基于能力培養(yǎng)的計算機軟件類人才培養(yǎng)模式研究與實踐

高揚 金英 金虎

摘 ? ?要：文章以計算機軟件類人才核心能力培養(yǎng)為研究對象，從新時代計算機軟件類工程人才培養(yǎng)過程中存在的問題出發(fā)，提出基于能力培養(yǎng)的計算機軟件類人才培養(yǎng)策略，旨在為提升計算機軟件人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升人才工作適應(yīng)能力、促進校企合作育人提供參考。

關(guān)鍵詞： 能力培養(yǎng);培養(yǎng)模式;計算機軟件人才

中圖分類號：G640 ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2020）05-0088-02

隨著2017年教育部《“新工科”建設(shè)行動路線》的提出[1]，我國高等教育改革進入新階段，這對工程教育的理念、工程人才培養(yǎng)模式提出了新的要求，在這一背景下傳統(tǒng)教學(xué)理念和方法已經(jīng)難以培養(yǎng)卓越的工程創(chuàng)新人才。分析目前計算機軟件類人才的培養(yǎng)模式，普遍存在以下問題亟待解決：重知識傳授，輕計算思維能力培養(yǎng);學(xué)生重編程，輕文檔撰寫;學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力差;學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性差;現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式與社會需求對接錯位。針對以上問題本文提出以下對策。

一、優(yōu)化課程大綱內(nèi)容

目前以知識傳授為中心的教學(xué)模式仍然處于主導(dǎo)地位，該模式往往忽略學(xué)習(xí)者這一教育活動主體的發(fā)展，難以使學(xué)生在專業(yè)能力與素質(zhì)上得到提升。計算思維能力是計算機軟件類人才應(yīng)具備的核心能力之一，是計算機軟件類人才的靈魂，因此應(yīng)該使計算思維能力的培養(yǎng)始終貫穿四年本科學(xué)習(xí)，并遵循由易到難，反復(fù)訓(xùn)練，逐漸內(nèi)化的策略，使之成為每個計算機軟件人才在本科畢業(yè)時都具備的基本專業(yè)素養(yǎng)與能力。

課程是人才培養(yǎng)的基石，為達到該目標(biāo)應(yīng)該從根源入手，首先修訂各相關(guān)系列課程的教學(xué)大綱、實驗大綱，強化大綱中計算思維能力培養(yǎng)的部分并要求相關(guān)課程的教學(xué)團隊修改相關(guān)教學(xué)材料，如教案、講義、教學(xué)課件等并貫徹實施，同時在課程的考核標(biāo)準(zhǔn)、考核方式、試題中也要增加針對計算思維能力培養(yǎng)的部分，形成對計算思維能力培養(yǎng)情況的檢測與評價。例如在一年級的“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程大綱中，可以要求學(xué)生首先掌握程序設(shè)計基本思想、方法與技巧，養(yǎng)成首先進行程序設(shè)計再動手編碼的習(xí)慣，培養(yǎng)使用計算機求解問題的基本能力和程序設(shè)計能力;在二年級的課程中，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”可以進一步培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)求解問題的具體性質(zhì)選擇（或設(shè)計）合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的能力，并培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的原理與方法為實際工程問題設(shè)計新算法的能力。采用該方法根據(jù)各年級學(xué)生已經(jīng)儲備的專業(yè)基礎(chǔ)知識和具備的專業(yè)能力，對專業(yè)課進行從教學(xué)大綱到教材材料再到實施過程的改造，按照難度遞增、復(fù)雜度遞增的原則[2]，遞進式、分層次培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，堅持四年不斷線。

二、設(shè)計系列文檔模板

新工科建設(shè)就是要使工科人才回歸工程，在軟件開發(fā)工程化的過程中，文檔在軟件產(chǎn)品中的作用舉足輕重，其質(zhì)量直接影響軟件開發(fā)、軟件使用及軟件產(chǎn)品的后期維護，因此在軟件人才培養(yǎng)過程中必須加強規(guī)范的軟件文檔撰寫能力，使學(xué)生在四年的專業(yè)課學(xué)習(xí)、實驗及實踐的過程中由簡到繁、不斷學(xué)習(xí)、反復(fù)訓(xùn)練，遞進式掌握規(guī)范的軟件文檔的撰寫工具、使用方法及文檔撰寫方法。

按照以上思路可以依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)置在相關(guān)專業(yè)課中設(shè)計具有前后承接關(guān)系的系列軟件文檔模板，并使學(xué)生在有工程實踐經(jīng)驗的專任教師或外聘企業(yè)教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)并訓(xùn)練軟件文檔的撰寫能力。例如，一年級通過程序設(shè)計基礎(chǔ)實驗及綜合實驗報告撰寫，著重加強訓(xùn)練程序的設(shè)計能力，同時要求學(xué)生學(xué)會使用常用的程序流程圖繪制工具并學(xué)習(xí)繪制規(guī)范的流程圖，并將課程實驗報告撰寫規(guī)范程度及質(zhì)量作為實驗報告考核的參考指標(biāo);類似的在二年級“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實驗”“軟件工程概論實驗”“軟件工程綜合設(shè)計”，三年級的“計算機網(wǎng)絡(luò)實驗”“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設(shè)計”“操作系統(tǒng)課程設(shè)計”“軟件測試”“軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計”“軟件工程專業(yè)綜合實踐”，四年級的畢業(yè)論文等課程中，都可以融合與軟件需求規(guī)格說明、設(shè)計說明書、用戶使用手冊等軟件文檔中內(nèi)容吻合的元素，以任務(wù)分解的方式分別安排在相關(guān)課程中做出學(xué)習(xí)要求及考核要求。

三、建設(shè)系列頂石課程

解決復(fù)雜工程問題是新型工程人才需要具備的核心能力[3]，充分利用好頂石課的功能是解決這一問題的有效手段。頂石課最早興起于20世紀(jì)80年代的美國，它標(biāo)志著本科學(xué)習(xí)的一個終點，2008年被美國大學(xué)協(xié)會指定為高校教育中10項高影響力的教育實踐之一，對美國本科教育質(zhì)量起到了重要的作用，目前美國已有80%左右的高等教育機構(gòu)開設(shè)了頂石課，其主旨在于為學(xué)生提供將碎片化知識在實際應(yīng)用場景中整合、收尾、反思和過渡[4]，讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用高階思維元素獨立面對和解決真實的、復(fù)雜的問題，并為后期學(xué)習(xí)和工作做好準(zhǔn)備。

學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)不是某一門課程能夠勝任的，必須使之貫穿于本科課程體系，使復(fù)雜梯度逐層上升。借鑒國外頂石課在高等教育中的成功經(jīng)驗并結(jié)合我國計算機軟件人才培養(yǎng)在新工科建設(shè)中的實際需求，本文采用在不同年級、分層次遞進式設(shè)置“頂石課”的方法，并在課程中植入企業(yè)課程、企業(yè)規(guī)范、企業(yè)項目幫助學(xué)生及時整合本年級所學(xué)專業(yè)課程，加深對已獲得知識與技能的體會，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和步入工作環(huán)境做好過渡。以軟件工程專業(yè)為例所設(shè)置的分層級的頂石課結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

四、創(chuàng)新教學(xué)方法

終生學(xué)習(xí)能力是卓越工程人才需要具備的核心能力，計算機軟件行業(yè)技術(shù)更新快，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這要求軟件行業(yè)從業(yè)者必須具備自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)的教師講授范圍即是期末考核范圍的教學(xué)模式，這種模式嚴重限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性和積極性，針對該問題，可采用以下策略。（1）引進慕課-SPOC平臺輔助課程教學(xué)，在為學(xué)生提供優(yōu)秀課程學(xué)習(xí)資源的同時，引導(dǎo)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)自主學(xué)習(xí)先進的技術(shù)和理念，將學(xué)生在慕課平臺上學(xué)習(xí)和完成習(xí)題的情況作為平時成績的一部分，并計入期末總成績。（2）編寫詳細的實驗講義，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)基本知識和技術(shù)自主閱讀實驗講義后分析實驗要求并自行設(shè)計實驗方案最終完成實驗任務(wù)。（3）在實驗中完全或部分采用真實項目，設(shè)計綜合性較強的任務(wù)，鼓勵學(xué)生組建團隊并自主分工、自主設(shè)計解決方案、自主查閱文獻搜集信息和數(shù)據(jù)、自主學(xué)習(xí)所需的新技術(shù)完成題目，與此同時在實驗大綱和實驗考核標(biāo)準(zhǔn)中對自主學(xué)習(xí)部分添加明確的要求，刺激學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展能力和終身學(xué)習(xí)能力。

五、推行產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人模式

企業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力，讓學(xué)生認識真實工程環(huán)境的場所，充分利用企業(yè)力量共同育人是解決高校人才培養(yǎng)與社會需求對接問題的關(guān)鍵。高校應(yīng)充分發(fā)掘與企業(yè)共同育人、產(chǎn)教融合的各個切入點形成體系并建立長效機制、深度合作，實現(xiàn)校企共贏。例如，高?？梢耘c軟件企業(yè)共同研制培養(yǎng)方案，與企業(yè)協(xié)同設(shè)置課程體系并改革教學(xué)內(nèi)容，與企業(yè)協(xié)同建立選修課程群，申請并建立產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目，與企業(yè)共同建立校外實習(xí)基地，與企業(yè)共建實驗室、共同開發(fā)企業(yè)項目、共同指導(dǎo)學(xué)生實踐課、共同指導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、共同帶領(lǐng)學(xué)生完成夏令營活動、共同指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文等。

我國工業(yè)化發(fā)展改革和新工科建設(shè)要求高校培育新時代卓越工程人才，普通高校計算機軟件類人才能力培養(yǎng)模式的探索與改革刻不容緩，本文以培養(yǎng)計算機軟件人才必備的核心能力為研究對象提出了培養(yǎng)模式改革的策略，可操作性強，對提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、提高學(xué)生的就業(yè)競爭力、提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)展后勁、培養(yǎng)社會所需的計算機軟件類人才都有重要意義，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]高迪，印桂生，孫建國.新工科視域下的高等教育課程教學(xué)質(zhì)量提升研究[J].黑龍江高教研究，2018，（12）.

[2]林健.運用研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)復(fù)雜工程問題解決能力[J].高等工程教育研究，2017，（2）.

[3]林健.如何理解和解決復(fù)雜工程問題——基于《華盛頓協(xié)議》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）.

[4]姜林，楊連生.澳大利亞本科頂石課程分析及啟示——以學(xué)生職業(yè)發(fā)展為視角[J].外國教育研究，2018，（3）.