新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)新生工程教育與創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的改革與實(shí)踐

李貴洋 李曉寧 郭 濤

（四川師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610068）

新工科建設(shè)是應(yīng)對(duì)新經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，從服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來(lái)發(fā)展的高度[1]，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基礎(chǔ)上，提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃。隨著新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新[2][3]。新工科建設(shè)的發(fā)展思路明確表明，專業(yè)建設(shè)需問(wèn)產(chǎn)業(yè)需求改專業(yè)、問(wèn)技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容、問(wèn)學(xué)生志趣改方法、問(wèn)內(nèi)外資源創(chuàng)條件、問(wèn)國(guó)際前沿定標(biāo)準(zhǔn)。為此，傳統(tǒng)工程教育已經(jīng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。眾說(shuō)周知，高等工程教育的起點(diǎn)是在大學(xué)一年級(jí)，這個(gè)時(shí)期是啟發(fā)“工程思維”與“創(chuàng)新思維”的重要時(shí)期[4]。新生工程教育問(wèn)題是指從大一階段就開始引入工程教育,發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,并使學(xué)生能夠?qū)こ膛c專業(yè)形成概貌認(rèn)識(shí)[5]。為適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)需求，提高工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、合作交流能力、創(chuàng)新創(chuàng)意能力，新生工程教育在新生入學(xué)階段顯得尤為重要。

一、計(jì)算機(jī)專業(yè)工程教育現(xiàn)狀

大學(xué)一年級(jí)是大學(xué)期間工程教育的起點(diǎn)，是啟發(fā)“工程思維”與“創(chuàng)新思維”的重要時(shí)期[4]，做好大學(xué)一年級(jí)的工程教育教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣和自學(xué)能力，建立終身學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，為新工科人才培養(yǎng)打下更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于學(xué)校缺乏實(shí)際工程環(huán)境，對(duì)于計(jì)算機(jī)工程相關(guān)的問(wèn)題，如工程復(fù)雜性、工程社會(huì)性、工程中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、技術(shù)與工程之間的關(guān)系等問(wèn)題，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過(guò)程中產(chǎn)品化過(guò)程、團(tuán)隊(duì)合作、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等問(wèn)題，教師通常只能通過(guò)課堂講授來(lái)傳達(dá)。但對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，特別是大一新生，理解這些概念還比較困難。此外，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高校普遍采用大一公共基礎(chǔ)課、大二專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課，大三專業(yè)課，大四畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的課程體系。大量與實(shí)際工程能力有關(guān)的內(nèi)容安排到大三、大四年級(jí)，大學(xué)前半段涉及到工程或?qū)I(yè)技術(shù)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)新的工程實(shí)踐課程非常少，無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)專業(yè)的好奇心與求知欲，更無(wú)法充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力，使學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)中不知未來(lái)目標(biāo)、感到迷茫和困惑，對(duì)自己的工程能力和專業(yè)水平缺乏信心，導(dǎo)致部分學(xué)生在還未進(jìn)入正式專業(yè)學(xué)習(xí)前就失去了專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，更談不上新工科人才的培養(yǎng)。

正如紀(jì)陽(yáng)在文獻(xiàn)[5]中提到的，學(xué)院為新生安排了專業(yè)導(dǎo)論課程，希望通過(guò)導(dǎo)論課程的知識(shí)講解，幫助學(xué)生了解計(jì)算機(jī)學(xué)科的體系和應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，學(xué)院也安排大一新生到合作企業(yè)參觀，進(jìn)行專業(yè)認(rèn)知學(xué)習(xí)。但由于學(xué)生剛?cè)胄?，很多專業(yè)術(shù)語(yǔ)、專業(yè)知識(shí)聞所未聞，即使開展了專業(yè)導(dǎo)論和企業(yè)認(rèn)知學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)或工程實(shí)踐的認(rèn)知仍然模糊不清，對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)依然茫然。如果能夠在大一開展工程與專業(yè)相關(guān)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我成長(zhǎng)與發(fā)展的探索與反思，培養(yǎng)專業(yè)好奇心與求知欲、專業(yè)學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新活力，找到學(xué)習(xí)方向，熟悉學(xué)習(xí)方法，形成學(xué)習(xí)的自驅(qū)力，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，以及終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣有著十分重用的引導(dǎo)作用[6]。

二、研究現(xiàn)狀

2017年2月，教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》，希望各地高校開展“新工科”的研究實(shí)踐活動(dòng)，從而深化工程教育改革，推進(jìn)“新工科”的建設(shè)與發(fā)展，新工科教育理念逐步進(jìn)入高校視野，并引起高校廣泛關(guān)注。教育部工信部于2018年聯(lián)合成立信息技術(shù)新工科聯(lián)盟。目的旨在響應(yīng)國(guó)家重大戰(zhàn)略，面向以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，創(chuàng)新卓越人才培養(yǎng)體系，助力信息產(chǎn)業(yè)的超越式發(fā)展。繼而，清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、重慶大學(xué)、首都師范大學(xué)等高校紛紛將開始進(jìn)行工程教育及創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)工作的研究與實(shí)踐。2018年3月，教育部頒發(fā)了《關(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，認(rèn)定了全國(guó)高校612個(gè)項(xiàng)目為國(guó)家新工科研究項(xiàng)目。關(guān)于新工科建設(shè)的研究與實(shí)踐，北京航空航天大學(xué)紀(jì)陽(yáng)教授在《高等工程教育研究》發(fā)表了《新生工程教育問(wèn)題與引導(dǎo)方式創(chuàng)新》[5]的報(bào)道，指出了目前我國(guó)工程教育中存在的問(wèn)題、解決思路等，為聯(lián)盟高校開展工程教育與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了思路和方法?！妒澜缃逃畔ⅰ钒l(fā)表了《中國(guó)新工科建設(shè)與發(fā)展研究綜述》[2]，闡述了我國(guó)新工科的提出背景與現(xiàn)實(shí)瓶頸、內(nèi)涵特征與建設(shè)思路等。林健也在文獻(xiàn)[7]中強(qiáng)調(diào)，新工科建設(shè)重點(diǎn)應(yīng)該在“新生”工科。

三、新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)新生工程教育及創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)

1.實(shí)施方案

新生工程教育及創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)是一個(gè)“匯聚引導(dǎo)型”訓(xùn)練內(nèi)容[4]，本次教學(xué)改革以2018-2019學(xué)年度新生一年級(jí)《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》課程為引導(dǎo)，以《工程教育》（一、二）實(shí)踐課程訓(xùn)練為手段，學(xué)習(xí)內(nèi)容匯聚對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論、編程基礎(chǔ)，以及對(duì)計(jì)算機(jī)通信、電子電路、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Web開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)課程，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、綜合實(shí)踐、專業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的入門介紹及引導(dǎo)。通過(guò)新生工程教育，使學(xué)生在未來(lái)大學(xué)生活中逐步建立工程與技術(shù)、工程與社會(huì)、工程師的使命與文化等各種各樣的認(rèn)知，逐步在學(xué)習(xí)實(shí)踐中加深認(rèn)識(shí)[2]。改革實(shí)施方案如圖1所示。

圖1 新生工程教育及創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)方案

新生工程教育涵蓋《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》和《工程教育》（一、二）課程，是計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院計(jì)算機(jī)大類專業(yè)必修課，該課程分別在大一的秋季和春季兩學(xué)期實(shí)施。學(xué)習(xí)單元包括計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)技術(shù)單元認(rèn)知、端到端系統(tǒng)認(rèn)知，以及基于情景的工程模擬與創(chuàng)新實(shí)踐。內(nèi)容涵蓋計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙通信、Web開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等。通過(guò)三人組隊(duì)，采用線上+線下學(xué)習(xí)方式，在課程團(tuán)隊(duì)教師及研究生助教的指導(dǎo)和輔導(dǎo)下，使大一新生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)知識(shí)和技術(shù)有一定的初步認(rèn)識(shí)和了解，并結(jié)合開源硬件Microduino，進(jìn)一步開展自主和拓展學(xué)習(xí)，完成包括App Inventer初步建立起對(duì)后續(xù)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，以及對(duì)工程系統(tǒng)問(wèn)題的研究、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施和發(fā)布等過(guò)程的認(rèn)知。通過(guò)工程教育，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、合作交流能力，以及創(chuàng)新意識(shí)，為新工科人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.課程安排

課程改革分為秋季和春季兩期，通過(guò)線上+線下學(xué)習(xí)完成。課程一般基礎(chǔ)知識(shí)通過(guò)智慧樹平臺(tái)，課程組為學(xué)生提供教學(xué)計(jì)劃、課程視頻、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)視頻、拓展資源、課后實(shí)驗(yàn)等資源，要求學(xué)生定期完成線下資源學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過(guò)平臺(tái)完成學(xué)生的學(xué)籍管理、課程資料管理、作業(yè)管理、學(xué)習(xí)進(jìn)度監(jiān)督、課程問(wèn)答、作業(yè)批閱等工作，并通過(guò)學(xué)情分析對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)控。此外，由于該課程實(shí)踐操作性較強(qiáng)，涉及計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)較多，為確保學(xué)生能夠順利完成相關(guān)章節(jié)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，課程組教師對(duì)部分重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)通過(guò)集中輔導(dǎo)的形式進(jìn)行講解，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中，安排3-4次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目線下檢查，期末學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式參加綜合項(xiàng)目答辯。

秋季學(xué)期，開展《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》+《工程教育》（一）并行實(shí)施計(jì)劃。在《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》課程學(xué)習(xí)中，通過(guò)理論32學(xué)時(shí)和實(shí)踐教學(xué)24學(xué)時(shí)的課程安排，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基本思維、問(wèn)題求解框架及典型的方法論，初步了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的研究對(duì)象及科學(xué)技術(shù)體系，初步了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力培養(yǎng)思路，進(jìn)而理解本科生計(jì)算機(jī)專業(yè)能力培養(yǎng)與課程設(shè)置思想、核心課程的定位及作用，提高后續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，結(jié)合Python語(yǔ)言的實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和初步的程序設(shè)計(jì)能力，為《工程教育》課程奠定一定的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。《工程教育》（一）共24學(xué)時(shí)，課程前8周以教師講解為主，后4周開展學(xué)生自主學(xué)習(xí)，利用課堂+課余時(shí)間的學(xué)習(xí)形式，通過(guò)教師指導(dǎo)+學(xué)生自學(xué)，以學(xué)生組隊(duì)方式，協(xié)作開展課程實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)施。完成軟件開入門及進(jìn)階學(xué)習(xí)、開源硬件入門及進(jìn)階學(xué)習(xí)、了解各種傳感器開發(fā)技術(shù)、了解紅外、藍(lán)牙及人工智能應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)小組協(xié)作開展項(xiàng)目實(shí)施，并借助文獻(xiàn)資料查詢，對(duì)實(shí)施項(xiàng)目及問(wèn)題進(jìn)行分析、討論，并提出解決方案。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題分析和解決能力、自主學(xué)習(xí)能力、自主探索的能力，以及創(chuàng)新意識(shí)。期末考核包括平時(shí)學(xué)習(xí)記錄（idealabz平臺(tái)上）、期末機(jī)考、小組答辯。

春季學(xué)期，在大一下期即《工程教育》（二）實(shí)施階段。該階段是第一階段課程的延續(xù)，共24學(xué)時(shí)。在學(xué)生完成第一學(xué)期的認(rèn)知學(xué)習(xí)，對(duì)編程基礎(chǔ)、開源硬件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Web開發(fā)等基本內(nèi)容有了初步認(rèn)識(shí)后和了解后，結(jié)合開源硬件Microduino，進(jìn)一步開展自主和拓展學(xué)習(xí)。完成包括App Inventer、ArduinoIDE實(shí)踐、Web前端、后端入門、微信小程序入門、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端和云端端對(duì)端案例等項(xiàng)目，初步建立起對(duì)計(jì)算機(jī)工程問(wèn)題研究、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施和發(fā)布等過(guò)程的認(rèn)知，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。期末考核包括平時(shí)學(xué)習(xí)記錄（idealabz平臺(tái)上）、期末主題作業(yè)、小組答辯、作品展。

3.實(shí)施內(nèi)容

以《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》課程和《工程教育》課程為引導(dǎo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋開源硬件、編程基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、APP開發(fā)、微信小應(yīng)用、Web開發(fā)、云計(jì)算、人工智能等專業(yè)前沿內(nèi)容，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、綜合實(shí)踐、專業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)改革實(shí)施內(nèi)容包括四個(gè)方面。

（1）更新工程人才知識(shí)體系，使學(xué)生逐步形成工程與專業(yè)的認(rèn)知

本項(xiàng)目將在教師指導(dǎo)下，在現(xiàn)有的專業(yè)導(dǎo)論和工程教育課程講授基礎(chǔ)之上，通過(guò)工程教育實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能等新興專業(yè)、領(lǐng)域形成初步認(rèn)知，找到學(xué)習(xí)方向和興趣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、展示、競(jìng)賽等活動(dòng)，逐步構(gòu)建適合學(xué)生發(fā)展的工程實(shí)踐認(rèn)知體系。項(xiàng)目將利用在線學(xué)習(xí)資源社作為協(xié)同互動(dòng)的橋梁，完成三個(gè)階段的認(rèn)知學(xué)習(xí)：

第一階段：基礎(chǔ)技術(shù)單元認(rèn)知。通過(guò)實(shí)物實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)電子、計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)生認(rèn)知。該階段學(xué)習(xí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作完成。

第二階段：端到端系統(tǒng)認(rèn)知。通過(guò)將編程基礎(chǔ)、開源硬件、移動(dòng)互聯(lián)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算技術(shù)整合，搭建一個(gè)端到端系統(tǒng)，對(duì)信息系統(tǒng)產(chǎn)生全局認(rèn)識(shí)。學(xué)生在該階段，組隊(duì)按任務(wù)實(shí)施端到端系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，建立對(duì)實(shí)際工程過(guò)程中產(chǎn)業(yè)鏈與分工協(xié)作的認(rèn)知，掌握信息系統(tǒng)的整體觀念。

第三階段：基于生活情境的工程模擬與創(chuàng)新。在完成前兩個(gè)階段工作后，學(xué)生具備了一定的技術(shù)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。在該階段模擬組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)、調(diào)研需求市場(chǎng)、凝練工程問(wèn)題、制定工程解決方案、制定研發(fā)計(jì)劃、進(jìn)行原型設(shè)計(jì)開發(fā)與測(cè)試。將代碼進(jìn)行分享，并將作品進(jìn)行展示，模擬并體驗(yàn)產(chǎn)品推廣過(guò)程。

（2）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與創(chuàng)新實(shí)踐的能力

由于學(xué)校普遍缺乏實(shí)際工程環(huán)境，對(duì)于工程相關(guān)的問(wèn)題，如工程復(fù)雜性、工程社會(huì)性、工程中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、技術(shù)與工程之間的關(guān)系等問(wèn)題，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過(guò)程中產(chǎn)品化過(guò)程、團(tuán)隊(duì)合作、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等問(wèn)題，教師通常只能通過(guò)課堂講授來(lái)傳達(dá)。對(duì)于在校學(xué)生，特別是大一新生，理解起來(lái)比較困難。此外，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)工科類專業(yè)大學(xué)一年級(jí)的教學(xué)內(nèi)容安排以公共基礎(chǔ)課程為主，理論知識(shí)較多，而涉及專業(yè)內(nèi)容、實(shí)踐動(dòng)手能力以及自學(xué)能力培養(yǎng)的內(nèi)容較少，無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)專業(yè)的好奇心與求知欲，更無(wú)法充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力。本次改革以學(xué)生為中心，通過(guò)實(shí)踐、合作、開放、分享、融合的創(chuàng)新教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,實(shí)現(xiàn)學(xué)生從高中學(xué)習(xí)模式到大學(xué)學(xué)習(xí)模式的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)三人一組為為單位，利用課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)、討論、構(gòu)思、創(chuàng)新、制作、調(diào)試、展示、交流、考評(píng)等各種任務(wù)，有助于合作意識(shí)的培養(yǎng)、分享、交流、創(chuàng)新意識(shí)等工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（3）創(chuàng)新工程教育方式和手段，調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生工程學(xué)習(xí)興趣

項(xiàng)目將采取構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行（CDIO）的教學(xué)模式，以“學(xué)生為中心”，采用“做中學(xué)”的方法，以工程教育項(xiàng)目為載體，以逐步培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力為目標(biāo)，制定細(xì)化的、可測(cè)評(píng)的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出，系統(tǒng)地改進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)估體系。使學(xué)生通過(guò)導(dǎo)論和認(rèn)知學(xué)習(xí)，建立起工程與專業(yè)的認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作，以及創(chuàng)新實(shí)踐的能力；使學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力，激發(fā)學(xué)生的自主探索能力和創(chuàng)新能力。

（4）打造校企融合的新生態(tài)，打破理論到實(shí)際的壁壘

當(dāng)前我國(guó)工科教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生在校期間掌握“知”的學(xué)術(shù)型訓(xùn)練，學(xué)生接受的是單科知識(shí)的基礎(chǔ)教育，缺乏對(duì)學(xué)科理論有機(jī)整合和深層次理解，難以打通“知”與“行”的聯(lián)系，對(duì)于解決現(xiàn)實(shí)工程問(wèn)題更是束手無(wú)策。本次改革力求“知”“行”合一，通過(guò)校企合作，為學(xué)生提供工程教育教育環(huán)境。一方面，通過(guò)產(chǎn)教融合模式，邀請(qǐng)行業(yè)人員參與課程體系的開發(fā)，構(gòu)建更加符合行業(yè)發(fā)展需求的知識(shí)體系框架和以工程能力提升為導(dǎo)向的課程體系，將未來(lái)工程工作所需要的前沿知識(shí)引入到課堂和實(shí)踐教學(xué)中；另一方面，充分利用校企合作各類平臺(tái)、社團(tuán)活動(dòng)、科技競(jìng)賽等多種方式為工程學(xué)生提供專業(yè)社會(huì)實(shí)踐和創(chuàng)新實(shí)踐，打破理論到實(shí)際的壁壘，切實(shí)提升學(xué)生在工程實(shí)踐中的思辨、設(shè)計(jì)和理解能力。改革實(shí)施中將與美科科技合作建立以面向大一新生的工程教育教育實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，與華為合作，建立軟件開發(fā)云（DevCloud）高校教學(xué)解決方案，助力工程教育平臺(tái)的建立。

四、實(shí)施效果及分析

目前，學(xué)院已在2018級(jí)計(jì)算機(jī)大類專業(yè)學(xué)生中完成第一輪改革實(shí)踐，參與學(xué)生共365名，學(xué)生按三人一組分配實(shí)驗(yàn)設(shè)備，利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室、宿舍、教室進(jìn)行協(xié)作和自主學(xué)習(xí)。

為了檢測(cè)新生專業(yè)認(rèn)可度，課程組對(duì)未開展工程教育改革的2017-2018學(xué)年度新生與2018-2019學(xué)年度新生第一學(xué)期結(jié)束時(shí)提交轉(zhuǎn)專業(yè)申請(qǐng)人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。從表1可以看出，2017-2018學(xué)年度按照傳統(tǒng)的新生專業(yè)導(dǎo)論和入學(xué)教育方式開展學(xué)習(xí)后，在第一期結(jié)束時(shí)計(jì)算機(jī)大類有13.1%的學(xué)生提出轉(zhuǎn)專業(yè)申請(qǐng)。而2017-2018學(xué)年度實(shí)施新生工程教育教育和創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)改革實(shí)踐后，第一學(xué)期結(jié)束時(shí)，提出轉(zhuǎn)專業(yè)申請(qǐng)人數(shù)僅為2.7%，減低了10.4%。通過(guò)表1數(shù)據(jù)可以看出，學(xué)生經(jīng)過(guò)專業(yè)認(rèn)知教育和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，對(duì)專業(yè)的認(rèn)可度得到了提升。

表1 轉(zhuǎn)出專業(yè)學(xué)生人數(shù)統(tǒng)計(jì)

為進(jìn)一步檢驗(yàn)改革對(duì)學(xué)生專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、合作交流能力，以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)效果，課程組對(duì)秋季和春季兩個(gè)學(xué)期的實(shí)施情況通過(guò)設(shè)計(jì)評(píng)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，計(jì)算機(jī)大類所有課程學(xué)習(xí)學(xué)生均參與調(diào)查。表2就調(diào)查指標(biāo)中涉及專業(yè)認(rèn)知、專業(yè)知識(shí)、專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、工程實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力、溝通交流能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)主要指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從表2中可以看出，各項(xiàng)評(píng)測(cè)指標(biāo)均達(dá)到比較滿意效果，表明課程實(shí)施得到了學(xué)生的認(rèn)可，相關(guān)能力得到了提升。

總之，隨著新經(jīng)濟(jì)的興起和新產(chǎn)業(yè)革命的到來(lái),傳統(tǒng)工程教育面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),為主動(dòng)應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn),抓住“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，注重工程專業(yè)新生工程教育教育，提高工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)認(rèn)知、認(rèn)可，培養(yǎng)學(xué)生“工程思維”與“創(chuàng)新思維”，是大學(xué)一年級(jí)新教育重要的內(nèi)容。本次改革實(shí)踐，通過(guò)將大一新生《計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論》與《工程教育》課程整合，從課程設(shè)置、課程內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、校企合作等方面開展改革與實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我成長(zhǎng)與發(fā)展的探索與反思，培養(yǎng)專業(yè)好奇心與求知欲、專業(yè)學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新活力，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向，熟悉學(xué)習(xí)方法，形成學(xué)習(xí)的自驅(qū)力，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，以及終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，使學(xué)生初步形成工程與專業(yè)的認(rèn)知，并為學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中建立工程與技術(shù)、工程與社會(huì)、工程師的使命與文化等認(rèn)知奠定基礎(chǔ)。

表2 工程教育課程調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)（部分評(píng)測(cè)指標(biāo)）