新工科背景下计算机专业人才培养模式改革与实践

2022-05-30张红军孙燚张绍星程宇

计算机应用文摘·触控 2022年14期

张红军孙燚张绍星程宇

摘要：为适应物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴产业的发展，计算机专业提出复合型人才培养的目标。文章基于新工科视角，改革计算机专业人才培养模式，并从突出办学特色、以学生为主体、加大产学研交流、开展混合教学模式和鼓励学生参加学科竞赛五个方面，对计算机专业人才培养创新实践能力的提升路径进行了探讨，以期为计算机专业的转型升级与发展提供参考依据，旨在全面提高人才培养质量。

关键词：新工科;计算机专业;人才培养;改革;实践

中图法分类号：G642文献标识码：A

Reform and practice of talent training mode for computer professionals under background of new engineering

ZHANG Hongjun，SUN Yi， ZHANG Shaoxing，CHENG Yu

（School of Computer Science and Mathematics，AnYangUniversity，Anyang，Henan 455000，China）

Abstract：In order to adapt to the development of emerging industries such as Internet of things， big data， cloud computing and artificial intelligence， the specialty of computer science and technology puts forward the goal of compound talent training. From the perspective of new engineering， this paper reforms the talent training mode of undergraduate computer majors， and from five aspects， highlighting school running characteristics， taking students as the main body， increasing industry university research exchanges， carrying out mixed teaching mode and encouraging students to participate in discipline competitions. This paper discusses the ways to improve the innovative and practical ability of undergraduate computer majors， in order to provide reference for the transformation， upgrading and development of computer majors and comprehensively improve the quality of talent training.

Key words： new engineering， computer major， personnel training， reform，practice

1前言

随着我国国家新型产业战略转型和产业升级，工、农、商、服务等行业与高新技术呈现广融合、深交叉的特点。其中，信息技术的发展与应用更是突飞猛进，如大数据、云计算、区块链、物联网对现代工商业和人才培养产生了巨大影响。为满足国家发展战略需要，带动国内外产业升级、拉动经济增长、突破国外关键技术的封锁，以及抢占未来全球高新技术制高点……我国的高等教育从未如此迫切需要培养大量新型科技人才。大力发展新工科教育，是我国高等教育人才培养面向未来变革发展趋势，也是我国从工程教育大国走向工程教育强国的关键一步[1]。

相较传统工科专业而言，新工科专业更加侧重于以互联网和人工智能为核心。其中，应用的关键技术包括以计算机技术为基础的大数据及数据分析、云计算、超算、VR、人工智能、区块链等。作为现代高精尖技术的基础学科，计算机专业正在成为国家信息技术建设的重要支撑[2]。所以，2016年，国家综合多方面考量，决定将计算机专业定为新工科建设专业。这标志着新工科建设理念和培养人才模式在随着时代不断发展，对于计算机专业的本科人才教育及創新实践能力的培养提出了全新的、更高的要求[3]。

在新形势下，地方高校如何升级建设本校的计算机专业，以满足国家和现代社会新型经济发展的需要，以及对教育升级的需求;如何把握行业的人才需求方向，培养出适应现代新工业、高新技术产业、现代农业、服务业需要的本科人才;如何因材施教，培养出具有创新意识和能力适合深造研究的优秀学生;如何培养出更高质量的应用技术型计算机本科生;如何培养出具有创业创新意识的本科生……是目前地方高校迫切需要解决的问题。

2存在的问题及原因

2.1人才培养缺乏专业特色

国内本科院校几乎都开设了和计算机有关的课程，计算机专业也是遍地开花，但无论是课程开设、教学计划、人才培养目标，各个高校均高度相似、且过于笼统和模糊。部分高校的计算机专业、软件工程专业、网络工程专业等在人才培养方案和课程设置上几乎一致，没有很强的专业辨别度，更没有鲜明的专业特色;均以计算机基础科目为主要学习内容，缺少对本行业在社会实际应用中的专业技能分析，导致学生毕业后无法快速适应岗位，甚至不能胜任相关工作。此外，部分高校的相关专业理论课程较多，缺乏技术课程，实际操作与动手实验的课程较少。计算机专业本就属于应用性比较强的专业，但是很多高校仍然采取以理论知识积累为主的课程设置方式，没有将侧重点放在实践应用课程上[4～6]。目前，计算机专业人才培养方案与地方产业经济和社会发展需求极其不适应，发展思路存在一定的局限性。教师在学生能力培养中，仅关注他们的基础课程成绩，而忽视对其创新能力的培养，学生对计算机知识掌握不牢固，缺乏学习兴趣和足够的能力提升意识，导致他们在就业市场中无法真正的获得社会的认可，就业发展受阻，从而影响了人才培养质量。

2.2课程体系设置不科学

国内主流的计算机专业教育模式为“3+1”，即3年学校学习，最后1年社会实习。这种教育模式限定学生要先学习理论，再实际操作。而在学校的实际教育中，往往由于教学时长的限制，导致学完理论课程，实际操作的教学时间不够。最后的结果便是，学生“眼高手低”，理论一堆，动手不会。再者，计算机专业的教科书也存在更新迭代缓慢、内容滞后、所学无法满足行业的应用要求的问题。相关行业主体为了确保自己在商业竞争中不被淘汰，不断推陈出新，创新迭代技术。而作为培养人才的学校没有行业竞争压力，所以教学内容会落后于行业发展。高校教师在授课过程中也没有竞争压力，所以会忽略高新技术的讲授与应用。

计算机是一门应用性很强的学科，在社会生产和生活领域占据重要地位。由于计算机专业的实践性非常强，这就要求高校计算机专业人才培养方案要不断与时俱进，依据当前新技术发展和人才市场招聘岗位的需求不断更新课程体系，同时要求师资队伍建设不断完善，教师的专业技能不断扩充。但实际上，重理论轻实践的传统教学模式很难达到“新工科”的培养要求，教学质量也无法达到预期标准。原有专业人才培养方案与国家高新技术产业的发展没有接轨，培养方案不具有前沿性，最终导致实践教学与理论教学脱钩。

2.3师资结构不合理

部分高校计算机专业的教师属于“理论派”，无法主导完成一个完整的项目，缺乏项目实战能力。由于教学时长、培养模式、年龄、时代等因素限制，部分高校计算机教师不但缺乏实践技能、缺少工作决策能力、忽略分工合作，在持续学习、获得本专业最新知识方面，也有不足。在教学过程中仅关注学生理论知识的掌握，而缺乏对学生实践能力和创新思维的关注与培养。但是，提高相关高校教师的专业能力，提高学生的整体专业技能，仅通过传统的课堂授课、机房实操等教学手段很难达到预期目标。随着“互联网+”教育时代的到来，教学智能化水平逐步提高，教学手段可选择性增加。传统课堂参与度低，缺乏积极性，教学效果不尽如人意。计算机专业教师未能充分发挥“互联网+”先进教学模式的作用，教师队伍知识更新跟不上，以“互联网+”为基础的先进教学模式，如翻转课堂、SPOC 微视频等没有获得最佳应用，使得教学内容与知识结构和现实社会需求存在较大差距，这一系列因素导致计算机专业人才培养与时代脱节[7]。

3探索及实践

3.1突出办学特色优势

新工科旨在培养应用技术型人才，培养目标一定要明确，要增强教学环节的目标性，根据不同学生群体，因材施教，根据行业对于人才的最新要求，制定培养目标，开设专业课程。而专业课程的设置，要多调查企事业单位和公司，了解市场和学科前沿领域，结合其他同类院校计算机专业课程设置的原则，创新学校计算机专业的人才培养计划，课程设置要紧跟科技发展的步伐，在满足不断发展变化的市场需求的同时，也要满足不同层次的学生群体对知识的需要，按照层次定向培养，构建出具有突破性、创新性的人才培养课程体系[8]。

根据全国高等学校本科教育工作会议精神和全国教育大会制定的新时代教育方针，稳步推进本科专业建设改革，提升高校的专业建设水平，以培养出适应区域经济发展和行业要求的高素质应用人才，进一步提高专业与地方产业发展的契合度，安阳学院在详细了解《2018版本科专业人才培养方案》实施情况的基础上，启动了《2021版本科专业人才培养方案》的修订工作。经过近一年的调研、论证、修改和完善，最终制定出《2021版本科人才培养方案》。计算机专业人才培养方案在基础课程设置上，根据学生的兴趣爱好和未来职业发展规划，将必修课分为通识课程、学科基础课程、专业基础课程和教师教育课程;在专业课程设置上，根据学生的未来职业发展规划需要，分为师资型人才培养方向、研究型人才培养方向、应用型人才培养方向。本专业学生最低须修满162学分，并满足以下条件：必修课118学分（通识教育课程平台46学分）;选修课44学分（限选课30学分，任选课14学分）;实践教学环节45学分。加大实践教学的比重，实践教学环节的学分为45，占总学分的比例为27.78%，学时为612，占总学时的比例为23.37%。

3.2以学生为主体

改变教师“一言堂”的填鸭式教学方式，传统课堂为“满堂灌”，学生全程被动听、被动学。新型课堂偏向“文化沙龙”，师生互动、相互讨论。强调以学生为主体，教师为指导，调动学生主动学习的积极性。学生上课“坐成一排”变成“坐成一桌”，以便相互讨论交流，变学生被动接受知识为主动获取知识。教师主要对学生学习起引领和指导的作用，实现“教师主导，学生主体”的高效课堂[9]。

考虑到工科专业课程的难度、教学条件的客观限制，而且很多学生此前从未接触过相关项目。安阳学院聘请来自企业的双师型工程师为计算机专业学生讲授“PHP 开发”“Android 开发实训”“电子产品设计制作实训”“J2EE 软件商业项目开发实训”“综合课程设计”等实训课程，将知识与能力、思维与方法、技术与创新融入课程培养目标。同时，开设微课、MOOC 、混合式课程等形式丰富的选修课，以扩大学生的选择面，满足其个性发展和职业生涯的需要，并充分应用人工智能和 VR 等计算机技术增加课堂含金量，提高学生的学习兴趣和教师的教学效率。

3.3加大产学研交流合作

新工科教育目标是培养学生的实践能力和创新能力，在专业实践的基础上强调创新实践能力的培养是新工科建设的宗旨。在新工科背景下，校企联合培养模式需要得到强化和发展，使学生在学校里打下扎实的理论基础，在企业的平臺上动手操作，学习最新的行业技术。在这种校企合作的培养、教学模式下，可以达到企业、学校、学生三方共赢。企业可以培养符合自己要求的高校人才作为人力资源储备，学生不但提高了动手实操能力，更可以学到行业的最新技术，而作为高校方，在与企业合作的过程中可以了解行业的一线发展情况和行业的最新需求，以找准自己的研究方向，解决行业难题。同时，高校需要更新课程设计和人才培养方案。通过政府搭台、企业支持、高校对接、共建共享，深化产教融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，以新兴产业和高新技术发展的最新需求推动高校人才培养改革，形成“高校-企业-政府”等多元主体协同育人的新模式[10]。

近年来，安阳学院将计算机、物联网工程、网络工程等信息类工科专业和北京千锋互联科技有限公司开展教育部产学合作协同育人项目《信息类专业课程师资应用能力提升培训》深度合作，该合作属于师资培训类，合作企业向学校提供经费支持、师资培训、技术咨询、平台共享等，将行业技术的最新进展、行业对人才最新要求引入学校教学过程，推动学校教学内容创新、打造新的教学体系，迭代更新教材、提供行业最新教学项目等资源并推广应用，我校和企业合作开展校企专业共建、联合培养本科生、双师型教师互访、产业学院建设，深化教、学、研融合等工作，提升教师的教学水平和学生的实践能力。同时，我校与武汉易思达科技有限公司开展教育部产学合作协同育人项目《互联网技术下计算机专业实践基地建设研究》深度合作以及与新开普电子股份有限公司项目开展教育部产学合作协同育人项目《大数据背景下计算机专业实践教学改革研究》深度合作，上述两项合作属于实践条件和实践基地建设类。具体实施方面，为合作企业提供资金扶持，并且向我校提供硬件设备或软件平台，支持我校建设相关专业的实验室、实践基地等。通过上述企业接收我校学生实习实训，实现提高我校相关专业的教学质量。通过与企业进行深度实践条件和实践基地建设类产学研协同育人合作，较好地解决了我校计算机专业教学实践基地缺乏、实验设备和双创教学平台较少的问题，打破了学校与企业间的壁垒，实现了技术与师资优势的互补，拓宽了学生的实习渠道，为学生日后的就业与发展提供了优质的平台，最终促进高校和企业的共同发展、互利共赢。

3.4开展线上线下混合教学

混合式教学模式是一种结合互联网线上教学资源与线下传统课堂的新型教学模式。通过结合互联网线上教育资源的多样性、趣味性与传统线下课堂的优势，将学习效率、教学成果最大化。融合多种技术，建设线上教学平台，搭建师生、生生多元交流平台，开展线上教学和线上线下混合式教学;建设智慧教室、虚拟实验教学平台等多元化教学环境，组织翻转课堂、研讨式教学等“互联网+”条件下的课堂教学模式。

根据新工科专业课程的教学要求，借鉴兄弟院校的成功经验，安阳学院充分利用教学平台资源，将“Python 程序设计”“数字电子技术”“单片机原理及应用”等设置为线上线下混合课程。专业课教师在课堂教学中引进中国大学 MOOC 等优质线上教育资源，结合学生的实际学习情况，以线下课堂为补充，将学校课堂时间最大化利用起来。在“课前预习”“课后复习”等环节充分利用以“雨课堂”为代表的智能学习工具，进行质量把关检验。

在课堂检验与成果评测上，为方便教师充分、全面了解学生的掌握情况，每节课都设计了多道测试题目，编写了《随堂检测》《单元检测》《知识点题》等习题册，供本校师生使用。为方便学生课后学习，每一题都录制了线上 MOOC 讲解。学生先行自测，测后观看解答视频，并反馈问题，充分利用课后时间，发挥学生主观能动性。我校的这种学习模式打破了课堂时间限制，线上学习资源可反复学习观看，对于基础差、接受慢的学生更为友好，满足了不同的学生的多元化学习需求。

3.5鼓励学生参加专业学科竞赛

在不同领域的学科竞赛中，学生可以通过竞赛中遇到的问题，不断创新自己的思维，增强自己的实际动手能力，学院不断加大力度鼓励学生参加各科竞赛，积极开展相关培训，为学生提供实验场所、设备。实践证明，参加过各种竞赛的学生在面对各种实际问题时更加从容，在就业创业过程中优势明显。学生自己组建解决团队，实施解决方案，从而获得解决实际问题的经验。

安阳学院在“知识、能力、实践”三位一体的创新人才培养模式下，积极引导学生参加各种竞赛以及应用性、综合性、创新性实践活动，努力将学生培养成“专业知识好、实践能力强、基本素质高、上手快可持续”的应用技术型人才，先后组织计算机专业学生参加中国大学生计算机设计大赛、蓝桥杯全国软件大赛、全国数学建模竞赛、中青杯数学建模竞赛、电工杯数学建模竞赛等。赛前学校给予大力支持，安排专业教师组织学生积极备赛，参赛师生针对大赛要求认真分析，科学制定培养方案。近三年，先后荣获国家级奖项2人，省级一等奖8人，省级二等奖26人，省级三等奖40人。获奖学生纷纷表示通过本次比赛将专业课程与技能大赛紧密结合，得益于学院突破传统的“重理论、轻实践”的教育观点，完善的课程实训体系。通过学科竞赛，有效激发了学生学习的积极性，使学生的基础更扎实、知识面更宽、素质更全面，培养了学生的动手能力和协作精神，帮助学生突破由理论到应用的学习，培养学生应用知识解决问题的实践能力，达到了“以赛促学、以赛促教、以赛促创、赛学结合”的目的，为学院培养高素质应用型人才奠定了基础。4应用效果新的人才培养模式在安阳学院计算机专业试行后，取得了良好的效果，86%的学生认为，以前知识的学习在课堂，知识的内化和提升是课堂通过作业和测试或实验实践来完成的;改进教学手段和教学方法之后，现在知识的学习在课外，知识的内化和提升是通过课堂上教师针对性讲解和学生之间的互动来完成的。人才培养方案的改革激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新和实践能力，学生的学习成绩明显提高，动手能力和实践能力也大幅提升，计算机专业毕业生就业率也得以提升，个别学生还能实现月薪过万元的高薪就业目标。

5结束语

本文以安阳学院计算机专业为例，基于新工科背景，开展了人才培养模式的改革探索，通过实践证明，学生的创造性思维得等到了培养，理论知识水平和实践动手能力也有了较大提升。在未来，我们还将继续深入研究本课题，更好地协调新工科与专业培养方案一致，从而培养更多更好的应用技术型人才。

参考文献：

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[9]阎群，李擎，崔家瑞，等.新工科背景下实践类课程混合教学模式研究[J].实验技术与管理，2021，38（1）：198?201.