新工科背景下地方高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革探究

官駿鳴，張 坤，胡 偉，田 吉，方徽星

（黃山學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽 黃山 245041）

0 引 言

目前，我國已建成門類齊全、規(guī)模最大、質(zhì)量穩(wěn)居世界第一方陣前列的高等工程教育體系[1]，培養(yǎng)了大批具有家國情懷、國際視野、批判精神、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的卓越工程師，為新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐。新經(jīng)濟(jì)的本質(zhì)是工業(yè)經(jīng)濟(jì)向信息、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的過渡，是基于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)革命所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展迫切需要新型工科人才支撐，“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”、“北京指南”等一系列綱領(lǐng)性文件和頂層設(shè)計(jì)吹響了高?！凹涌旖ㄔO(shè)和發(fā)展新工科”的號角，新工科建設(shè)迅速得到工程教育界強(qiáng)烈關(guān)注和熱烈響應(yīng)[2-4]。

計(jì)算機(jī)類專業(yè)是新工科背景下各類學(xué)科進(jìn)行融合的基礎(chǔ)，主要培養(yǎng)驅(qū)動(dòng)新經(jīng)濟(jì)增長的信息技術(shù)人才，在新技術(shù)、新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)的背景下，其專業(yè)內(nèi)涵與外延均發(fā)生了深刻變化[5，6]。顯然，在當(dāng)前新工科建設(shè)的時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)具備更高的目標(biāo)。

“復(fù)旦共識(shí)”明確了工科優(yōu)勢高校、綜合性高校與地方高校分別實(shí)施新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，高校類型的差異決定著它們的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)容和路徑各不相同。目前每年地方高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)畢業(yè)生占據(jù)全國同類畢業(yè)生數(shù)的80%以上，他們構(gòu)成了我國信息技術(shù)人才的基礎(chǔ)和中堅(jiān)力量。地方高校一般以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，辦學(xué)定位是為地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供才智支撐。然而，作為“老的新工科”的計(jì)算機(jī)類專業(yè)同質(zhì)化培養(yǎng)傾向比較嚴(yán)重，在一定程度上加劇了就業(yè)難度，因此，積極探索適合地方高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的新工科建設(shè)路徑與方法，是教育工作者亟須面對的一個(gè)命題。

1 新工科背景下地方高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的主要問題

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生吸收、鞏固、掌握、深化、轉(zhuǎn)化課堂理論知識(shí)的重要手段，也是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生探索精神的有效途徑，對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。然而，由于地方高校實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不夠明確，教學(xué)內(nèi)容、體系尚未與區(qū)域行業(yè)企業(yè)形成有效對接，從而造成畢業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力無法滿足區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)定位更多地是面向課程而非面向產(chǎn)出，即一味強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)點(diǎn)的覆蓋而忽視學(xué)生解決復(fù)雜工程能力背后所應(yīng)具備知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)場景往往拘泥于課堂之內(nèi)而很少拓展至課堂之外。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)側(cè)重于理論檢驗(yàn)，主要考查學(xué)生對具體知識(shí)點(diǎn)的了解而未關(guān)注學(xué)生內(nèi)化到其心靈深處的過程，綜合性實(shí)驗(yàn)通常是知識(shí)點(diǎn)的簡單疊加和重復(fù)，且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間相對孤立，學(xué)生難以通過項(xiàng)目的內(nèi)在聯(lián)系持續(xù)構(gòu)建知識(shí)能力。課程設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的在于檢測學(xué)生理解問題、分析問題、凝練問題以及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，但目前這些拔高性實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置不夠科學(xué)合理，缺乏課程銜接、學(xué)科交叉所涉及知識(shí)的綜合運(yùn)用，從而妨礙了學(xué)生系統(tǒng)解決復(fù)雜工程問題的能力以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

實(shí)踐教學(xué)評價(jià)考核方式單一，重結(jié)果輕過程，依賴于提交實(shí)踐報(bào)告內(nèi)容而忽略實(shí)操過程中問題的分析解決過程；任課教師及教學(xué)管理者未能與時(shí)俱進(jìn)地去深入了解當(dāng)前地方企業(yè)真正采用的主流技術(shù)，并進(jìn)一步科學(xué)精細(xì)地遴選、融合這些技術(shù)于實(shí)踐教學(xué)，從而造成培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容落后于行業(yè)企業(yè)發(fā)展，無法將企業(yè)工程項(xiàng)目開發(fā)流程傳授給學(xué)生。

上述現(xiàn)象究其根本原因，在于尚未真正認(rèn)識(shí)到大眾化教育的內(nèi)涵，在實(shí)踐教學(xué)過程中未能解決學(xué)生在校時(shí)間的有限性和知識(shí)的無限性之間的矛盾[7]。依然沿用精英化教育方式，重理論輕實(shí)踐。因此，地方高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)如何適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)的需要，探究新的實(shí)踐教學(xué)體系已成為亟待研究的課題。

2 構(gòu)建覆蓋人才培養(yǎng)全過程的專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)體系

新工科的培養(yǎng)目標(biāo)是“造就一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的各類交叉復(fù)合型卓越工程科技人才”，因此需要培養(yǎng)學(xué)生在多學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域融合情景中的復(fù)雜工程問題的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及解決能力[8]。通過分析新工科對人才知識(shí)、能力、素質(zhì)的細(xì)化指標(biāo)，構(gòu)建“案例驅(qū)動(dòng)，賽研賦能，校企合作”的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1 所示，主要包括通識(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐、專業(yè)核心課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)拓展課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)綜合實(shí)踐4個(gè)模塊。

圖1 “案例驅(qū)動(dòng)，賽研賦能，校企合作”的實(shí)踐教學(xué)體系框架圖

低年級學(xué)生通過通識(shí)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)“職業(yè)規(guī)范”、“個(gè)人和團(tuán)隊(duì)”、“溝通”、“終身學(xué)習(xí)”等非技術(shù)能力和綜合素質(zhì)的同時(shí)，注重理解專業(yè)發(fā)展規(guī)律、樹立專業(yè)意識(shí)、激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，完成課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)與認(rèn)知[9]，高年級學(xué)生通過專業(yè)核心/拓展課程實(shí)驗(yàn)以及專業(yè)綜合實(shí)踐培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與人文素養(yǎng)。其中專業(yè)綜合實(shí)踐內(nèi)容選取學(xué)生競賽、教師研究以及校企合作項(xiàng)目案例，力求案例具備創(chuàng)新、復(fù)合特性以及跨專業(yè)、學(xué)科屬性。將學(xué)生參加的各種學(xué)科競賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目作為檢驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量成色的“試金石”，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)水平，注重理論與實(shí)踐的螺旋上升，從而增加畢業(yè)生的核心競爭力。

2.1 針對服務(wù)面向，構(gòu)建雙師隊(duì)伍

地方高校應(yīng)明確其服務(wù)面向?yàn)樗趨^(qū)域經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)新工科人才最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)在于要提升教師解決復(fù)雜工程能力的水平，只有貫通知識(shí)內(nèi)涵外延的教師才會(huì)在授課過程中針對性地指導(dǎo)學(xué)生，因此必須大力培養(yǎng)適應(yīng)新工科教學(xué)需要的、既具備較強(qiáng)業(yè)務(wù)能力又深諳實(shí)踐教學(xué)的“雙師型”師資隊(duì)伍。

然而，地方高校教師引進(jìn)基本屬于“校門來、校門走”，大多是一個(gè)從高校到高校的自我學(xué)習(xí)、自我復(fù)制過程。高校畢業(yè)教師本身接受的多為科學(xué)研究而非工程研究或技術(shù)研究訓(xùn)練，缺乏項(xiàng)目錘煉導(dǎo)致自身復(fù)雜工程問題的解決能力欠缺，容易在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐過程中產(chǎn)生“紙上談兵”現(xiàn)象[10]；部分教師仍存在“輕實(shí)踐重理論、輕技術(shù)重學(xué)術(shù)”思想，新工科人才培養(yǎng)理念尚未根植于心；同時(shí)在思想上未能清晰認(rèn)識(shí)到地方高校、工科優(yōu)勢高校、綜合高校在新工科建設(shè)上定位與差異，這使得教師對實(shí)踐內(nèi)容的改造不夠精準(zhǔn)，無法真正契合地方產(chǎn)業(yè)需求。

正是在這些背景下，地方高校秉承“面向地方、內(nèi)培外引、校企互聘、專兼結(jié)合”原則培養(yǎng)“雙師型”教師。一是積極迎合地方政府產(chǎn)教融合政策，主動(dòng)對接地方企業(yè)，尋求資源共享和優(yōu)勢互補(bǔ)。黃山學(xué)院信息工程學(xué)院依托黃山市“四千工程”，以“教師應(yīng)用能力發(fā)展工作站”為抓手，主動(dòng)參與“博士入企”、“掛職科技副總”等政府工程，通過有計(jì)劃、有目的、分批次選派骨干教師到企業(yè)一線中完成技術(shù)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等角色歷練，能夠深刻理解企業(yè)文化、工作流程、崗位需求并感受市場脈搏、行業(yè)進(jìn)展。在企業(yè)提問、教師答題的互動(dòng)過程中，教師自然而然完成了角色轉(zhuǎn)變。二是企業(yè)講師進(jìn)課堂，校企攜手育英才。多措并舉，邀請企業(yè)高管、優(yōu)秀校友等社會(huì)賢達(dá)擔(dān)任兼專職講師、設(shè)立工作室，定期以論壇、講座、班會(huì)等形式向同學(xué)們解讀產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、介紹產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，使學(xué)生充分了解地方對計(jì)算機(jī)專業(yè)人才能力需求。

總之，通過企業(yè)、高校優(yōu)秀人力資源的相互滲透，可以進(jìn)一步鍛煉人才，優(yōu)化人才隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到學(xué)生、高校、企業(yè)三方共贏。

2.2 突出能力培養(yǎng)，學(xué)科競賽育學(xué)生

當(dāng)前依然存在著“工程科學(xué)化”、“工程理科化”傾向，然而工程“本質(zhì)上是造物活動(dòng)、實(shí)踐活動(dòng)”，工科人才需具備的“建構(gòu)性、創(chuàng)新能力、整合能力、實(shí)踐能力”必須通過工程實(shí)踐完成[11]。學(xué)科競賽是提高學(xué)生工程實(shí)踐能力的有效途徑，它能顯著整合課內(nèi)外實(shí)踐教育教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)，緊抓業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用，從而達(dá)到訓(xùn)練、提高學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的目的。中國高等教育學(xué)會(huì)高校競賽評估與管理體系研究工作組每年會(huì)發(fā)布全國普通高校大學(xué)生競賽分析報(bào)告，根據(jù)項(xiàng)目等級、項(xiàng)目類型、項(xiàng)目歷史和獲獎(jiǎng)數(shù)量四要素推出教育部認(rèn)可競賽清單，統(tǒng)計(jì)顯示清單中電子信息類競賽占比較大，這為計(jì)算機(jī)類專業(yè)基于競賽的教學(xué)改革提供了便利[12]。教師通過深入研究往年競賽項(xiàng)目，及時(shí)追蹤技術(shù)熱點(diǎn)，形成特色優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源。

競賽及項(xiàng)目實(shí)操經(jīng)驗(yàn)對學(xué)生個(gè)人和協(xié)作能力的培養(yǎng)具有相當(dāng)大的促進(jìn)作用，對標(biāo)教育部競賽清單以及安徽省大學(xué)生學(xué)科和技能競賽A、B 類項(xiàng)目列表中的競賽項(xiàng)目，鼓勵(lì)有項(xiàng)目或競賽經(jīng)驗(yàn)的青年骨干教師、企業(yè)兼職教師參與組隊(duì)建設(shè)。首先，依托各實(shí)驗(yàn)室及小組進(jìn)行相關(guān)競賽的校內(nèi)組織選拔工作，招生主要面對大一大二學(xué)生，通過模擬考試選拔小組成員；其次，借鑒CDIO 工程教育理念，各小組建立從理論學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐、探究學(xué)習(xí)的競賽教學(xué)鏈條。以軟件興趣小組為例，每年以3-6 個(gè)自定項(xiàng)目為依托培訓(xùn)，為競賽選拔提供很好的土壤；最后，教師指導(dǎo)隊(duì)員進(jìn)行賽前模擬限時(shí)訓(xùn)練，營造比賽氣氛，提升學(xué)生應(yīng)對比賽中突發(fā)情況處理能力和心態(tài)調(diào)整，確保穩(wěn)定發(fā)揮。

實(shí)踐證明，學(xué)科競賽培育學(xué)生的效果顯著，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)。學(xué)校在近幾年全國大學(xué)生智能汽車競賽、中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽、全國軟件與信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等賽事中均斬獲國家級獎(jiǎng)項(xiàng)，在安徽省機(jī)器人大賽機(jī)器人類項(xiàng)目、安徽省機(jī)器人大賽單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目均獲省級一等獎(jiǎng)，每年均有學(xué)生獲批國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，學(xué)生將競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練知識(shí)與實(shí)踐課程結(jié)合，能有效地促進(jìn)他們在軟件開發(fā)、程序設(shè)計(jì)、電子信息、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域?qū)嵺`及創(chuàng)新能力的提高。

2.3 深耕校企合作，資源共享育人才

以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革、升級為主要任務(wù)的供給側(cè)改革是我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重大舉措，同時(shí)也是制造業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要推手。習(xí)近平總書記指示：“自主創(chuàng)新是增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力、實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路”。傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生，迫切需要一批具備較強(qiáng)實(shí)踐、創(chuàng)新、適應(yīng)能力的新工科人才，校企合作能夠有效銜接學(xué)校人才培養(yǎng)過程和社會(huì)用人需求，創(chuàng)新教育組織形態(tài)和管理形式。

專業(yè)綜合實(shí)踐中的部分課程由企業(yè)承擔(dān)教學(xué)工作，課程開設(shè)一般在大三、大四，聘請企業(yè)教師安排實(shí)際工程項(xiàng)目的集中實(shí)訓(xùn)，鍛煉學(xué)生軟件開發(fā)、文檔編寫、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高工程應(yīng)用水平和創(chuàng)新意識(shí)；同時(shí)依托創(chuàng)客空間等形式，邀請合作企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目；依托本地企業(yè)建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)期間遵循公司開發(fā)流程和管理方式，切實(shí)感受公司氛圍，培養(yǎng)實(shí)用技能，提高專業(yè)興趣和就業(yè)競爭力；與此同時(shí)，鼓勵(lì)教師與基地單位開展橫向課題開發(fā)，帶領(lǐng)學(xué)生在校內(nèi)外參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，接受“職業(yè)化”熏陶。

3 結(jié) 語

地方高校應(yīng)充分把握新工科改革機(jī)遇，積極調(diào)研地方企業(yè)用人需求，構(gòu)建覆蓋人才培養(yǎng)全過程的專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)體系，充分利用學(xué)校、企業(yè)資源互補(bǔ)，共同培養(yǎng)“雙師型”教師，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，并借助競賽檢驗(yàn)學(xué)生培養(yǎng)成色。后續(xù)我們將大膽開展各類改革創(chuàng)新，不斷細(xì)化、完善實(shí)踐教學(xué)體系細(xì)節(jié)，進(jìn)一步提高地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)效果。