸿蒙生态系统的移动应用开发课程改革思路

为积极响应新工科教育的时代召唤，切实落实立德树人的根本任务，并充分满足思政教育对于培养具备社会责任感、科技创新意识和家国情怀的高层次复合型人才的要求，同时确保学生在毕业后能够迅速适应企业招聘需求，拥有扎实的移动应用开发实践能力和前沿技术视野，课程将学生培养内容分为以下三部分，并在图1中进行展现。

2.1 线下教学与实战模块

在新工科教育思想的指导下，课程设置打破传统的以理论知识为主的授课模式，采用面对面互动实践教学形式，深度探究HarmonyOS国产移动操作系统开发实践应用。同时将思政教育理念巧妙地融入日常教学各个环节，使学生在掌握开发技术的过程中，深刻领会自主可控信息技术对国家信息安全战略、科技自主创新以及产业现代化升级的重大意义。

课程老师将精心设计和实施具有高互动性和针对性的答疑环节，鼓励学生在解决实际开发中遇到的具体问题时，锻炼其独立思考、解决问题的能力，培养严谨求实的科研态度和坚定执着的创新精神。通过模拟真实工作环境的项目，强化学生在HarmonyOS平台上的移动应用开发能力，同时引导学生关注并探索如何运用所学服务于国家发展和社会进步，从而形成既有扎实专业技能又有强烈社会责任感的新一代信息技术人才。

2.2 线上自主学习与理论知识模块

课程借助现代教育信息技术手段，构建了完善的线上学习资源库，内容包括高质量的教学视频、配套课件、阅读材料以及在线测验等。学生可以在课外时间自主安排学习进度，系统地学习HarmonyOS的基础原理、核心技术和最新前沿技术动态。线上教学提供丰富的学习路径和自我评估工具，强调以学生为中心，鼓励学生主动探索和深度理解移动应用开发的知识体系。

2.3 课外竞赛与创新能力培养模块

为了进一步激发学生的创新潜能和团队协作精神，课程积极组织并引导学生参与各类移动应用开发竞赛。通过课外竞赛，让学生有机会将所学理论知识应用于实践，并在竞争环境中锻炼其快速学习新技术、解决问题的能力。同时，课程会结合竞赛主题设置相关的研讨课和专题讲座，助力学生深化对前沿技术的理解和运用。

3 基于鸿蒙生态系统的移动应用开发课程改革实施过程

3.1 课程教学内容和方式建设

在以往的计算机教学中，受制于知识点零碎、教材更新慢，但技术发展快的问题，往往会出现教学内容与市场需求不匹配的现象。为了解决这些问题并提高教师授课和学生学习的效率，需要改变传统的以教师讲授为主的填鸭式教学，构建线上线下相结合的以学生为中心的混合式教学，同时实现学生的自由式、碎片式学习，打破时间和空间的限制，这也符合新工科背景下的课程教学改革所倡导的开放性。在线上线下混合式教学中，通过在华为的“开发者学堂”的平台上开设对应教学内容的鸿蒙应用开发课程，对应线下教学班设立班级。

线上教学内容侧重通过互联网进行课程讲解、演示和讨论，线上教学内容包括在线视频教程、直播授课、文档讲解、自测练习、论坛讨论等，其中教学内容主要以鸿蒙系统提供的最新内容为主。线上教学具有灵活性强、时空自由的特点，便于学生自主选择学习时间和地点，同时相对于传统的纸质书内容教学，线上教学内容可以及时更新，同时不同学习能力和不同知识需求的学生可以根据自己的需求进行有选择性地学习，学生可以在不同时间上实现学习内容颗粒度对齐。

线下教学相对于传统的面对面的课堂教学外，增加了实验实训等实践活动在教学时间中的比重，同时在线下教学中融入思政教育。在新工科教学框架下，课程将思政教育巧妙融入鸿蒙操作系统的线下课堂教学。通过讲述我国从通信技术的跟随者到5G和鸿蒙系统等自主创新成果的领导者这一历程，激发学生的民族自豪感与爱国热情，培养学生为国产软件开发和科技进步贡献力量的观念。

同时，在实践环节中，强调新时代“工匠精神”的内涵，如敬业、协同、追求卓越及创新，使学生在掌握鸿蒙操作系统开发技能的同时，注重职业素养、理想信念和道德品质的提升，从而实现知识传授与价值引领相结合，培养出既具备专业技术能力又富有社会责任感的新一代信息技术人才。线下教学内容能够更好地保证教学质量，促进学生之间的交流互动。

这种线上线下混合教学结合了线上教学和线下教学的优点，既充分利用网络教学资源，又保留了传统教学的优势，能够充分满足现代学生的学习需求，提高教学质量，推动教育现代化发展。

3.2 实战能力培养

在新工科教育理念的指导下，课程以HarmonyOS 为核心，采用合作学习、小组讨论和项目驱动等多种教学模式，强化学生的实战能力和团队协作精神。

在线下教学实施过程中，课题组改变了以往以理论知识为基础的照本宣科式教学，侧重应用和实践过程。同时采用“项目驱动”的教学引导学生进行主动学习，以项目为基础、教师为引导、学生为主体，通过团队合作方式，利用已经掌握的理论基础知识和开发技能自主地分析、研究、创新、解决问题、提交项目成果的教学模式。此理念对于激发该课程学生的学习兴趣、主动性以及创新意识起着重要的作用，同时也能显著地提高教学质量。在课程实践过程中，指导老师为了能带领学生基于鸿蒙系统进行纯国产化项目开发，围绕鸿蒙操作系统的关键知识点，精心设计了一系列课堂案例。比如，在讲解界面开发技术时，课程会引导学生模拟开发一个类似“鸿蒙版支付宝登录”应用；而在探讨消息推送机制时，则可能通过“智能家庭设备联动通知系统”等案例进行实践教学。这些贴近实际应用场景的小型项目让学生能够快速掌握并运用所学知识。

其次，结合知识体系的线性发展，课程设置了综合性的大项目和实训环节。一方面，安排了涵盖整个课程内容的鸿蒙操作系统课程设计任务，要求学生将所学知识点融会贯通，独立完成一款体现创新思维与技术实力的应用程序。另一方面，在实训课程中，针对不同行业需求，如医疗健康领域，提供了多个特色实训案例供学生选择，从而提升学生解决实际问题的能力。

以上教学内容的设计不仅能引起学生的学习兴趣，学到了知识，而且在教学过程中融入了思政课教育内容，让学生认识到了目前我国在科技领域一系列受制于人的情况，激发了学生学习动力，也符合了“新工科”背景下探索国产化的目标，同时鼓励学生在实践中深化理论知识，在学习中锻炼实际操作技能。当学生完成上述“知识点”和“知识线”的逐层实践训练后，鼓励学生用实训开发产品进一步参加更高层次的学科竞赛，如华为ICT大赛、华为鸿蒙开发者大赛以及大学生服务外包创新创业大赛、中国大学生计算机设计大赛等，并在大赛中不断学习团队合作和完善自己的产品，通过参与此类竞赛，实现“以赛促学、以赛助学、以赛促教、以赛助教”的目标。同时在线下课堂中，教师应及时指导学生做出调整或帮助学生弥补作品不足之处。这些竞赛不仅检验学生的综合素质，更助力他们在更大范围内拓宽视野，增强竞争力。

通过这种模式，学生不仅仅是课堂上的知识接受者，更成为实际项目的参与者和创造者，培养了综合素养和实践能力，这种方法的推广有望进一步激发学生的学术热情和创新潜能。并且经过一系列由浅入深、层层递进的教学与实践方式，学生们能够在移动应用开发领域的“知识点”“知识线”乃至“知识面”上得到全面锻炼和提升，最终培养出符合现代企业需求，拥有扎实专业技能及创新能力的高素质鸿蒙移动应用开发人才。