水利信息化方向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)卓越人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

李 璠

（南昌工程學(xué)院信息工程學(xué)院 江西南昌 330099）

引言

2010年6月，教育部啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），旨在促進(jìn)我國從工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國?！白吭接?jì)劃”的實(shí)施為國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供了大批工程技術(shù)人才，也為我國工程教育在人才培養(yǎng)模式改革、校企合作、師資建設(shè)、教育國際化等方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)[1]。隨著世界范圍內(nèi)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對工程教育改革提出了新挑戰(zhàn)[2]。為應(yīng)對新挑戰(zhàn)，教育部全面實(shí)施“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0，并啟動(dòng)一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計(jì)劃”，以服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和引領(lǐng)未來發(fā)展為方向和源動(dòng)力，拓展和提升工程教育改革內(nèi)涵，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和跨界整合能力、高素質(zhì)的交叉復(fù)合型工程科技人才[1]。

南昌工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2013年獲批加入教育部和江西省“卓越計(jì)劃”重大改革項(xiàng)目，2018年入選江西省高校一流（特色）專業(yè)建設(shè)。該專業(yè)在“卓越計(jì)劃”實(shí)施過程中，遵循“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的辦學(xué)思想，逐漸形成以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為特征的教學(xué)方式、以能力素質(zhì)為取向的實(shí)踐模塊、以人格修養(yǎng)為核心的育人理念，為全校其他專業(yè)工程教育改革和專業(yè)建設(shè)起到一定的示范作用。該專業(yè)在“卓越計(jì)劃”前期已取得成果的基礎(chǔ)上，以省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)化專業(yè)課程體系、改革教學(xué)方式方法、強(qiáng)化科教融合、深化產(chǎn)教融合，結(jié)合學(xué)校水利行業(yè)背景和辦學(xué)特色構(gòu)建水利信息化方向計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的新模式，探索行業(yè)性高?！靶滦汀惫た平ㄔO(shè)（即改造、轉(zhuǎn)型和提升傳統(tǒng)工科專業(yè)）中人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新。

專業(yè)背景及人才培養(yǎng)需求分析

南昌工程學(xué)院是一所江西省人民政府與水利部共建的水利特色鮮明的工科院校，其前身為1958年創(chuàng)建的江西水利電力學(xué)院。該校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)分為三個(gè)專業(yè)方向：水利信息系統(tǒng)開發(fā)、移動(dòng)云計(jì)算和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，其中水利信息系統(tǒng)開發(fā)方向充分利用學(xué)校水利相關(guān)學(xué)科的辦學(xué)優(yōu)勢，人才培養(yǎng)全過程、全方位與水利行業(yè)保持緊密聯(lián)系，為水利相關(guān)行業(yè)輸送了大量計(jì)算機(jī)技術(shù)人才。在本科教學(xué)工程項(xiàng)目建設(shè)和教育教學(xué)資源方面，該專業(yè)也具有良好的基礎(chǔ)條件。該專業(yè)在江西省專業(yè)綜合評(píng)價(jià)中位列第3（全省共20所高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)參評(píng)），獲批江西省高校特色專業(yè)，其教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲批江西省高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)，建有省級(jí)“計(jì)算機(jī)應(yīng)用型高級(jí)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”，擁有“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心”和“電工電子實(shí)驗(yàn)中心”兩個(gè)省級(jí)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，“水信息協(xié)同感知與智能處理”省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及“智能信息處理”省級(jí)高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”為江西省高?！笆晃?、十二五”重點(diǎn)學(xué)科。

水利信息化是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和前提，是改造和提升傳統(tǒng)水利行業(yè)的重要途徑，為解決水資源配置、水生態(tài)修復(fù)、水環(huán)境保護(hù)、水災(zāi)害防治等一系列水問題提供了重要技術(shù)支撐[3]。自2003年水利部第一次印發(fā)《全國水利信息化規(guī)劃》（又稱“金水工程”規(guī)劃）以來，水利信息化發(fā)展五年規(guī)劃已成為全國水利改革發(fā)展五年規(guī)劃重要的專項(xiàng)規(guī)劃。水利部在《加快推進(jìn)新時(shí)代水利現(xiàn)代化的指導(dǎo)意見》中提出以智慧水利建設(shè)為著力點(diǎn)和突破口推進(jìn)水利現(xiàn)代化?！督魇≈腔鬯ㄔO(shè)行動(dòng)計(jì)劃》提出依托智慧撫河信息化工程項(xiàng)目積極開展智慧水利建設(shè)。水利信息化發(fā)展已進(jìn)入智慧水利新階段，智慧水利已成為促進(jìn)水治理體系和能力現(xiàn)代化的重要手段[4]。智慧水利綜合應(yīng)用了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對水利對象及活動(dòng)的透徹感知、全面互聯(lián)、智能應(yīng)用與泛在服務(wù)[5][6]。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是信息技術(shù)的核心和靈魂，在水利行業(yè)新一輪轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中亟需大量水利與計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉、可跨行業(yè)解決綜合復(fù)雜工程問題的復(fù)合型人才。

水利信息化方向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建與實(shí)踐

隨著國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，面向?qū)W科的專業(yè)教育已經(jīng)較難適應(yīng)以科研和創(chuàng)新為主體的工業(yè)4.0時(shí)代[7]。為適應(yīng)水利信息領(lǐng)域?qū)?chuàng)新性復(fù)合型工程技術(shù)人才的需求，南昌工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自2013年以來，經(jīng)過多年建設(shè)和發(fā)展，在辦學(xué)過程中形成了良好的工程教育模式。以校企合作為基礎(chǔ)共同制定人才培養(yǎng)方案、更新課程體系與教學(xué)內(nèi)容，共建實(shí)驗(yàn)室及實(shí)踐教學(xué)基地、共同完善知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式，特別注重對學(xué)生健全人格、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新綜合能力、交流溝通能力等方面的培養(yǎng)。

面向水利信息化修訂專業(yè)培養(yǎng)方案。通過走訪用人單位和畢業(yè)生，深入江西省水利科學(xué)研究院和江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院等水利行業(yè)企事業(yè)單位調(diào)研，以社會(huì)和行業(yè)需求為導(dǎo)向升級(jí)人才培養(yǎng)目標(biāo)，修訂計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)水利信息化方向卓越計(jì)劃人才培養(yǎng)方案。制定和完善與之適應(yīng)的專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，確定學(xué)生所需的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)體系，并細(xì)化為知識(shí)能力大綱，落實(shí)到具體的課程和教學(xué)環(huán)節(jié)，以支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。培養(yǎng)方案以課程群方式構(gòu)建計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)水利信息化方向課程體系。

優(yōu)化課程體系，突出水利特色。1.課程體系融合了專業(yè)教育與通識(shí)教育，兼顧了教學(xué)內(nèi)容深度與廣度，突出了水利行業(yè)背景。該專業(yè)按照“計(jì)算機(jī)”專業(yè)大類招生，課程體系采用了“兩平臺(tái)+N模塊+一拓展”的基本框架，“兩平臺(tái)”指通識(shí)課程平臺(tái)和學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺(tái)；“N模塊”指不同的專業(yè)教育模塊；“一拓展”指素質(zhì)拓展計(jì)劃。2.在通識(shí)教育平臺(tái)設(shè)置了“水文化概論”課程，在水利信息系統(tǒng)開發(fā)課程群中開設(shè)了“水利信息化技術(shù)概論”“水利信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”“水利軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)”等課程，并在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)安排了“水利信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”“水利軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)”“水利信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)專題實(shí)訓(xùn)”“水利軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)專題實(shí)訓(xùn)”“水利信息系統(tǒng)開發(fā)實(shí)訓(xùn)”等。3.對傳統(tǒng)專業(yè)課程改造，引進(jìn)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和真實(shí)項(xiàng)目對課堂講授、案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)比例增加到45%。

采用“三階段四層次”卓越工程師人才培養(yǎng)體系。“三階段”指“2+1+1”三段式人才培養(yǎng)：前2年“重基礎(chǔ)”，重點(diǎn)完成學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)核心等基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)；第3年“精方向”，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，側(cè)重專業(yè)課程體系中某一方向課程群的學(xué)習(xí)；第4年“強(qiáng)工程”，學(xué)生到企業(yè)完成工程實(shí)際項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，堅(jiān)持工程能力和素質(zhì)培養(yǎng)不斷線。“四層次”指“課程實(shí)驗(yàn)—綜合課程設(shè)計(jì)—企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)—第二課堂”四層次校企合作實(shí)踐教學(xué)體系。

構(gòu)建校企聯(lián)合育人實(shí)踐教學(xué)框架。在課程資源方面，校企聯(lián)合共建實(shí)踐教學(xué)基地，共建水利信息化特色專業(yè)課程，引入水利信息企業(yè)在研項(xiàng)目作為案例教學(xué)素材；在師資建設(shè)方面，安排專業(yè)課教師參與企業(yè)技術(shù)培訓(xùn)；聘用水利行業(yè)技術(shù)專家講授部分專業(yè)課程；在教學(xué)環(huán)節(jié)方面，通過課程大作業(yè)、單元設(shè)計(jì)等形式與企業(yè)在研項(xiàng)目同步；在第二課堂方面，以各類科技競賽為抓手，培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)；在素質(zhì)拓展方面，與計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的職業(yè)資格認(rèn)證體系相聯(lián)系，提高畢業(yè)生在本行業(yè)相關(guān)職業(yè)資格認(rèn)證中的優(yōu)勢。

全方位改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)手段。1.在教學(xué)方法上推行啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、小班制等授課方式，將能力訓(xùn)練貫穿于課程教學(xué)之中。提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。2.采用課內(nèi)與課外相結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、科研成果融入教學(xué)的方法，做到理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合。3.將課程教學(xué)向?qū)W科前沿性知識(shí)拓展，授課中對學(xué)科前沿性知識(shí)和亟待解決的工程實(shí)際問題作適當(dāng)簡介，鼓勵(lì)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間通過各種途徑參加工程實(shí)踐，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成課題研究、專業(yè)類競賽活動(dòng)等，提高工程實(shí)踐能力和實(shí)際動(dòng)手能力。4.將學(xué)科優(yōu)勢與科研資源緊密結(jié)合，在課程教學(xué)中融入本學(xué)科的發(fā)展理念，選擇典型科研例子作為教學(xué)的案例，結(jié)合老師承擔(dān)的科研課題提煉適合學(xué)生完成的課題，鼓勵(lì)學(xué)生依托學(xué)科平臺(tái)的資源開展創(chuàng)新課題研究。

多元化課程考核評(píng)價(jià)方式。改革課程考核方式，采用知識(shí)、能力并重的多元考核方式，如面試、論文綜述、上機(jī)演示、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場報(bào)告、團(tuán)體設(shè)計(jì)方案演示等多元化方式進(jìn)行課程成績評(píng)定；校企聯(lián)合授課由雙師聯(lián)合考核，在企業(yè)完成相近課程學(xué)習(xí)的，可以通過學(xué)分置換方式?jīng)_抵部分校內(nèi)課程成績；課程考核方式改革體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向的工程教育理念，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，重視過程性評(píng)價(jià)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

配套學(xué)生管理制度。實(shí)施雙導(dǎo)師制，為卓越工程師實(shí)驗(yàn)班配備優(yōu)秀班主任、優(yōu)秀輔導(dǎo)員和優(yōu)秀心理輔導(dǎo)老師，同時(shí)聘請專業(yè)教師擔(dān)任學(xué)業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行專業(yè)方面的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。對于學(xué)生在企業(yè)的安全問題，與企業(yè)簽訂規(guī)范的合作協(xié)議，學(xué)校與企業(yè)雙方強(qiáng)化對學(xué)生的安全教育，并為學(xué)生購買意外傷害保險(xiǎn)，避免出現(xiàn)安全問題。鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，設(shè)立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專項(xiàng)基金以解決卓越工程師實(shí)驗(yàn)班學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)問題。

已有成效

通過四年持續(xù)不斷的水利與計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉融合教育，學(xué)生對水利行業(yè)認(rèn)可度和認(rèn)同感提高，在水利行業(yè)就業(yè)比例提升。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí)，選擇水利及相關(guān)方向研究課題的比例明顯增高；最后一年到企業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)階段，選擇水利方向?qū)嵺`教學(xué)基地人數(shù)逐年提升；學(xué)生就業(yè)方向進(jìn)一步拓寬，除了傳統(tǒng)信息技術(shù)行業(yè)，還有部分學(xué)生進(jìn)入水利水電行業(yè)工作，并獲得用人單位的良好評(píng)價(jià)。

學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力增強(qiáng)。近三年，我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)卓越實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在學(xué)科競賽中成績顯著，參加“中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽”“挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生科技作品競賽”“全國大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力技能與信息素養(yǎng)大賽”等比賽獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)，國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)。參加省級(jí)以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃10項(xiàng)，其中國家級(jí)3項(xiàng)。約有12.38%的學(xué)生考取了國內(nèi)知名高校的研究生。學(xué)生畢業(yè)論文成果發(fā)表在國內(nèi)外期刊上發(fā)表論文5篇，其中核心期刊2篇。

水利信息化方向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)卓越人才培養(yǎng)涉及教學(xué)的方方面面。我校積極探索該專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建，在人才培養(yǎng)的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)、課程體系設(shè)置、教學(xué)安排、教學(xué)方式、考核方式、實(shí)踐育人等方面不斷完善與創(chuàng)新，并取得初步成效。學(xué)生對水利行業(yè)認(rèn)可度和認(rèn)同感進(jìn)一步提高，在水利行業(yè)就業(yè)比例提升，在學(xué)科競賽中均取得優(yōu)異的成績。面向水利信息化的計(jì)算機(jī)技術(shù)人才培養(yǎng)，為水利行業(yè)輸送了大量水利信息技術(shù)人才。這些探索也為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革提供了較好的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的推廣價(jià)值。