新工科背景下計算機類專業(yè)創(chuàng)新實踐育人體系的實踐與探索

田崇瑞 蔡柏巖 羅宇新

摘? 要：新工科背景下，計算機類專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式亟需改革，計算機專業(yè)采用基于專業(yè)應(yīng)用能力的模塊化教學體系，堅持“辦一個專業(yè)，建若干個創(chuàng)新實驗室，出一批創(chuàng)新成果”為教育教學特色，通過學分驅(qū)動、產(chǎn)教融合、校企協(xié)同、專業(yè)實訓、英語改革等措施，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，實現(xiàn)了學生的個性化培養(yǎng)和高質(zhì)量就業(yè)。

關(guān)鍵詞：新工科;模塊化教學;學分驅(qū)動;產(chǎn)教融合;校企協(xié)同

中圖分類號：TP311.52? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）01-0070-04

Practice and Exploration of Innovative Practical Educational System in

the Majors Related to Computers under the Background of New Engineering

TIAN Chongrui，CAI Baiyan，LUO Yuxin

（Department of Computer Science and Electrical Engineering，East University of Heilongjiang，Harbin? 150066，China）

Abstract：Under the background of new subject，the training mode of innovative talents in computer specialty needs to be reformed urgently. Computer majors adopt modular teaching system based on professional application ability， insist on “running a specialty，building several innovative laboratories and producing a number of innovative achievements” as the characteristics of education and teaching. Through credit-driven，integration of industry and teaching，school-enterprise cooperation，professional training，English reform and other measures，students’innovative and entrepreneurial ability can be trained. It realizes students’individualized training and high quality employment.

Keywords：new engineering;modularized teaching;credit-driven;integration of industry and education;cooperation between university and enterprise

0? 引? 言

教育部黨組書記、部長陳寶生在成都召開的新時代全國高等學校本科教育工作會議上指出“人才培養(yǎng)是大學的本質(zhì)職能，本科教育是大學的根和本?！眻猿帧耙员緸楸尽?，推進“四個回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當民族復興大任的時代新人。他指出：“高教大計、本科為本，本科不牢、地動山搖。本科教育在高等教育中是具有戰(zhàn)略地位的教育、是綱舉目張的教育”。他特別強調(diào)了要加快新工科建設(shè)。新實踐育人是新工科人才培養(yǎng)的重要組成部分，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才成為高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

1? 新工科背景下計算機類專業(yè)改革趨勢

計算機類專業(yè)是一個龐大的工科專業(yè)類，為社會培養(yǎng)了大批人才，畢業(yè)生受到社會廣泛的歡迎，目前計算機類專業(yè)包括6個基本專業(yè)和7個特設(shè)專業(yè)，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展以及大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)的推進，社會對計算機專業(yè)人才的需求大幅提升，隨著科技發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等先進技術(shù)在眾多領(lǐng)域內(nèi)得到了深入應(yīng)用，但是目前高校的培養(yǎng)和社會的需求還存在脫節(jié)的現(xiàn)象，計算機專業(yè)的改革迫在眉睫，教育的基本理念也需要更新和轉(zhuǎn)變。教育的基本理念轉(zhuǎn)變主要表現(xiàn)為：以教學為中心向以學生為中心轉(zhuǎn)變，面向課程的教育向面向產(chǎn)出的教育轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)控體系向持續(xù)改進體系轉(zhuǎn)變[1]。圍繞教學理念的轉(zhuǎn)變，人才培養(yǎng)方案、課程建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、教材建設(shè)、教學方法、實踐教學等都需要進行改革。

2? 創(chuàng)新實踐育人體系

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)既要向第一課堂要效果又要向第二課堂要成績，計算機科學與電氣工程學部堅持“辦一個專業(yè)，建若干個創(chuàng)新實驗室，出一批創(chuàng)新成果”為教育教學特色，以創(chuàng)新實驗室為主體，以本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導師制為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力為核心，以開展學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動為載體，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和能力的高水平應(yīng)用型人才為目標，積極探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)全過程的教學模式。

2.1? 模塊化教學，專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)

模塊化課程體系就是把具有相關(guān)性或有同一培養(yǎng)目標的不同課程編排到一起，進行系統(tǒng)地學習和訓練。對于模塊化課程體系的定義目前學術(shù)界主要有以下幾種觀點：一是模塊化課程體系由內(nèi)容上密切相關(guān)、相承和滲透，具有互補性的幾門課程組合而成的有機整體。二是模塊化課程體系是某一學科內(nèi)的諸多課程的集合，它以學科作為劃分模塊與模塊的界限。三是模塊化課程體系是指若干門彼此獨立而又相互聯(lián)系密切的課程，其設(shè)計是為了使各門課程協(xié)調(diào)發(fā)展、齊頭并進，發(fā)揮整體效益。四是模塊化課程體系是由承擔不同任務(wù)，內(nèi)容特點各異，但為了完成共同的教育目標而形成的多個子課程有機組成的系統(tǒng)。

計算機學部構(gòu)建了基于專業(yè)應(yīng)用能力的模塊化教學體系，其內(nèi)涵為以就業(yè)為導向，根據(jù)專業(yè)應(yīng)用技術(shù)變化和市場對各職業(yè)崗位人才的需求情況按專業(yè)應(yīng)用能力，構(gòu)建課程體系結(jié)構(gòu)。其將課程體系劃分成若干課程模塊，每個模塊由相關(guān)的2～4門課和1個綜合性課程設(shè)計組成，旨在強化對一種專業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，具體情況如圖1所示。

根據(jù)專業(yè)應(yīng)用能力，在充分研究課程之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，按照從易到難，從基礎(chǔ)到專業(yè)的順序，構(gòu)建基于專業(yè)應(yīng)用能力的模塊化課程體系。根據(jù)學生應(yīng)該具備的四個專業(yè)應(yīng)用能力，構(gòu)建了四個模塊化課程體系（模塊），分別是基本編程能力模塊、網(wǎng)站建設(shè)和網(wǎng)頁制作模塊、管理信息系統(tǒng)設(shè)計模塊和大型數(shù)據(jù)庫開發(fā)模塊。每個模塊均由與一種專業(yè)應(yīng)用能力相關(guān)的2～4門課和一個課程設(shè)計構(gòu)成。通過課程模塊和綜合性課程設(shè)計將幾門課的知識融會貫通，從而達到培養(yǎng)學生掌握一種專業(yè)應(yīng)用能力的目的，具體情況如圖2所示。

2.2? 依托創(chuàng)新實驗實訓中心，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

計算機學部創(chuàng)新實驗室創(chuàng)建于2009年，到目前為止已經(jīng)持續(xù)了9年，八年來累計創(chuàng)作120余件，共獲得303項獎勵，其中國際獎項2項，國家級獎勵46項，省市級獎勵81項，校級獎勵180余項。常年在創(chuàng)新實驗室學習的中高年級學生占本年級的比例逐漸提升到20%以上。其連續(xù)7年組織大學生科技作品展，被團省委授予“優(yōu)秀大學生社團”稱號。

創(chuàng)新實驗室的作用是巨大的，其作用主要體現(xiàn)為：改善學風，實現(xiàn)了從“要我學”到“我要學”的轉(zhuǎn)變;轉(zhuǎn)變學生，實現(xiàn)了從“學痞”到“學霸”的蛻變;提升能力，實現(xiàn)了從“理論”到“技能”的跨越;角色變換，實現(xiàn)了從“學習者”到“研究者”的轉(zhuǎn)換;教師提高，實現(xiàn)了從“教師”到“導師”的晉升;帶動高水平就業(yè)，實現(xiàn)了從“工作”到“事業(yè)”的飛躍。

目前在創(chuàng)新實驗實訓中心有多項科研成果落地轉(zhuǎn)化，其中“基于網(wǎng)絡(luò)的短道速滑競賽處理系統(tǒng)”作為第十三屆全國冬運會短道速滑賽事的競賽組織程序，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在全國的短道速滑比賽，團隊開發(fā)運營了中國滑冰協(xié)會和黑龍江省滑冰協(xié)會競賽官方網(wǎng)站。“AWOD手機藍牙LED隨顯系統(tǒng)”由大連新程軟件有限公司委托開發(fā)，應(yīng)用于出租車行業(yè)，實現(xiàn)了車載LED顯示。“手持式打碼器”由大連新程軟件有限公司委托開發(fā)，實現(xiàn)了對某一設(shè)備編碼及加密功能。

2.3? 學分驅(qū)動，實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展

為了實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展，國家從頂層設(shè)計上進行規(guī)劃，在16版人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了2個必修創(chuàng)新學分，設(shè)計了11條創(chuàng)新學分獲得路徑，實現(xiàn)了第一課堂到第二課堂全覆蓋。其將創(chuàng)新學分認證分為二級，第一級為學生會科協(xié)認證，第二級為教師認證小組認證。創(chuàng)新學分每學期認證一次，為方便管理，還專門開發(fā)了“創(chuàng)新學分管理系統(tǒng)”，用于計算學生的創(chuàng)新學分，創(chuàng)新學分累加計算后在第七學期統(tǒng)一發(fā)放。

創(chuàng)新學分可以從學術(shù)課題、學術(shù)論文、科技制作、調(diào)查報告、創(chuàng)業(yè)實踐、知識技能競賽或培訓、參加學術(shù)講座、學校專業(yè)競賽、寒暑假社會實踐、志愿服務(wù)、學生社團活動等11個方面獲得。并且每個方面，都制定了詳細的獲取標準。

2.4? 產(chǎn)教融合，雙證書計劃

依托學科優(yōu)勢，建筑電氣與智能化專業(yè)走出了“校政行企，產(chǎn)教融合”的路子，專業(yè)辦學思路的定位為依托政府、行業(yè)、企業(yè)辦專業(yè)，開展深度的校政行企合作，并取得了初步成效。本專業(yè)與黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督局及黑龍江省電梯安全技術(shù)協(xié)會開展學校與政府部門、行業(yè)協(xié)會共建，實施“畢業(yè)證書+職業(yè)資格證書”計劃，授權(quán)學院為特種設(shè)備作業(yè)人員考試機構(gòu)。本專業(yè)與天津鑫寶龍電梯集團有限公司達成校企合作協(xié)議，由企業(yè)提供三站式實驗電梯，現(xiàn)已用于教學，一期捐贈總值約120余萬元，企業(yè)在學校建立了電梯運行大數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，其既可以作為企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，又可以作為學生的實習平臺。

2.5? 校企協(xié)同，雙導師制

學部于2017年成功申報了第二批教育部協(xié)同育人項目，計劃與蘇州國云數(shù)據(jù)科技有限公司在實驗室建設(shè)、師資培養(yǎng)等方面共同培養(yǎng)“大數(shù)據(jù)”人才。經(jīng)過共同協(xié)商，企業(yè)將在“大數(shù)據(jù)實驗室”建設(shè)方面提供支持，同時，企業(yè)選派優(yōu)秀的企業(yè)專家到學校授課，講授大數(shù)據(jù)的相關(guān)前沿技術(shù)課程，學部的專任教師為企業(yè)老師助課，共同培養(yǎng)學生。

依托地緣優(yōu)勢，學部于2017年與同在平房區(qū)的黑龍江?？弟浖こ逃邢薰鹃_展深度合作，最終達成共識：學校在企業(yè)建立學生實習實訓基地，企業(yè)在學校建立聯(lián)合創(chuàng)新實驗室。聯(lián)合創(chuàng)新實驗室采用“雙導師制”，依托企業(yè)的優(yōu)勢技術(shù)資源和實際經(jīng)驗合作辦學，與合作企業(yè)共享各自的優(yōu)勢資源。通過合作，企業(yè)能將業(yè)界成熟、先進的技術(shù)思想與實用經(jīng)驗以講授與實訓輔導相結(jié)合的方式面對面地傳授給學生。同時，學部將組建以教師為技術(shù)指導、學生為執(zhí)行主體的數(shù)據(jù)保護技術(shù)支持團隊，承接企業(yè)數(shù)據(jù)安全項目的實施、運維等工作，發(fā)揮實習實訓、工學結(jié)合的綜合作用。構(gòu)建起校內(nèi)訓練與校外實習交替結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，由合作企業(yè)定期提供實際項目機會，參與真實的數(shù)據(jù)安全相關(guān)項目工作流程，與市場接軌。

2.6? 以賽代練，提高解決應(yīng)用技術(shù)問題能力

學部學生參加“挑戰(zhàn)杯”、“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”、“全國大學生電子設(shè)計競賽”、“全國軟件專業(yè)人才設(shè)計與開發(fā)大賽”等均取得了良好的成績，學生作品：“多功能智能盲人拐杖助手”獲得了第十三屆“挑戰(zhàn)杯”黑龍江省大學生課外學術(shù)科技作品競賽省賽一等獎，國賽銅獎;“AWOD手機藍牙LED隨顯系統(tǒng)”獲第十四屆“挑戰(zhàn)杯”黑龍江省大學生課外學術(shù)科技作品競賽金獎。

學部與云圖智德科技有限公司合作舉辦了東方杯程序設(shè)計大賽，截至2018年，已經(jīng)成功地舉辦了六屆，比賽分高級組和初級組，采用上機考試的方式，大賽的內(nèi)容為考核學生的算法設(shè)計能力和編程語言應(yīng)用能力。學部每年都有20多名同學獲獎，統(tǒng)計顯示，獲獎同學的就業(yè)能力和就業(yè)質(zhì)量大幅度提高。

2.7? 專業(yè)實訓，提高專業(yè)應(yīng)用技能

從13版人才培養(yǎng)方案開始，第七學期是學生技能訓練環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)主要通過實訓來使學生對以前所學知識融會貫通。專業(yè)實訓采用校內(nèi)實訓與校外實訓相結(jié)合的方式，通過與企業(yè)深度合作，學生自愿到企業(yè)參加為期3～6個月的實訓，并參加企業(yè)指派的頂崗帶薪實習，專業(yè)實訓使學生在真正的大中型企業(yè)中從事軟件開發(fā)、測試以及售后等環(huán)節(jié)的工作，從而為學生的高質(zhì)量就業(yè)提供了保障。

2.8? 專業(yè)英語改革，提高學生的英語應(yīng)用能力

通過MPOC平臺建立起“以學生為中心”的教學模式，把學生靈活運用數(shù)字化設(shè)備作為教學過程的組成部分，讓學生根據(jù)自己的學習步調(diào)進行個性化學習?？梢宰寣W生在校園網(wǎng)上通過慕課學習理論知識，課堂面授更注重實踐操作的指導，這有助于學生實踐應(yīng)用能力的提高。教師在授課過程中既可以通過題庫測試和提問答疑了解學生的學習進步情況，并記錄成績。計算機類專業(yè)英語特殊目的教學測試研究取得了較好的效果，在計算機專業(yè)課程的講授中加入英語，既可以幫助學生培養(yǎng)英語思維，也可以為其他專業(yè)的英語教學提供新的思路。

3? 學生的就業(yè)質(zhì)量大幅度提高

經(jīng)過實踐，學生的就業(yè)質(zhì)量得到大幅度提高，2016屆畢業(yè)生專業(yè)對口就業(yè)率達到60.71%，高工資的學生比例（工資3000以上）達到80.8%。學部涌現(xiàn)了一批就業(yè)“明星”，電子信息工程專業(yè)2012級畢業(yè)生汪立雙，工程師，副處級，現(xiàn)任航空工業(yè)上海航空測控技術(shù)研究所工業(yè)制造事業(yè)部副部長，從事武器裝備綜合應(yīng)用的研發(fā)保障。計算機科學與技術(shù)專業(yè)2013屆畢業(yè)生孫佳偉，現(xiàn)就職于中國航天科技集團公司中國空間技術(shù)研究院（簡稱：航天五院），任項目經(jīng)理，從事空間技術(shù)研發(fā)工作，參與重要航空器部件的控制算法研究。2016屆畢業(yè)生最高工資達到年薪14萬，有10余人在畢業(yè)前月工資就達到了8000多元。

4? 實施過程中的問題與對策

4.1? 如何在新工科背景下進一步加強學科建設(shè)

經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大數(shù)據(jù)技術(shù)是熱點技術(shù)，因此，在2016級計算機科學與技術(shù)專業(yè)開設(shè)了“大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)”方向，并與國云數(shù)據(jù)科技有限公司和達內(nèi)公司聯(lián)合培養(yǎng)。企業(yè)在實驗室建設(shè)、師資培養(yǎng)、課堂教學等方面參與到教學過程中。

4.2? 如何加強創(chuàng)新實驗室的投入和內(nèi)涵建設(shè)

建議設(shè)置專項資金用于創(chuàng)新實驗室建設(shè)，包括硬件改善、設(shè)備與元器件購買、大賽投入、實驗室文化建設(shè)等。

4.3? 如何對參加創(chuàng)新實驗室工作的教師進行激勵

除了團委設(shè)置的大賽獎勵之外，建議學校能夠在職稱評審、評優(yōu)評獎、述職考核等方面對創(chuàng)新實驗室教師傾斜，提高創(chuàng)新實驗室教師的積極性。

4.4? 如何最大限度發(fā)揮科協(xié)的作用

將創(chuàng)新實驗室的立項、大賽管理、經(jīng)費報銷、創(chuàng)新學分認定等工作交給科協(xié)管理，發(fā)揮科協(xié)的能動作用。

4.5? 如何改革專業(yè)應(yīng)用中的英語教學

讓學生掌握“屏幕英語”，把編程中所用到的英語單詞搬到課堂上講授，提升學生英語學習的積極性。

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