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基于能力培养的计算机软件类人才培养模式研究与实践

2020-05-29 08:18:56 《黑龙江教育·高校研究与评估》 2020年5期

高扬 金英 金虎

摘    要:文章以计算机软件类人才核心能力培养为研究对象,从新时代计算机软件类工程人才培养过程中存在的问题出发,提出基于能力培养的计算机软件类人才培养策略,旨在为提升计算机软件人才培养质量、提升人才工作适应能力、促进校企合作育人提供参考。

关键词: 能力培养;培养模式;计算机软件人才

中图分类号:G640          文献标识码:A           文章编号:1002-4107(2020)05-0088-02

随着2017年教育部《“新工科”建设行动路线》的提出[1],我国高等教育改革进入新阶段,这对工程教育的理念、工程人才培养模式提出了新的要求,在这一背景下传统教学理念和方法已经难以培养卓越的工程创新人才。分析目前计算机软件类人才的培养模式,普遍存在以下问题亟待解决:重知识传授,轻计算思维能力培养;学生重编程,轻文档撰写;学生解决复杂工程问题的能力差;学生自主学习积极性差;现有人才培養模式与社会需求对接错位。针对以上问题本文提出以下对策。

一、优化课程大纲内容

目前以知识传授为中心的教学模式仍然处于主导地位,该模式往往忽略学习者这一教育活动主体的发展,难以使学生在专业能力与素质上得到提升。计算思维能力是计算机软件类人才应具备的核心能力之一,是计算机软件类人才的灵魂,因此应该使计算思维能力的培养始终贯穿四年本科学习,并遵循由易到难,反复训练,逐渐内化的策略,使之成为每个计算机软件人才在本科毕业时都具备的基本专业素养与能力。

课程是人才培养的基石,为达到该目标应该从根源入手,首先修订各相关系列课程的教学大纲、实验大纲,强化大纲中计算思维能力培养的部分并要求相关课程的教学团队修改相关教学材料,如教案、讲义、教学课件等并贯彻实施,同时在课程的考核标准、考核方式、试题中也要增加针对计算思维能力培养的部分,形成对计算思维能力培养情况的检测与评价。例如在一年级的“程序设计基础”课程大纲中,可以要求学生首先掌握程序设计基本思想、方法与技巧,养成首先进行程序设计再动手编码的习惯,培养使用计算机求解问题的基本能力和程序设计能力;在二年级的课程中,如“数据结构与算法”可以进一步培养学生根据求解问题的具体性质选择(或设计)合适的数据结构与算法的能力,并培养学生运用所学的原理与方法为实际工程问题设计新算法的能力。采用该方法根据各年级学生已经储备的专业基础知识和具备的专业能力,对专业课进行从教学大纲到教材材料再到实施过程的改造,按照难度递增、复杂度递增的原则[2],递进式、分层次培养学生的计算思维能力,坚持四年不断线。

二、设计系列文档模板

新工科建设就是要使工科人才回归工程,在软件开发工程化的过程中,文档在软件产品中的作用举足轻重,其质量直接影响软件开发、软件使用及软件产品的后期维护,因此在软件人才培养过程中必须加强规范的软件文档撰写能力,使学生在四年的专业课学习、实验及实践的过程中由简到繁、不断学习、反复训练,递进式掌握规范的软件文档的撰写工具、使用方法及文档撰写方法。

按照以上思路可以依据专业人才培养方案的设置在相关专业课中设计具有前后承接关系的系列软件文档模板,并使学生在有工程实践经验的专任教师或外聘企业教师的指导下学习并训练软件文档的撰写能力。例如,一年级通过程序设计基础实验及综合实验报告撰写,着重加强训练程序的设计能力,同时要求学生学会使用常用的程序流程图绘制工具并学习绘制规范的流程图,并将课程实验报告撰写规范程度及质量作为实验报告考核的参考指标;类似的在二年级“数据结构与算法实验”“软件工程概论实验”“软件工程综合设计”,三年级的“计算机网络实验”“数据库系统原理课程设计”“操作系统课程设计”“软件测试”“软件系统分析与设计”“软件工程专业综合实践”,四年级的毕业论文等课程中,都可以融合与软件需求规格说明、设计说明书、用户使用手册等软件文档中内容吻合的元素,以任务分解的方式分别安排在相关课程中做出学习要求及考核要求。

三、建设系列顶石课程

解决复杂工程问题是新型工程人才需要具备的核心能力[3],充分利用好顶石课的功能是解决这一问题的有效手段。顶石课最早兴起于20世纪80年代的美国,它标志着本科学习的一个终点,2008年被美国大学协会指定为高校教育中10项高影响力的教育实践之一,对美国本科教育质量起到了重要的作用,目前美国已有80%左右的高等教育机构开设了顶石课,其主旨在于为学生提供将碎片化知识在实际应用场景中整合、收尾、反思和过渡[4],让学生学习使用高阶思维元素独立面对和解决真实的、复杂的问题,并为后期学习和工作做好准备。

学生解决复杂工程问题能力的培养不是某一门课程能够胜任的,必须使之贯穿于本科课程体系,使复杂梯度逐层上升。借鉴国外顶石课在高等教育中的成功经验并结合我国计算机软件人才培养在新工科建设中的实际需求,本文采用在不同年级、分层次递进式设置“顶石课”的方法,并在课程中植入企业课程、企业规范、企业项目帮助学生及时整合本年级所学专业课程,加深对已获得知识与技能的体会,并为后续课程的学习和步入工作环境做好过渡。以软件工程专业为例所设置的分层级的顶石课结构如图1、图2所示。

四、创新教学方法

终生学习能力是卓越工程人才需要具备的核心能力,计算机软件行业技术更新快,新技术不断涌现,这要求软件行业从业者必须具备自主学习和终身学习的能力。传统的教师讲授范围即是期末考核范围的教学模式,这种模式严重限制了学生自主学习的主动性和积极性,针对该问题,可采用以下策略。(1)引进慕课-SPOC平台辅助课程教学,在为学生提供优秀课程学习资源的同时,引导学生通过互联网自主学习先进的技术和理念,将学生在慕课平台上学习和完成习题的情况作为平时成绩的一部分,并计入期末总成绩。(2)编写详细的实验讲义,要求学生根据所学基本知识和技术自主阅读实验讲义后分析实验要求并自行设计实验方案最终完成实验任务。(3)在实验中完全或部分采用真实项目,设计综合性较强的任务,鼓励学生组建团队并自主分工、自主设计解决方案、自主查阅文献搜集信息和数据、自主学习所需的新技术完成题目,与此同时在实验大纲和实验考核标准中对自主学习部分添加明确的要求,刺激学生自主学习能力的养成,培养可持续发展能力和终身学习能力。

五、推行产学协同育人模式

企业是培养学生工程实践能力、创新能力,让学生认识真实工程环境的场所,充分利用企业力量共同育人是解决高校人才培养与社会需求对接问题的关键。高校应充分发掘与企业共同育人、产教融合的各个切入点形成体系并建立长效机制、深度合作,实现校企共赢。例如,高校可以与软件企业共同研制培养方案,与企业协同设置课程体系并改革教学内容,与企业协同建立选修课程群,申请并建立产学合作协同育人项目,与企业共同建立校外实习基地,与企业共建实验室、共同开发企业项目、共同指导学生实践课、共同指导创新创业项目、共同带领学生完成夏令营活动、共同指导学生毕业论文等。

我国工业化发展改革和新工科建设要求高校培育新时代卓越工程人才,普通高校计算机软件类人才能力培养模式的探索与改革刻不容缓,本文以培养计算机软件人才必备的核心能力为研究对象提出了培养模式改革的策略,可操作性强,对提升学生的专业素养、提高学生的就业竞争力、提升学生的创新能力和发展后劲、培养社会所需的计算机软件类人才都有重要意义,具有较高的推广应用价值。

参考文献:

[1]高迪,印桂生,孙建国.新工科视域下的高等教育课程教学质量提升研究[J].黑龙江高教研究,2018,(12).

[2]林健.运用研究性学习培养复杂工程问题解决能力[J].高等工程教育研究,2017,(2).

[3]林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究,2016,(5).

[4]姜林,杨连生.澳大利亚本科顶石课程分析及启示——以学生职业发展为视角[J].外国教育研究,2018,(3).