目標導向的計算機實踐教學改革探索

戴敏 朱百祿

摘要：針對普通高等院校實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題，以計算機實驗教學為例，本文從工程教育理念出發(fā)，按照目標導向的思路對實踐教學體系、創(chuàng)新訓練模式、教學方法與手段、考核方式等進行了改革與實踐。實踐效果表明，學生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力均有所提高。

關(guān)鍵詞：實踐教學；工程實踐；創(chuàng)新能力；目標導向

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0126-02

一、引言

在工程人才培養(yǎng)過程中，實踐教學是培養(yǎng)學生工程能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的關(guān)鍵。目前普通高等院校在實踐教學環(huán)節(jié)中還存在很多問題，主要體現(xiàn)為：一是專業(yè)定位與企業(yè)對高級應(yīng)用型人才的實踐能力要求存在差距[1，2]；二是傳統(tǒng)實踐教學模式以學校課堂教學為主，大多數(shù)學生實踐意識差，獨立解決問題的能力差[3，4]；三是實踐教學質(zhì)量監(jiān)控機制不完善，缺少符合實踐教學特點的質(zhì)量評價和考核機制，缺乏對實踐教學的過程監(jiān)督[2]。因此，以工程教育為指導構(gòu)建人才培養(yǎng)的實踐教學體系已成為高校教育的一個重要課題。

本文以我校計算機實驗教學為例，按照工程教育目標導向的教育理念，對實踐教學體系、教學方法、考核方式等進行了改革與實踐。

二、教學理念與改革思路

當前，經(jīng)濟與科技的飛速發(fā)展，對高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求猛增，尤其在天津濱海新區(qū)以及整個環(huán)渤海地區(qū)，企業(yè)急需具有工程實踐能力、團隊創(chuàng)新能力和工程管理能力的高層次應(yīng)用型IT人才[5]。

為了培養(yǎng)學生的計算機工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，我們堅持“以學生為主體，以教師為主導，知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，學習、實踐、創(chuàng)新相互促進”的教學理念，在人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計中，提出了“提高學生工程實踐綜合能力”的具體方案，面向工程類專業(yè)設(shè)置“專業(yè)設(shè)計”環(huán)節(jié)，研究實施“課程設(shè)計”“畢業(yè)設(shè)計”“專業(yè)實習/實踐”等實踐環(huán)節(jié)的一系列改革，實行“課內(nèi)外一體化”和“校內(nèi)外一體化”教學模式，強化實踐環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，提高學生面向工程實際的設(shè)計創(chuàng)新與實踐能力。

三、構(gòu)建分類分層培養(yǎng)的計算機實驗教學體系

實驗教學體系建設(shè)是實驗教學改革的先導。依據(jù)我校對人才培養(yǎng)的定位，在實驗教學體系建設(shè)中，我們按照“培養(yǎng)環(huán)節(jié)層次化，課程模塊化，形式多元化”的改革思路。在優(yōu)化培養(yǎng)方案和課程體系的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列改革，形成了“學為主體、教為主導的分類分層、形式多元的實驗教學體系”。

1.學為主體，分類指導。根據(jù)計算機專業(yè)與非計算機專業(yè)在培養(yǎng)目標、知識結(jié)構(gòu)和學習重點的不同，在實驗教學體系和具體實驗項目的組織上，形成了既有相通，又各有側(cè)重的實驗教學統(tǒng)一平臺（見圖1）。

公共基礎(chǔ)系列分文管經(jīng)法、理工類系列，適于培養(yǎng)非專業(yè)計算機應(yīng)用型人才。計算機學科系列面向計算機科學與技術(shù)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)工程、信息與計算科學等專業(yè)，培養(yǎng)計算機學科研究與應(yīng)用開發(fā)的專門人才。針對不同專業(yè)需求，實驗設(shè)置各有側(cè)重點。

2.教為主導，分層遞進。工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力的培養(yǎng)不是通過一兩門孤立課程的學習就可以完成的，需要將其滲透到整個學習過程。我們根據(jù)學生不同階段學習的需求，建立了計算機基礎(chǔ)訓練、專業(yè)課程實驗、綜合實踐訓練和創(chuàng)新訓練四個由低到高的實驗教學層次，形成了“遞進式”實踐教學體系（見圖2）。

再根據(jù)實驗教學層次，制定了面向不同專業(yè)的課程模塊及實驗課程教學大綱，明確教學目標、教學要求，設(shè)置教學內(nèi)容。實驗內(nèi)容按不同知識結(jié)構(gòu)、遞進的運用能力要求，先基礎(chǔ)，后拔高，形成模塊化、層次化結(jié)構(gòu)；通過開展驗證性、綜合性、設(shè)計性、研究性實驗達到運用能力的逐步提升。實驗形式在課程實驗、課程設(shè)計、開放實驗基礎(chǔ)上，與專題競賽、專業(yè)實習/實訓過程有機地結(jié)合起來。

四、改革教學方法與教學手段

1.積極探索和開展創(chuàng)新訓練教學模式。為了盡早對學生開展創(chuàng)新意識培養(yǎng)，學院通過建立“大學生創(chuàng)新實踐中心”為學有余力的學生進行有組織的課外科技創(chuàng)新訓練。該訓練結(jié)合已修課程，按年級分不同專題開展，訓練內(nèi)容突出引導性、實用性。除了創(chuàng)新實踐中心，針對全國大學生ACM、足球機器人等高級別競賽，以及參與各種研究題目的學生，也可以通過指導教師申請進入創(chuàng)新訓練開放實驗室進行自主設(shè)計。

2.改進實驗教學方法。在“開放式”教學模式下，借鑒CDIO工程教育理念，在綜合設(shè)計型、研究創(chuàng)新型實驗中引入項目驅(qū)動教學法。項目驅(qū)動教學以教師為引導，以學生為主體，以任務(wù)為驅(qū)動，通過完成不同的項目，系統(tǒng)培養(yǎng)學生的工程實踐能力。例如，對數(shù)據(jù)庫等軟件類課程群采用“做中學”教學方法，以具體的工程項目為學習載體，將理論教學中知識點的講授與實踐教學項目的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作緊密結(jié)合。

3.建設(shè)并有效利用網(wǎng)絡(luò)輔助教學。除課程與實驗教學內(nèi)容改革外，面向計算機基礎(chǔ)、計算機專業(yè)、信息安全專業(yè)教學構(gòu)建了三類開放資源網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺；結(jié)合精品課程建設(shè)開發(fā)了3門網(wǎng)絡(luò)課程資源，為學生提供了包括課程介紹、課件下載、相關(guān)知識、重點難點、自測試、案例演示、工具下載、多媒體素材等豐富實用的教學資源，為學生提供了更多自主學習空間和開放資源，極大地方便了學生，使用效果很好。

4.建立多元實驗考核方法。實驗考核的目的是檢驗教與學的效果，促進實驗教學內(nèi)容的完善、教學方法的改進。我們改變過去只考核實驗結(jié)果的考核方法，統(tǒng)籌考核實驗過程與實驗結(jié)果，研究建立了多元化的實驗考核方法。（1）課內(nèi)實驗考核以實驗操作和實驗結(jié)果并重；（2）獨立設(shè)課實驗考核強調(diào)學生實驗方案設(shè)計、獨立操作、實驗結(jié)果分析，鼓勵學生提出新方案、新觀點，結(jié)合答辯環(huán)節(jié)進行綜合考核；（3）集中性實踐教學環(huán)節(jié)提倡“團隊作業(yè)、合作學習”，增加對學生工程設(shè)計能力、學習能力、信息獲取能力、團隊合作與組織管理能力的考核。

通過改革考核評價的內(nèi)容、形式與方法，實現(xiàn)對學生知識、能力、素質(zhì)的全面考評，有效促進了學生注重實踐、積極參與實踐，達到了強化專業(yè)基礎(chǔ)，突出工程實踐能力的培養(yǎng)目標。

五、教學效果

幾年來，以工程實踐能力培養(yǎng)為核心的實踐教學改革取得了良好效果，主要表現(xiàn)在如下方面。

1.學生創(chuàng)新素質(zhì)與工程實踐能力提高顯著?；谀繕藢驑?gòu)建的計算機實踐教學平臺，注重理論與實踐教學的結(jié)合，強調(diào)學生工程能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，已成為學生科技創(chuàng)新活動的基地。通過完整的實驗環(huán)節(jié)和豐富的創(chuàng)新實踐活動，學生的創(chuàng)新精神、工程能力和計算機應(yīng)用水平得到大幅度提高。學生依托該實驗教學平臺，在參加各級科技創(chuàng)新活動中取得了優(yōu)異成績。

2.畢業(yè)生基礎(chǔ)扎實、工程能力強，得到用人單位好評。從畢業(yè)生跟蹤調(diào)查反饋結(jié)果看，我們的畢業(yè)生主要在銀行、科研院所、大型IT企業(yè)等單位從事計算機領(lǐng)域的設(shè)計、開發(fā)與管理工作。學生因基礎(chǔ)扎實、工程能力強、具有較強團結(jié)協(xié)作精神而深受企業(yè)歡迎。學生就業(yè)率達到99%，為地方經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展提供了一批急需的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

參考文獻：

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[3]房健，蔡永華.地方高師院校應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].聚焦教育，2015，（8）：142-143.

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