新工科背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新研究

關(guān)鍵詞：新工科；計(jì)算機(jī)類專業(yè)；人才培養(yǎng)模式

0 引言

隨著全球科技的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新工科作為高等教育改革的重要方向，正逐漸引領(lǐng)工程教育的創(chuàng)新與變革。新工科不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉融合，還注重培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，以滿足社會對復(fù)雜工程問題的需求。計(jì)算機(jī)類專業(yè)作為新工科的重要組成部分，其應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新顯得尤為重要。因此，如何在新工科背景下，對計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新，以適應(yīng)行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，成為當(dāng)前高等教育面臨的重要課題。本研究旨在深入探討新工科背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，通過分析當(dāng)前計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與問題，提出相應(yīng)的改革策略與創(chuàng)新實(shí)踐，以期為我國計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)提供有益的參考和借鑒。

1 研究現(xiàn)狀

隨著新工科建設(shè)的逐步推進(jìn)，計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新已成為國內(nèi)高等教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)眾多學(xué)者也對該領(lǐng)域進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

潘敏等人[1]分別從核心素養(yǎng)與數(shù)字技能出發(fā)規(guī)劃路徑，強(qiáng)調(diào)從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新力、批判性思維、溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面研究構(gòu)建“人工智能+新工科”背景下“核心素養(yǎng)+數(shù)字技能”人才培養(yǎng)模式。熊曾剛等人[2]以湖北工程學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院為例，探索新工科背景下地方高校信息類專業(yè)技術(shù)教育改革與實(shí)踐，為新工科背景下信息類人才培養(yǎng)提供樣板。李成友等人[3]基于新工科視角，根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求和筆者所在大學(xué)的辦學(xué)定位，結(jié)合專業(yè)自身優(yōu)勢，重構(gòu)人才培養(yǎng)方案，改革教學(xué)方法、創(chuàng)新教學(xué)模式，重塑人才評價體系，探索出計(jì)算機(jī)類專業(yè)“11223”人才培養(yǎng)新模式并開展有效實(shí)踐。官駿鳴等人[4]針對新工科背景下，提出構(gòu)建覆蓋人才培養(yǎng)全過程的“案例驅(qū)動、賽研賦能、校企合作”實(shí)踐教學(xué)體系，通過校企合作提升學(xué)生實(shí)踐能力。田新志等人[5]結(jié)合“雙創(chuàng)學(xué)院”的特色，提出了以“雙創(chuàng)學(xué)院”為依托的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)思路，分析了其可行性和特點(diǎn)。

2 計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

2.1 傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的優(yōu)勢與不足

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式通常注重扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬廣的知識面，通過系統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基本理論和技能，為后續(xù)的深入學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)培養(yǎng)模式也存在一些明顯不足。首先，傳統(tǒng)課程體系的更新速度往往跟不上行業(yè)發(fā)展的步伐，導(dǎo)致一些過時的知識和技能仍然被教授給學(xué)生。其次，傳統(tǒng)培養(yǎng)模式往往過于注重理論知識的傳授，而忽視了實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生難以適應(yīng)快速變化的工作環(huán)境。

2.2 行業(yè)發(fā)展趨勢與人才需求變化

當(dāng)前，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才的需求正在發(fā)生深刻變化。企業(yè)不僅需要具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)的人才，更需要具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才。同時，隨著技術(shù)的不斷更新和升級，企業(yè)對人才的需求也在不斷變化，要求人才具備快速學(xué)習(xí)和適應(yīng)新技術(shù)的能力。

2.3 當(dāng)前培養(yǎng)模式面臨挑戰(zhàn)

面對行業(yè)發(fā)展趨勢和人才需求變化，當(dāng)前計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式面臨著諸多挑戰(zhàn)。例如：如何更新和優(yōu)化課程體系，如何加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如何加強(qiáng)校企合作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化以適應(yīng)快速發(fā)展的技術(shù)變革，這些是當(dāng)前培養(yǎng)模式需要解決的重要問題。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式在應(yīng)對行業(yè)發(fā)展趨勢和人才需求變化方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。因此，為了培養(yǎng)具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才，必須對傳統(tǒng)培養(yǎng)模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求和趨勢。

3 新工科背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革策略

3.1 課程體系優(yōu)化與創(chuàng)新

課程體系優(yōu)化與更新是新工科背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新的重要組成部分。通過結(jié)合核心課程與前沿技術(shù)、跨學(xué)科課程融合、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等措施，可以構(gòu)建更加科學(xué)、合理、前沿的課程體系，為培養(yǎng)具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才提供有力支撐。

1） 核心課程與前沿技術(shù)的結(jié)合。課程體系需要調(diào)整核心課程設(shè)置，確保學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和方法。這包括計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)課程。同時，為了使學(xué)生能夠緊跟技術(shù)發(fā)展步伐，課程體系中需要增加與前沿技術(shù)相關(guān)的課程，如人工智能、大數(shù)據(jù)處理、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等。

2） 跨學(xué)科課程融合。新工科強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉融合，因此，在計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程體系中，也需要整合跨學(xué)科課程。通過與經(jīng)濟(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)、人文學(xué)科等其他學(xué)科的相關(guān)課程，可以開闊學(xué)生的知識視野，增強(qiáng)其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，以滿足不同領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)類專業(yè)人才的需求。

3） 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)也是課程體系中不可或缺的一部分。為了更好地滿足企業(yè)和行業(yè)對人才的需求，計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程體系需要與企業(yè)和行業(yè)進(jìn)行深度合作。通過與企業(yè)合作開設(shè)課程、共同制定培養(yǎng)方案等形式，可以確保課程體系與企業(yè)和行業(yè)的實(shí)際需求相契合。

3.2 教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新

教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新是提升計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。通過采用個性化學(xué)習(xí)路徑、引入新技術(shù)和工具、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)等手段，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，從而更好地適應(yīng)新工科背景下的人才培養(yǎng)需求。

1） 定制學(xué)生個性化學(xué)習(xí)路徑。每個學(xué)生都有自己獨(dú)特的學(xué)習(xí)風(fēng)格和能力水平，因此，教學(xué)方法和手段應(yīng)該根據(jù)個體差異進(jìn)行個性化調(diào)整。教師可以通過診斷性評價、學(xué)習(xí)風(fēng)格測試等方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求，利用學(xué)習(xí)分析工具收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，提供個性化的反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)策略，從而為其量身定制個性化的學(xué)習(xí)路徑。這樣不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，還能培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和自我發(fā)展的能力。

2） 引入新技術(shù)和工具。隨著技術(shù)的發(fā)展，許多新技術(shù)和工具為教學(xué)方法的創(chuàng)新提供了可能。例如：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） 、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR） 等技術(shù)可以為學(xué)生創(chuàng)造更加逼真的學(xué)習(xí)情境；在線協(xié)作工具則可以幫助學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目實(shí)踐。這些新技術(shù)和工具的引入不僅可以豐富教學(xué)手段，還能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和效果。

3） 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。通過創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)生活或?qū)I(yè)領(lǐng)域緊密相關(guān)的學(xué)習(xí)情境，設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和探索性的問題，設(shè)計(jì)跨學(xué)科、綜合性的項(xiàng)目任務(wù)，設(shè)計(jì)學(xué)科競賽平臺，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的實(shí)用性和趣味性，引導(dǎo)學(xué)生主動尋找答案，學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)知識，培養(yǎng)解決問題的能力，解決實(shí)際問題。

4 創(chuàng)新實(shí)踐案例分析

4.1 國內(nèi)高校的計(jì)算機(jī)類專業(yè)改革實(shí)踐案例

國內(nèi)高校在計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐中，普遍重視課程內(nèi)容的更新、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的加強(qiáng)、校企合作模式的推廣以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融入，旨在培養(yǎng)出更多具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。目前，國內(nèi)高校也進(jìn)行了積極的探索與實(shí)踐。例如：北京大學(xué)舉辦了高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革研討會，探討在新工科背景下如何改革計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程教學(xué)。會議聚集了來自全國各地的專家學(xué)者，共同交流教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)和成果，推動了計(jì)算機(jī)專業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展。延邊大學(xué)進(jìn)行的計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程教學(xué)模式改革強(qiáng)調(diào)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過引入項(xiàng)目教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教學(xué)方法，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

4.2 西安思源學(xué)院計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)踐探索

西安思源學(xué)院在計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)進(jìn)行了多方面的實(shí)踐探索，包括校企合作、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)科競賽平臺等。這些舉措有效地提升了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，為社會輸送了一批批優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。

1） 成果導(dǎo)向下學(xué)科競賽驅(qū)動計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式以學(xué)科競賽為抓手，整合學(xué)科競賽資源，借助第二課堂、專業(yè)社團(tuán)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班多方位地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓展學(xué)生知識面；改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)科競賽內(nèi)容融入日常實(shí)踐教學(xué)過程中；以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，以學(xué)科競賽為抓手，全方位地培養(yǎng)計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才應(yīng)用創(chuàng)新能力[6-7]。該模式所設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式如圖1所示。

2） 進(jìn)行校企合作。與全球知名的中文IT 社區(qū)CSDN達(dá)成了戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同致力于計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才的培養(yǎng)。這次合作不僅加強(qiáng)了學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，而且為學(xué)生提供了更好的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)機(jī)會，有助于學(xué)生更好地掌握行業(yè)前沿技術(shù)，為將來的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3） 深化實(shí)踐教學(xué)。學(xué)校注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，設(shè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、人工智能3個方向。為了能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的專業(yè)獨(dú)立實(shí)踐環(huán)境，通過綜合案例的設(shè)計(jì)與完成，引導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識綜合應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力。

4） 設(shè)計(jì)學(xué)科競賽平臺。學(xué)校為學(xué)生提供了豐富的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練機(jī)會，包括創(chuàng)新教育課程、創(chuàng)新文化節(jié)以及各種學(xué)科競賽等。這些活動不僅鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，還有助于他們提前適應(yīng)社會，為未來的職業(yè)生涯做好準(zhǔn)備。學(xué)科競賽平臺設(shè)計(jì)如圖2所示。

5 結(jié)論與展望

本文通過分析當(dāng)前計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與問題，從課程體系、教學(xué)方法與手段提出了新工科背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革策略，結(jié)合西安思源學(xué)院實(shí)際情況，提出了適合西安思源學(xué)院的人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新方案。但是，人才培養(yǎng)是一個綜合復(fù)雜的過程，因此筆者以后將從加強(qiáng)動態(tài)跟蹤、多學(xué)科交叉研究、國際比較研究幾方面對于人才培養(yǎng)模式的改革繼續(xù)進(jìn)行研究，希望能為我國的計(jì)算機(jī)類專業(yè)教育改革提供新的視角和啟示。