專業(yè)認證視域下的計算機專業(yè)綜合課程設(shè)計

張 強，王 輝，王浩暢，王 梅，潘俊輝

（東北石油大學(xué) 計算機與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

0 引 言

從國家實施的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”“一帶一路”“互聯(lián)網(wǎng)+”及 “新工科”計劃等重大戰(zhàn)略對工科生提出的要求來看，都需要學(xué)生具備處理復(fù)雜工程問題和綜合應(yīng)用能力，這與工程教育專業(yè)認證核心理念和高等教育教學(xué)質(zhì)量國家標準的核心原則高度契合[1-2]。綜合課程設(shè)計是計算機專業(yè)人才培養(yǎng)過程中提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力和解決復(fù)雜工程問題的重要教學(xué)過程，是引領(lǐng)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識用于解決實際復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3-5]。大學(xué)專業(yè)課程建設(shè)可借助行業(yè)協(xié)會優(yōu)勢，通過課程認證，完善課程設(shè)置，促進產(chǎn)學(xué)研融合，提升專業(yè)建設(shè)水平和質(zhì)量。

1 計算機專業(yè)綜合課程設(shè)計教學(xué)中存在的問題

（1）學(xué)生重視程度不足。一些學(xué)生認為課程設(shè)計不過是考查課，只需設(shè)計出相應(yīng)功能，提交程序及報告就能順利通過考核。甚至個別學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源拷貝設(shè)計方案或摘抄報告，缺乏嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（2）選題設(shè)計立意不佳。很多高校在選題方面存在嚴重缺陷，一方面設(shè)計題目年年重復(fù)，脫離社會實際需求，學(xué)生也常常借助往屆設(shè)計方案。另一方面選題設(shè)計過大，與學(xué)生實際設(shè)計能力不匹配，以致無法完成任務(wù)。

（3）課程考核不夠全面。課程設(shè)計考核多采用實踐問答和提交設(shè)計報告方式，根據(jù)回答情況給出分數(shù)，設(shè)計報告也只關(guān)注方案設(shè)計的合理性、結(jié)構(gòu)嚴謹和撰寫規(guī)范等。很少關(guān)注學(xué)生科學(xué)態(tài)度、查閱相關(guān)文獻、設(shè)計和解決問題等能力。

（4）雙師型教師缺乏。地方普通高校的教學(xué)教師主要來自各高校優(yōu)秀畢業(yè)生，對企業(yè)和社會實際需求了解有限，缺乏實際項目研發(fā)經(jīng)驗積累。

2 計算機專業(yè)綜合課程設(shè)計教學(xué)設(shè)計構(gòu)建

2.1 以成果為導(dǎo)向構(gòu)建課程設(shè)計的教學(xué)目標

綜合課程設(shè)計教學(xué)目標的構(gòu)建應(yīng)“以成果為導(dǎo)向”，分別從4 個方面開展。

（1）強調(diào)人人成功。即所有學(xué)生都能獲得成功。強調(diào)學(xué)生主體地位，引導(dǎo)學(xué)生積極參與選題、調(diào)研、分析問題、設(shè)計方案、研發(fā)、撰寫報告到總結(jié)匯報。教師隨時根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)引導(dǎo)，提出開放式論題和意見，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生主動思考，進而提升創(chuàng)新思維。以軟件工程課程設(shè)計為例，學(xué)生可根據(jù)實際情況選擇不同難度和工作量的課題?；A(chǔ)薄弱的學(xué)生可選相對較熟悉的領(lǐng)域課題，能力強的學(xué)生可選針對某一特殊領(lǐng)域或相對較復(fù)雜的項目。

（2）強調(diào)個性化評定。根據(jù)學(xué)生個體和選題難度差異，制定個性化評定方案和等級，準確掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，研究影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素及改進教學(xué)的有效對策。如，針對基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，選題較簡單，更側(cè)重考核基本功能的完成和完善程度。

（3）強調(diào)知識精熟。計算機專業(yè)學(xué)生更側(cè)重理論與實踐結(jié)合，掌握設(shè)計、編程、分析、調(diào)試等能力，因材施教，強調(diào)不同程度的知識實現(xiàn)。如，加強基礎(chǔ)薄弱學(xué)生關(guān)注度，不時借助課題實際情況，徹底清楚薄弱點，引導(dǎo)學(xué)生將一些基礎(chǔ)知識內(nèi)容落實到項目中，給予及時指導(dǎo)和鼓勵，輔助提高學(xué)習(xí)積極性，完成基本目標。針對實踐能力較強學(xué)生，給予更高要求，以加大課題難度和工作量滿足求知欲，使其獲得更多學(xué)習(xí)機會。

（4）強調(diào)能力本位。按工程教育認證標準和實施準則，結(jié)合未來實際應(yīng)用背景和能力需求，課程設(shè)計教育目標應(yīng)體現(xiàn)出具體核心能力培養(yǎng)；選題應(yīng)占位行業(yè)應(yīng)用并不斷更新，融合新技術(shù)與應(yīng)用；任務(wù)量及難度應(yīng)適中，包括基本任務(wù)、提高任務(wù)和擴展任務(wù)等。如，在線考試系統(tǒng)項目將選擇、填空和簡答等基本題型設(shè)計與實現(xiàn)劃定為基本任務(wù)；能實現(xiàn)自動閱卷模糊評判功能設(shè)計的劃定為提高任務(wù)；能完成基于某些算法智能組卷設(shè)計的劃定為拓展任務(wù)。

2.2 以學(xué)生為中心確定課程設(shè)計的教學(xué)模式

（1）注重學(xué)生的主體地位，強調(diào)發(fā)揮學(xué)生主觀能動性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生主動吸收新知識，并完善已有的知識結(jié)構(gòu)；自主決定自我學(xué)習(xí)活動方式，追求新的學(xué)習(xí)方法和思維方式。如，在線考試系統(tǒng)設(shè)計過程中，鼓勵學(xué)生根據(jù)理解不同，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識應(yīng)用到算法選擇中，對比算法時間復(fù)雜度等，以期尋求組卷最佳算法。

（2）強調(diào)知識的創(chuàng)新性、實踐性、開放性和延展性。注重通過研究和實踐促進知識建構(gòu)和發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)有知識自主思考、研判分析、質(zhì)疑、改造新知識及靈活運用意識和能力，進而掌握有效知識信息。如，在線考試系統(tǒng)項目，教師可由一些知識點為學(xué)生提供引導(dǎo)信息，如“數(shù)據(jù)庫中某些表是否存在可關(guān)聯(lián)內(nèi)容幫助縮短查詢時間？” “組卷選用算法的屬性維度是否過大？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考與創(chuàng)新。

（3）強調(diào)知識本位、能力提升、思想創(chuàng)新、境界四維度的教學(xué)目標，“全面發(fā)展”教學(xué)理念貫穿始終，促進學(xué)生綜合素質(zhì)全面提升。如，允許任憑自我能力和知識儲備自由發(fā)揮，有些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生動手能力反而趕超其他學(xué)生，動手能力一般的學(xué)生在思想或境界上有更好表現(xiàn)，學(xué)生之間相互交流溝通、取長補短、共同提升自我綜合素養(yǎng)。

（4）強調(diào)教與學(xué)無縫結(jié)合。教師主動轉(zhuǎn)變角色，投身教學(xué)實踐，與學(xué)生零距離交流溝通，“教”與“學(xué)”相輔相成，達到教學(xué)相長。如，在線考試系統(tǒng)根據(jù)調(diào)研情況，集中講解如何利用各種檢索資源，如何準確檢索到心儀內(nèi)容等；分析設(shè)計時，教師可提出“算法可否降低時間復(fù)雜度？”“數(shù)據(jù)表用一張表？還是分題型設(shè)計各表更好？”等引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫課程知識。

（5）強調(diào)課內(nèi)外緊密融合。一指教育與教學(xué)開放性，即課堂教學(xué)在授課內(nèi)容、時間和空間上的延展性。二指教育與教學(xué)密切結(jié)合，打破教育與教學(xué)管理界限，實現(xiàn)無縫結(jié)合。如，鼓勵充分利用課下時間；不僅自我測試，還邀請其他甚至外專業(yè)同學(xué)參與測試和體驗，更廣泛收集測試結(jié)果和體驗意見，以期更好完善設(shè)計內(nèi)容。

2.3 建立基于模糊綜合評判的綜合考核體系

課程設(shè)計開始之前，教師根據(jù)學(xué)生層次不同發(fā)布多個不同類型和難度設(shè)計題目以供選擇，學(xué)生以小組為單位去完成相似難度和部分內(nèi)容，如調(diào)研、設(shè)計與制作等。教師不間斷給予適當引導(dǎo)，考核評價貫穿始終。根據(jù)前述的教學(xué)模式，以軟件工程課程設(shè)計課程為例（見表1），詳述課程綜合考核體系。

1）課題難度。

根據(jù)課題及完成內(nèi)容評定課題難度級別。如，在線考試系統(tǒng)課題，僅完成試題入庫、組卷的難度級別評定為一般，完成算法自動組卷功能的課題評定難度級別較高。

2）文獻檢索能力。

文獻檢索能力包括中英文文獻質(zhì)量、文獻與課題貼切性。不僅要求學(xué)生檢索相關(guān)領(lǐng)域中文文獻，還要求關(guān)注前沿英文文獻，將文獻闡述的有關(guān)內(nèi)容合理、有效地協(xié)助尋求并正確表達課題中復(fù)雜工程問題的解決方案。如，選作在線授課平臺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的學(xué)生，應(yīng)對該領(lǐng)域用戶量較大且運行效果良好的雨課堂、學(xué)習(xí)通、智慧樹等充分調(diào)研，汲取各平臺精華以期總結(jié)出最佳解決方案。

表1 課程設(shè)計綜合評測

3）綜合應(yīng)用能力。

綜合應(yīng)用能力的評測包含學(xué)生分析、設(shè)計、研發(fā)、創(chuàng)新、測試方案設(shè)計能力及課題源碼質(zhì)量等。重點評測結(jié)合調(diào)研，應(yīng)用專業(yè)知識對課題領(lǐng)域復(fù)雜工程問題特殊需求的綜合分析，明確具體研究目標，合理選取恰當?shù)男畔⒓夹g(shù)工具，科學(xué)選擇研究路線，設(shè)計可行解決方案能力。應(yīng)做到根據(jù)解決方案給出多種設(shè)計進行優(yōu)選，體現(xiàn)創(chuàng)新意識和能力。如，隨時檢查學(xué)生項目計劃、需求分析等完成度與完善情況?；谟嬎銠C專業(yè)相關(guān)課程設(shè)計的特點，加強對測試方案設(shè)計能力和課題源碼質(zhì)量評測。應(yīng)按不同課題側(cè)重點設(shè)計相應(yīng)測試方案，嚴格符合軟件測試標準規(guī)范。主張用可測性、可讀性、可理解性、容變性等代碼可維護性維度的質(zhì)量屬性來衡量源碼質(zhì)量。源碼質(zhì)量屬性強調(diào)的是支持實現(xiàn)功能需求的代碼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，因此占有較大的評測比重。例如，學(xué)生應(yīng)能夠用工程化思想和方法開發(fā)在線授課平臺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，采用面向?qū)ο蠡蚪Y(jié)構(gòu)化方法實現(xiàn)一些類似功能模塊，切實體現(xiàn)出用軟件工程的方法開發(fā)系統(tǒng)與一般程序設(shè)計方法不同之處。

4）團隊精神。

針對團隊不同角色，分別對每個成員的合作能力、溝通能力與管理能力評測。重點考察在工程實踐中，能否進行有效溝通與合作及團隊合作精神或意識；以及能夠承擔起團隊的相應(yīng)角色，進行有效組織與協(xié)調(diào)，綜合團隊成員意見進行合理決策的能力。如，在線授課平臺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)與在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)等類似課題以小組為單位去完成前期調(diào)研與研究分析，組內(nèi)分工與相互協(xié)調(diào)非常重要，學(xué)生分工體現(xiàn)了揚長避短及所長，英文好的學(xué)生負責調(diào)研資料，其他學(xué)生也按自動組卷、作業(yè)布置和試題設(shè)計等方面依次分工。

5）論文質(zhì)量。

論文是對實踐成果的呈現(xiàn)，除了必須嚴格符合撰寫規(guī)范，還要重點評測論文闡述的完整性和專業(yè)性。論文應(yīng)全面體現(xiàn)應(yīng)用專業(yè)知識進行的研發(fā)，對創(chuàng)新之處給予詳細闡述。如，《在線授課平臺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》項目論文，無論完成的內(nèi)容量多與少，都應(yīng)能完整呈現(xiàn)整個研發(fā)過程，具備合理的文檔邏輯性，語言流暢，論述清晰。

6）答辯。

答辯是非常重要的過程，應(yīng)做到利用現(xiàn)代信息技術(shù)工具組織匯報，完整闡述課題內(nèi)容和實踐成果，與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流。重點考查學(xué)生對所完成課題的理解深度、臨場論證能力、專業(yè)知識掌握的深度和廣度。利用答辯過程，還有機會發(fā)現(xiàn)實踐中的不完善之處。如，在線授課平臺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)這類項目匯報各有千秋，有的采用演示平臺的方式，有的采用視頻方式展示，有的僅匯報PPT。不僅教師要提問，其他學(xué)生也可提出疑問，對能提出一些建設(shè)性疑問的學(xué)生適當給予加分。

2.4 建立基于行業(yè)認證的課程持續(xù)改進機制

目前多數(shù)課程設(shè)計存在重監(jiān)督、輕控制、缺改進等問題，沒有形成閉合循環(huán)。而專業(yè)認證強調(diào)課程教育是“評價—反饋—改進”的循環(huán)過程，行業(yè)協(xié)會對本行業(yè)的發(fā)展情況和知識需求最了解。針對專家發(fā)現(xiàn)的不足，積極借鑒專家的寶貴意見，對各個環(huán)節(jié)進行如下改進。

（1）合理優(yōu)化開課時間。開學(xué)初，教師發(fā)布課程設(shè)計目的與任務(wù)等信息，給予學(xué)生更多時間結(jié)合自身情況慎重選題，鼓勵帶著問題去聽課，協(xié)助提升授課效果。學(xué)生在整個學(xué)期可充分且合理自主規(guī)劃時間完成課程設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，可隨時與指導(dǎo)教師溝通，并不需要集中輔導(dǎo)。

（2）加強課程設(shè)計中企業(yè)參與力度。在以往課程設(shè)計過程中，企業(yè)導(dǎo)師參與一直是一個薄弱環(huán)節(jié)。擬擇選中軟、東軟、青軟等知名IT 企業(yè)參與課程設(shè)計選題、方案設(shè)計、能力達成考核等環(huán)節(jié)，加強工程實踐能力的培養(yǎng)。如，近年新增的基于Bootstarp 技術(shù)的物資管理平臺設(shè)計與開發(fā)、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線病例系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)等題目。

（3）結(jié)合行業(yè)需求，適當融入行業(yè)認證相關(guān)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生考取各類行業(yè)認證，提升就業(yè)成功率。隨時優(yōu)化課程內(nèi)容和考核要點，協(xié)助學(xué)習(xí)部分行業(yè)認證內(nèi)容并應(yīng)用實踐。如，Oracle 認證人才需求迅猛增長，在軟件工程課程設(shè)計數(shù)據(jù)庫部分，加強對Oracle 數(shù)據(jù)庫測試、規(guī)劃對象、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫安全性及規(guī)劃調(diào)整能力的培養(yǎng)。

3 計算機專業(yè)綜合課程設(shè)計改革教學(xué)實施效果

3.1 課程設(shè)計考核情況

在實施教改的計2015 級、計2016 級、計2017 級及計2018 級課程設(shè)計考核中，嚴格按綜合考核體系評測，明顯可看出學(xué)生平均分和優(yōu)秀率逐年提高，不及格率有所下降。評測體系逐年改進且評測項目更豐富，優(yōu)秀率仍能保證逐年提高的勢頭，說明很好地調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性與主動性，達到了教學(xué)與教育相結(jié)合的目標。課程考核對比見表2。

3.2 參與科研及各類賽事

基于以成果為導(dǎo)向的教學(xué)目標，學(xué)生在課程設(shè)計中體會到了人人都能成功，更加積極參與各類大賽和教師科研課題，生生宣傳，也激發(fā)了低年級學(xué)生積極參與、渴望突破自我取得一些成就的熱情。相比之下，自2015 級學(xué)生起參與率大幅度提高，相信低年級學(xué)生在后期還會涌現(xiàn)更高的參與率，見表3。

表2 課程考核對比

表3 各類科研及賽事參與率 %

4 結(jié) 語

以專業(yè)認證的人才培養(yǎng)理念為指導(dǎo)，在計算機專業(yè)人才培養(yǎng)過程中引入行業(yè)認證內(nèi)容，建立符合畢業(yè)生實踐能力要求和適應(yīng)計算機技術(shù)發(fā)展需求的綜合課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、考核方式、評價及持續(xù)改進機制，形成 “以學(xué)生為中心—強化工程意識—培養(yǎng)創(chuàng)新人才”的實踐教學(xué)理念，進而構(gòu)建 “知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升、人格塑造”四位一體的人才培養(yǎng)體系。教學(xué)實踐表明，專業(yè)認證視域下計算機專業(yè)綜合課程設(shè)計教學(xué)改革方式能夠營造良好的教學(xué)氛圍，提高學(xué)生的自學(xué)意識和熱情，進而提高學(xué)生處理復(fù)雜工程問題的能力和綜合應(yīng)用能力。