新工科背景下民辦高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)模式研究

余寧 劉曉星

摘 要：本文從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀出發(fā)，以河北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革實(shí)踐為例，提出了新工科背景下民辦高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的新模式，推動(dòng)高新技術(shù)與計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的深度融合，探索計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)改造升級(jí)的實(shí)施路徑，以此來(lái)提高學(xué)生適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體素質(zhì)和綜合能力。

關(guān)鍵詞：新工科; 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力;系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì); 系統(tǒng)能力培養(yǎng)

0 引言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要求也發(fā)生了極大變化。在新工科的計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和教育提升中，系統(tǒng)能力培養(yǎng)具有了更加迫切的要求，我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域都將電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行有效的滲透，也進(jìn)一步迫使傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)院校學(xué)生面臨著巨大的就業(yè)壓力，因此，此背景之下，就計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)策略進(jìn)行系統(tǒng)的研究是具有一定積極意義的。

1 系統(tǒng)能力培養(yǎng)內(nèi)涵

隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建立和個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的大量普及使用，為了應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，編寫(xiě)出各類(lèi)適合不同平臺(tái)的高效程序，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員必須了解不同系統(tǒng)平臺(tái)的底層結(jié)構(gòu)，并熟練掌握其中的技術(shù)和工具，培養(yǎng)相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域方面的整體系統(tǒng)觀以及能夠進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的貫通能力。

從計(jì)算機(jī)教學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，可以將涉及系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)劃分為3個(gè)層次。（1）運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理原理，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)，包括中央處理器（CPU）、操作系統(tǒng)及編譯系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)最基本的系統(tǒng)，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系統(tǒng)，相關(guān)課程包括數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成、操作系統(tǒng)等。（2）運(yùn)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系統(tǒng)原理，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)，如軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)等，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域系統(tǒng)。（3）運(yùn)用計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)原理，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)字制造系統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)等，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)能力培養(yǎng)的范圍可以涉及這3個(gè)層次中的1個(gè)或者多個(gè)。計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)的基本內(nèi)容是掌握系統(tǒng)內(nèi)部各軟件/硬件部分的接口、運(yùn)行協(xié)同以及系統(tǒng)內(nèi)部各部件的邏輯關(guān)聯(lián)，了解系統(tǒng)呈現(xiàn)的外部特性與人機(jī)交互模式，強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)功能。具備了系統(tǒng)能力，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和創(chuàng)新能力也會(huì)由此得到強(qiáng)化與提升。

2 計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式現(xiàn)狀分析

據(jù)相關(guān)科學(xué)研究表明，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力即是一種用于解決較為全面且復(fù)雜的綜合能力，與傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力儼然逐漸成為電子計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的核心發(fā)展力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前我國(guó)絕大多數(shù)綜合類(lèi)大學(xué)或工科類(lèi)大學(xué)都在電子計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)培養(yǎng)中取得不錯(cuò)的成績(jī)，一些國(guó)外大學(xué)同樣也非常重視學(xué)生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，而國(guó)內(nèi)的教育部門(mén)也認(rèn)識(shí)到了進(jìn)行電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)培養(yǎng)的重要性，組織并鼓勵(lì)各大高校進(jìn)行計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)改革，結(jié)合高校實(shí)際發(fā)展情況和教學(xué)特點(diǎn)不斷地進(jìn)行課程改革、教學(xué)模式改革等。

3 計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)模式研究

在教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目中，河北科技學(xué)院申請(qǐng)并獲批了計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目以河北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)展專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)為例，在新工科的背景下，通過(guò)吸收其他高校的教學(xué)實(shí)踐案例，針對(duì)自身所存在的不足，展開(kāi)了系列的能力培養(yǎng)教學(xué)體系改革活動(dòng)，并取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

（1）通過(guò)構(gòu)建“3個(gè)層次”對(duì)系統(tǒng)能力進(jìn)行培養(yǎng)。第一個(gè)層次屬于基礎(chǔ)教育，把建立初步系統(tǒng)概念作為核心，增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本原理的理解。第二層次是以系統(tǒng)觀為核心的專(zhuān)業(yè)教育階段，主要涉及軟硬件的學(xué)習(xí)。第三層次主要從學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)出發(fā)進(jìn)行全面的培養(yǎng)。并開(kāi)展了綜合實(shí)踐能力培訓(xùn)的相關(guān)課程，意在指進(jìn)一步有效地鍛煉學(xué)生獨(dú)立解決新工科背景下產(chǎn)生的復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。系統(tǒng)能力培養(yǎng)的3個(gè)層次都是圍繞著本階段的核心目標(biāo)開(kāi)展教學(xué)的，從而推動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)模式的全面發(fā)展。（2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力課程群的創(chuàng)建。該項(xiàng)目從工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生能力的要求出發(fā)，從多個(gè)角度分析和探究各門(mén)課程之間的聯(lián)系，以此構(gòu)建出系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程群，整個(gè)課程群應(yīng)當(dāng)包括有以下課程：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用編程、程序設(shè)計(jì)等等等課程，進(jìn)而為學(xué)生建立完整的系統(tǒng)觀，創(chuàng)建全新的實(shí)踐與理論知識(shí)相互結(jié)合的專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系。（3）以系統(tǒng)能力為導(dǎo)向，建立具有創(chuàng)新性的人才培養(yǎng)模式。把系統(tǒng)能力培養(yǎng)作為首要目標(biāo)，由教師設(shè)立課題，組織學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力，同時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生表現(xiàn)自己，引導(dǎo)學(xué)生參與各種專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，并把學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科競(jìng)賽上的成績(jī)和表現(xiàn)納入課程考核中去，利用比賽和考核制度來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的動(dòng)力和潛力。（4）加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。為了教師能夠順利地完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)校成立了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力教學(xué)組織，并投入一定量的專(zhuān)項(xiàng)基金，讓老師能夠有足夠的資金進(jìn)行科研，或相互之間就系統(tǒng)能力培養(yǎng)問(wèn)題進(jìn)行溝通與交流，讓經(jīng)歷過(guò)改革的教師分享經(jīng)驗(yàn)。邀請(qǐng)知名院校的專(zhuān)家到校授課，組織在校教師與專(zhuān)家進(jìn)行深入交流，從專(zhuān)家身上吸取教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和方法，以此來(lái)提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

4 總結(jié)

計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的新工科改革不是一蹴而就，應(yīng)該循序漸進(jìn)的推進(jìn)，需要重點(diǎn)把握學(xué)與教、實(shí)踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念。本文主要就新工科背景下計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)模式進(jìn)行了研究和分析，希望能夠通過(guò)教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，進(jìn)而提高了學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，滿足了社會(huì)發(fā)展的需要。

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教育部高等教育司2019年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目課題編號(hào)：201902299001

作者簡(jiǎn)介：余寧（1981-），女，河北保定人，學(xué)士，副教授，主要研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。