基于產(chǎn)出導(dǎo)向科教融合的“信息系統(tǒng)實訓(xùn)”課程教改研究

吳 俊

北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100876

以云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，為把握新時代對高等院校科研教學(xué)要求，積極應(yīng)對產(chǎn)業(yè)范式變革，需要積極構(gòu)建創(chuàng)新導(dǎo)向的人才培育體系。一方面，隨著專業(yè)教學(xué)改革的深入，實踐教學(xué)的重要性與日俱增，基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（OBE）開始在工科院校實踐課中應(yīng)用[1]；另一方面，社會對復(fù)合型人才的要求不斷提升，以科研促進(jìn)教學(xué)，開展研究型教學(xué)實踐已成為教學(xué)改革的重要部分[2-3]。2018 年8 月，教育部協(xié)同財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》（教研〔2018〕5 號）指出，學(xué)科建設(shè)要以人才培養(yǎng)為中心，支撐引領(lǐng)專業(yè)建設(shè)，推進(jìn)實踐育人，積極構(gòu)建面向?qū)嵺`、突出應(yīng)用的實踐實習(xí)教學(xué)體系。

當(dāng)前信息管理類人才的培養(yǎng)存在著重教師課程教學(xué)、輕學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出，重知識傳授、輕綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題，這與飛速發(fā)展的技術(shù)和變化的產(chǎn)業(yè)環(huán)境形成鮮明對比。為適應(yīng)各行各業(yè)對應(yīng)用型、創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的要求，將產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE 教育理念與科教融合的人才培養(yǎng)方式結(jié)合，開展實踐教學(xué)課程建設(shè)成為深化專業(yè)教育的重要方向[2]。本文以北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院開展的本科生“信息系統(tǒng)實訓(xùn)”實踐教改課為例，說明如何推進(jìn)實施以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，具有科教融合特色的實訓(xùn)類教學(xué)改革，完善理論與實踐結(jié)合、教學(xué)與科研相互促進(jìn)的課程體系。

1 產(chǎn)出導(dǎo)向，科教融合的實踐課程培養(yǎng)思路

實踐性教學(xué)是以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要載體，傳統(tǒng)的信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)課程存在著理論性課程與實踐性課程銜接不緊的情況，只關(guān)注教學(xué)進(jìn)程，而忽視學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果。一方面，專業(yè)前沿知識跟不上新興技術(shù)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展節(jié)奏，教師的科研經(jīng)驗難以融入學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容；另一方面，知識傳授較為發(fā)散，難以培養(yǎng)學(xué)生有效應(yīng)對復(fù)雜問題，綜合應(yīng)用所學(xué)創(chuàng)新解決問題的能力[3]。為此，北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院嘗試以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心，提出“科教融合，實踐育人”的信息系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)培養(yǎng)思路。力求將原各實踐環(huán)節(jié)散碎的實驗內(nèi)容設(shè)計聯(lián)結(jié)成問題導(dǎo)向明確、創(chuàng)新探索突出的項目化行動式學(xué)習(xí)，通過實訓(xùn)問題懸賞，項目分組演練和成果展示匯報，一方面，讓學(xué)生的信息系統(tǒng)開發(fā)實踐及創(chuàng)新能力在干中學(xué)、學(xué)中干的螺旋式交互中有效提升；另一方面，將指導(dǎo)教師主持的國家級科研項目、大創(chuàng)課題項目等融入實訓(xùn)選題，讓部分具有研究潛質(zhì)的學(xué)生熟悉從文獻(xiàn)查找、技術(shù)選擇到算法實現(xiàn)的完整過程，培養(yǎng)他們科研動手能力和科研探索精神。此外，每次的實訓(xùn)成果也將為科教融合的研究型實踐提供鮮活的教學(xué)案例。

2 科教融合的實訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計

不同于傳統(tǒng)的實踐教學(xué)，科教融合的信息系統(tǒng)實訓(xùn)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生分解復(fù)雜問題，探索解決方案的研究與創(chuàng)新能力。在內(nèi)容設(shè)計上具有6 個主要特點：①問題導(dǎo)向，知識應(yīng)用。通過設(shè)置若干來源實踐問題的練習(xí)，讓不同層次的學(xué)生主動選擇感興趣的命題，構(gòu)建解決問題的知識棧和技能棧。②鼓勵探索，勇于試錯。動員學(xué)習(xí)和動手能力強(qiáng)、有研究潛質(zhì)的同學(xué)選擇有挑戰(zhàn)性、帶研究性質(zhì)的任務(wù)，指導(dǎo)教師和研究生助教在過程中指點，在試錯中找到正確方向。③快速學(xué)習(xí)，敏捷開發(fā)。要完成實訓(xùn)任務(wù)，需要學(xué)生綜合應(yīng)用已學(xué)知識，快速自學(xué)一些新知識，通過分析—設(shè)計—開發(fā)的不斷迭代才能在限定期限完成。這樣的演練很大程度上是對企業(yè)生產(chǎn)實踐的仿真，強(qiáng)化學(xué)生主動求新知的意識。④能力互補(bǔ)，團(tuán)隊協(xié)作。實訓(xùn)練習(xí)以項目組方式推進(jìn)，組長和組員在項目化演練中加強(qiáng)了解，促進(jìn)各自知識與能力的互補(bǔ)。⑤過程留痕，項目管控。整個實訓(xùn)持續(xù)一周時間，學(xué)生的過程文檔、代碼、設(shè)計圖等都將上傳網(wǎng)絡(luò)平臺，確保項目管理過程有跡可循，階段任務(wù)循跡可索[4]。⑥成果多樣，價值實現(xiàn)。根據(jù)任務(wù)性質(zhì)和不同難度，實訓(xùn)交付成果除了統(tǒng)一的實訓(xùn)報告外，還有展示PPT、宣講視頻、可運行的系統(tǒng)原型、待完善論文等，讓學(xué)生有十足的成就感，也滿足不同水平學(xué)生差異化的成果要求。根據(jù)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)生認(rèn)知程度，按照任務(wù)導(dǎo)向和研究導(dǎo)向兩個層次設(shè)置信息系統(tǒng)實訓(xùn)課任務(wù)選題，如表1 所示：

表1 信息系統(tǒng)實訓(xùn)課程內(nèi)容分層設(shè)計

可以看到，實訓(xùn)內(nèi)容采取分層教學(xué)設(shè)計，分別設(shè)置了系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)類實踐和科教融合類實踐選題，前者以任務(wù)為導(dǎo)向，通過組建6 ～7 人的小組，多元化運用專業(yè)課所學(xué)知識與技能，完成中小型信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，并部署在騰訊云服務(wù)器上方便訪問查看；后者以研究為導(dǎo)向，整合具有研究潛質(zhì)的優(yōu)秀學(xué)生，以完成指導(dǎo)教師的科研課題子任務(wù)為目標(biāo)，通過文獻(xiàn)查閱、研究設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與分析等形式，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識和探索未知領(lǐng)域的興趣。進(jìn)一步地，實訓(xùn)課上結(jié)成的科研小組可以在實訓(xùn)結(jié)束后延伸為師生科研共同體，持續(xù)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性。

3 項目化的行動學(xué)習(xí)實訓(xùn)過程

鑒于實訓(xùn)內(nèi)容分層設(shè)計，涉及信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、數(shù)據(jù)采集與分析等跨領(lǐng)域的知識技能較多，在實訓(xùn)過程中，嘗試采用項目化的行動學(xué)習(xí)方式將科研融于實踐，通過組建團(tuán)隊，創(chuàng)造協(xié)同學(xué)習(xí)環(huán)境，將“做中學(xué)”與“在反思中學(xué)習(xí)”相結(jié)合，相應(yīng)地，教師從課堂的“主導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑?dǎo)者”，學(xué)生從課堂的“被動參與者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極參與者”[5]。整個項目化行動學(xué)習(xí)實訓(xùn)流程如圖1 所示：

圖1 信息系統(tǒng)實訓(xùn)項目化行動學(xué)習(xí)流程

伴隨實訓(xùn)推進(jìn)的是教學(xué)手段和科教融合路徑的探索性嘗試。在教學(xué)手段改革環(huán)節(jié)，通過線上線下融合，開展線上互動+線下研討的混合式教學(xué)。將實訓(xùn)指導(dǎo)書做成互動式電子講義放在云平臺上，方便學(xué)生提前閱讀，自行選題，并自由組隊。實訓(xùn)啟動初期，教師在線下就技術(shù)難點和要點做講解與提示，指引各組確定分析思路與技術(shù)路線，實訓(xùn)臨近結(jié)束時，對各組交付成果與匯報進(jìn)行點評和總結(jié)，幫助學(xué)生提升知識和技能水平。實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生開發(fā)的信息系統(tǒng)原型部署在騰訊公有云環(huán)境，方便回溯查看。

在科教融合改革環(huán)節(jié)，一方面開展研究性實踐，將教師承擔(dān)的科技部國家重點研發(fā)計劃項目分解為本科生能夠承擔(dān)的子任務(wù)，帶領(lǐng)具有研究能力的優(yōu)秀學(xué)生形成科研共同體，基于任務(wù)情境，開展算法設(shè)計優(yōu)化，撰寫研究論文；另一方面，與國內(nèi)商業(yè)智能領(lǐng)域知名軟件提供商帆軟公司合作，將實訓(xùn)成果與數(shù)據(jù)可視化分析比賽銜接，不僅挖掘?qū)W生的數(shù)據(jù)分析潛能，也讓學(xué)生在競賽中獲得成長激勵，增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。通過上述“科研融入實訓(xùn)，校企合作實訓(xùn)”的做法，不僅培養(yǎng)了高年級本科生后備科研力量，也密切了校企雙方“產(chǎn)教融合”聯(lián)系。對參與的學(xué)生而言，形式多樣的實訓(xùn)內(nèi)容、分層設(shè)計的任務(wù)選題，讓學(xué)生在“干中學(xué)、學(xué)中干”，補(bǔ)足專業(yè)知識不足，充實信息系統(tǒng)開發(fā)與數(shù)據(jù)分析技能，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動、技術(shù)賦能的復(fù)合型知識體系。

4 科技融合的教改實踐效果

從2017 年春季學(xué)期開始，相繼為經(jīng)管學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)2015—2018 級本科生開設(shè)“信息系統(tǒng)實訓(xùn)”，參與實訓(xùn)學(xué)生共計309 人，實訓(xùn)結(jié)束后收集了學(xué)習(xí)效果的問卷調(diào)查。超過93.8% 的學(xué)生認(rèn)為短短6 天的實訓(xùn)開發(fā)受益較大，以項目團(tuán)隊方式進(jìn)行，不僅提高了自身綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，也培養(yǎng)了團(tuán)隊協(xié)作意識。其中近40% 的學(xué)生認(rèn)為自己的數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)能力有較大提高，這顯示出本課程對于提高學(xué)生科研能力具有積極的作用。有92% 的學(xué)生認(rèn)為實訓(xùn)課程具有較強(qiáng)的實用性，對未來的工作或讀研有很大幫助。此外，先后有數(shù)十位同學(xué)參加科研項目實踐，撰寫研究論文、研究報告近十篇，獲得不同層次的競賽獎勵、知名期刊錄用等，大大增進(jìn)了優(yōu)秀學(xué)生對學(xué)科前沿研究的興趣。

5 未來展望

隨著科技創(chuàng)新成為驅(qū)動中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展的重要動力，實現(xiàn)教研融通、跨學(xué)科交叉融合將成為新時期高校專業(yè)教育的重要方向。北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院本科生“信息系統(tǒng)實訓(xùn)”實踐課程教改的實施，目的是打通科研與教學(xué)通路，通過開展以行動學(xué)習(xí)、項目化演練為特征的產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)嵱?xùn)，打造具有科教融合特點的專業(yè)課程體系。未來的課程教改還可以從以下幾方面延展：首先，從商業(yè)應(yīng)用與技術(shù)實踐兩維度延拓相關(guān)課程，豐富數(shù)據(jù)驅(qū)動、技術(shù)賦能的實踐課程體系；其次，可以根據(jù)學(xué)生的興趣偏好，將大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿課題融入實訓(xùn)內(nèi)容，拓寬學(xué)生的認(rèn)知視野；最后，進(jìn)一步探索教研相互促進(jìn)的協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，促進(jìn)信息管理復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的高質(zhì)量培養(yǎng)。