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工程能力导向的计算机专业应用型人才创新能力培养体系的探索与实践

方周

巢湖学院信息工程学院,安徽巢湖,238000

摘要: 立足于新工科“全面、创新、开放、引领”的基本内涵,结合计算机专业特点,在深入研究探讨学生个体发展、工程本质属性、社会需求及国家意志的基础之上,构建并实践了工程能力导向的“一中心、一主线,三结合、三维度”的计算机专业应用型人才实践创新能力培养体系,并取得初步成效。
关键词: 工程能力;应用型人才;计算机专业;实践与创新;“1133”培养模式
DOI:10.12721/ccn.2021.157098
基金资助:巢湖学院重点教研课题(项目编号:ch18jxyj18);巢湖学院校级应用型课程(项目编号:ch18yygc13);安徽省重大教学改革项目:(项目编号:2018jyxm0372)
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随着“一带一路”、“中国制造”和“互联网+”等一系列的重大战略被提出,对具备“解决复杂工程问题”的工程科技人才的需求变得更加迫切。相应的,2017年 2月,教育部启动了新工科教育计划,从“复旦共识”[1],到”天大行动”[2],再到“北京指南”[3], 可以看到新工科的基本内涵可以概括为: 全面、创新、开放、引领。全面指纵向的专业能力过硬和横向的人文素养广博; 创新就是在专业领域上有创新意识; 开放指有全球化意识和思维,具备国际格局; 引领是指敢于在专业领域领先、拔尖[4]

自新工科教育计划启动之日起,大量教育工作者就从新工科的基本内涵,具体实施等方面进行了大量的研究和探索,同时为顺利完成新工科教育的改革,针对现存教育体系中的一系列问题,采取相应措施逐步完成各工科专业与工业深度融合。作为地方应用型高校,我们也积极的投身到了新工科的建设中。作为典型的工科专业,我们构建了工程能力导向的“一中心、一主线,三结合、三维度”的计算机专业应用型人才实践创新能力培养体系,并在具体实施过程中,从课内教学,课外自主课堂和校企联动教学三方面出发,分别提出了项目导向的课程群协作教学模式、构建了行业导向,兴趣驱动的实践与创新能力培养的长效机制、实践了企业深度参与的人才实践能力培养,取得初步成效。

一、“1133”模式的基本内涵

对比新工科的基本内涵,传统工科人才培养模式的问题也变得尤为明显[5-15]

(一) 学科设置灵活性不足

半数以上的高校计算机专业均以培养“广基础、宽口径”的复合型、应用型人才为目标制定培养模式,导致了课程设置多而杂,由此带来了诸如不同课程间存在大量知识点重合、课程内容深度不够、课程涉及的技术不够前沿等问题大量问题,不仅导致了教学资源的浪费,也限制了学生“解决复杂工程问题”的整体思维。

(二) 人才培养体系不能与时俱进

传统的计算机专业人才培养过程中,各专业制定各专业的培养计划和课程体系仅仅考虑某个特定专业的培养目标,培养的人才能力单一,就业竞争力不强。学生对其它相关专业的没有丝毫的认识,隔行如隔山,教师也缺乏前沿性、交叉学科知识的了解。学生的就业竞争力和工作中的技能优势和复合性根本无法体现。

(三) 课程教学问题凸显

传统计算机专业课程教学中存在诸多问题,导致培养出来的学生很难满足企业的需求:

忽略课程间知识的叠加及关联:一方面导致教师的重复教学,浪费了教学资源,另一方面形成了课程间的不连续性,不利于学生形成整体思维。

重理论,轻实践”的“填鸭式”教学方法:较少了学生发现问题解决问题的机会,阻碍了学生思维的发散,很难培养真正的创新型人才。

课程内容陈旧:大部分课程涉及的技术相对落后,且实践课程的案例缺乏行业化和模块化,培养出来的学生很难满足企业需求。

针对传统工科人才培养模式的种种问题,根据新工科建设要求,结合计算机专业特点,并充分考虑学生个体发展、工程本质属性、社会需求及国家意志,加大了对工程能力培养的力度,从传统的“面向学科办专业”调整为以学生为中心的“面向社会需求办专业”,以“解决复杂工程问题”为主线,强化跨学科教育,完善校企合作,引入行业标准,形成更具实践性、开放性和职业性的教学模式,通过“专业与产业结合,内容与技能结合,实践与企业结合”的方式,按照知识、能力、素质三个维度的培养要求,融教、学、做和练为一体,执行项目导向,任务驱动等有利于培养学生技能的教学模式,构建了工程能力导向的“一中心、一主线,三结合、三维度”的应用型人才培养模式(简称“1133” 模式,如图1所示)。即以学生为中心,以“解决复杂工程问题”为主线,采取“专业与产业结合,内容与技能结合,实践与企业结合”的基本措施,从知识、能力、素质三个维度将学生培养成具有“专”、“通”知识的,可持续发展的应用型人才。1.png图1 “1133”人才培养模式

二、“1133”模式的实施思路

课程间的联系在传统的课内教学中常常被忽略,学生获得的课程知识呈现零散化,难以形成整体性认识,不利于提高学生发现问题,解决问题的能力。针对这种情况,深入考虑课程间的关联性,建立课程群,形成项目导向的协作教学模式。另一方面考虑到课内学时不足,且缺乏符合学生个性化要求的教学方法,大力推广行业导向,兴趣驱动的第二课堂建设,以工程项目为纽带,与课内教学建立密切联系,形成相互补充,相互促进的良好机制。同时无论是课内教学还是课外自主课堂都无法形成真实的就业环境,难以加强对学生职业行为与能力的培养,故而,学生培养过程中,从课程体系,培养方法和培养标准的创建,到企业培训的引入,再到校企共建平台的建设,大量提高企业参与度。

在这种思路的指导下,将课内教学,课外自主课堂与企业教学进行深入融合,形成了以项目为中心,三方协同融合的技术路线(如图2所示)。 细化该技术路线之后,我们进一步确定了项目导向的课程群教学模式、行业导向,兴趣驱动第二课堂建设思路及企业深度参与的人才实践能力培养模式。2.png图2 项目为中心,三方协同融合的计算机类新工科人才技术路线

(一)项目导向的课程群协作教学模式

计算机专业课程教学过程中,专业课程虽然多而杂,但是不同课程间通常会存在知识点覆盖或者紧密关联的情况,传统教学方法往往是各门课程的教师各自为政,缺乏足够的合作和沟通,导致如下问题:

1. 课程内容重复教学,导致教学资源的浪费。

2. 课程教学模式单一,难以对所学知识形成体系化的整体认识,缺乏解决“复杂工程问题”的整体思维,与社会需求脱节严重。

针对以上问题,提出以项目为导向,以任务为驱动的课程群协作教学模式。并以软件开发系列课程为试点,深入研究软件开发课程的特点,提炼出体现整体思维且融合多关联课程知识点的“复杂工程问题”,并以此为主线,将课内学时按照年级与能力递进式的安排各专业课程,要求同能力级别课程的授课教师进行联动式教学,保证课程的整体性,不同能力级别课程的授课教师进行增进式教学,注重课程间的关联性(如图3所示)。如此,既解决了传统教学模式中因为课程内容重叠导致的教学资源浪费的问题,又对传统的以课程为中心的教学方法进行了3.png图3 软件开发课程群协作教学线路

改善,很大程度上解决能力培养的局部性,使得学生能够把握软件开发的整体思维。

(二)行业导向,兴趣驱动第二课堂建设

要培养计算机专业的复合型创新人才,至少有三个基点:第一、要懂软件开发技术;第二、要懂人工智能领域的基本原理和基本方法;第三、善于沟通交流和团队合作。要将这三个方面打通,仅仅依靠有限的课内学时是不够的,学生第二课堂的建设势在必行。

作为课内学时的有效补充,课外第二课堂的主要目的是充分发挥学生的主观能动性,帮助学生从以理论为主的课内课堂走出来,平稳过度到具有“解决复杂工程问题”能力的计算机专业应用创新型人才。为保证课外自主课堂的建设,可从实践教学资源池的完善和第二课堂实施路线的细化两个方面进行努力。

首先在第二课堂实施路线方面,将“兴趣实践结合”实验室教学模式、“双教师”实验教学模式、“传帮带”实验室教学模式、“团队合作”实验室教学模式以及“多元考核”实验室教学模式有机结合起来,抓住课外自主课堂教学中各个培养环节的过程控制与监督,采用小自由度的规范化管理,并在试点改革的过程中不段反馈、修改完善,形成以产,教,学,做融合的课外自主课堂的具体实施路线(如图4所示)。

其次在自主教学资源池的建设方面,深入调研行业需求,针对主流的就业方法(UI设计,前端开发工程,软件开发工程师,移动开发工程,软件测试),提炼并收集完备的视频教学资源以及多层次、多类型的项目案例;密切联系课内学时相关课程,主编配套的实践教材。

(三)企业深度参与的人才实践能力培养模式

基于合作共赢、优势互补的原则,将学校内和校外企业的实践资源协调利用,校内着重人文素养和专业基础能力的培养与训练,校外企业着重工程应用能力的培养与实践,使学校和企业能够联合培养专业人才。首先可以邀请企业、行业专家、软件技术专家、教育理论专家、教学专家、专业教学骨干教师,全程参与课程体系开发过程,制定科学完善的培养方案;其次可引入企业培训,加强职业行为与能力的培养,适应未来就业环境的需要;最后考虑与合作企业联合构建开发实验室,引入企业文化和真实项目,为学生毕业后迅速融入企业环境打好基础。4.png图4 产,教,学,做融合的课外自主课堂具体实施路线

三、 结语

自“1133”模式提出并实践以来,我院在学科竞赛,科技创新,就业率及就业质量上都有显著的提升,足以证明该模式是符合新工科建设要求的,在培养具有“解决复杂工程能力”的计算机专业应用创新型人才方面,提供了有效的参考。然而该模式在具体实践过程中,部分问题还有待完善,如课程群协作教学模式中缺少有效的反馈和评价机制,第二课堂缺乏完善的课程体系和激励措施,这些将是我们后期工作的主要方向。

参考文献

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作者简介:

方周(1988-),男,讲师,硕士, 研究方向:图像清晰化处理,云制造。