基于卓越教育的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

姜桂洪　孫福振　張冬梅

【摘 要】計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)是卓越教育實(shí)現(xiàn)“多學(xué)科視野的復(fù)合型高端人才”目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文針對(duì)不同課程群的特點(diǎn)，采用不同的實(shí)踐教學(xué)方法和步驟，以此可以實(shí)現(xiàn)具有動(dòng)態(tài)性機(jī)制的實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)踐教學(xué)體系；卓越教育；課程群

0 引言

卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃（以下簡(jiǎn)稱“卓越教育”）對(duì)于我國計(jì)算機(jī)行業(yè)來說就是在增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、創(chuàng)建自主品牌，實(shí)現(xiàn)由“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性跨越的催化劑。計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)的標(biāo)志行業(yè)，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代實(shí)現(xiàn)信息有效、快速、及時(shí)、可靠流通的主要途徑， 也是現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)得到正常發(fā)展的基本保證。而互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)倉庫、軟件產(chǎn)品線、信息安全、3D打印、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展，使得與計(jì)算機(jī)相關(guān)的行業(yè)跨入一個(gè)新時(shí)代。計(jì)算機(jī)專業(yè)卓越工程師的培養(yǎng)是為本行業(yè)企業(yè)開拓國際市場(chǎng)而源源不斷地提供具有國際競(jìng)爭(zhēng)能力的高端工程技術(shù)人才的需求提供保證。因此，人才培養(yǎng)的更高社會(huì)期望為計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)施卓越教育奠定了豐厚的社會(huì)基礎(chǔ)。

1 建設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的基本過程

卓越教育的實(shí)踐教學(xué)體系因?yàn)橛?jì)算機(jī)與信息技術(shù)的行業(yè)特點(diǎn)而具有動(dòng)態(tài)性。一方面需要對(duì)學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè)的整個(gè)學(xué)習(xí)期間的實(shí)踐過程進(jìn)行宏觀規(guī)劃，對(duì)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)境的任務(wù)進(jìn)行必要的評(píng)估，并通過一系列制度性措施來保證任務(wù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；另一方面還要在每學(xué)年或每學(xué)期針對(duì)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和企業(yè)的需求對(duì)具體實(shí)踐項(xiàng)目的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估、修改和完善，基本步驟如圖1所示。而具體內(nèi)容可以從如下幾個(gè)方面來描述。

圖1 建設(shè)實(shí)踐教學(xué)體系的基本步驟

1.1 課程群和教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和水平高低直接關(guān)系人才培養(yǎng)質(zhì)量，在團(tuán)隊(duì)中高校教師和企業(yè)技術(shù)專家都必不可少，突破高校教師資格限制，聘請(qǐng)本行業(yè)工程師參與教學(xué)和實(shí)踐指導(dǎo)，實(shí)行動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)管理，建立由不同類型教師組成的專家?guī)?，以利于學(xué)生通過不同的課外途徑與教師的進(jìn)行溝通，利用多種方式保持輔導(dǎo)交流渠道的暢通，將實(shí)踐教學(xué)向更廣范圍延伸，并與不同課程群的實(shí)踐要求結(jié)合起來。

1.2 課程實(shí)踐目標(biāo)與項(xiàng)目目標(biāo)的統(tǒng)一

計(jì)算機(jī)行業(yè)迅速發(fā)展的必然結(jié)果決定了教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容的新穎性。選擇課程教學(xué)實(shí)踐方面的內(nèi)容時(shí)，注重在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中滲入研究性、反思性的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的興趣、熱情以及他們的創(chuàng)造性。每一門課程的實(shí)踐內(nèi)容又可以通過若干個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目來分工實(shí)現(xiàn)，通過每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)課程實(shí)踐的目標(biāo)。

1.3 通過建立質(zhì)量保障體系來確保實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量

卓越教育的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與保障體系建設(shè)首先是強(qiáng)調(diào)制度建設(shè)的重要性。例如培養(yǎng)方案定期修訂制度，校院兩級(jí)實(shí)踐教學(xué)督導(dǎo)制度，企業(yè)實(shí)踐跟蹤監(jiān)控制度，以及學(xué)生評(píng)教與教師考核制度等，建立全員參與的質(zhì)量監(jiān)控評(píng)價(jià)體系。健全實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)價(jià)機(jī)制，尤其是嚴(yán)格考核實(shí)踐環(huán)節(jié)。例如，對(duì)教師的評(píng)聘與考核可以從側(cè)重評(píng)價(jià)理論研究和發(fā)表論文，逐漸轉(zhuǎn)向評(píng)價(jià)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、專利、產(chǎn)學(xué)合作和技術(shù)服務(wù)等方面。對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐考核可以采取多次考核的方法，使之直到達(dá)到優(yōu)良要求。

通過建立質(zhì)量保障體系，定期對(duì)實(shí)踐教學(xué)的制度、內(nèi)容、環(huán)境進(jìn)行核查，并對(duì)生成的模型進(jìn)行比較和評(píng)估，直到生成一個(gè)相對(duì)與企業(yè)期望相符合的滿意模型為止，并在此基礎(chǔ)上不斷完善。

1.4 實(shí)踐教學(xué)體系的完善

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊的作用。在教學(xué)實(shí)踐中特別強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其需要注重學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，以支持并促進(jìn)學(xué)生的全面、協(xié)調(diào)發(fā)展。搭建實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是提升高等教育水平、保證教學(xué)質(zhì)量的基本要求。建設(shè)完整的一套實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，主要包括：實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)素材、實(shí)踐教學(xué)專用軟件環(huán)境、發(fā)布實(shí)踐教學(xué)信息的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境及特定實(shí)踐教學(xué)資源，同時(shí)加強(qiáng)與企業(yè)的合作。例如，在《數(shù)據(jù)庫維護(hù)與編程》課程的實(shí)踐教學(xué)中，可以利用ORACLE公司的Oracle Academy項(xiàng)目。根據(jù)該公司和教育部簽署的備忘錄，可以享用免費(fèi)提供最新的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件，并免費(fèi)提供青年骨干教師的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)培訓(xùn)，提升教師實(shí)踐教學(xué)水平。

2 卓越教育的實(shí)踐體系建設(shè)的探索

我校計(jì)算機(jī)學(xué)院在實(shí)施卓越教育計(jì)劃的實(shí)際教學(xué)過程中，本科采用“3+1”的四年制本科培養(yǎng)模式，3年在校學(xué)習(xí)，累計(jì)1年在企業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，注重實(shí)際能力的培養(yǎng)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合。將產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的思想融入工程教育整體培養(yǎng)過程，使工程教育和培養(yǎng)過程更貼近社會(huì)、貼近市場(chǎng)、貼近生產(chǎn)、貼近崗位群。學(xué)校將努力尋求同海內(nèi)外高校、企業(yè)、教育及研究機(jī)構(gòu)的合作，汲取國外優(yōu)秀的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，引入國際先進(jìn)的運(yùn)行機(jī)制和辦學(xué)模式，吸收國際上優(yōu)秀工程技術(shù)人才培養(yǎng)的既有成果，開展教學(xué)方法改革，重點(diǎn)加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

圖2 基于卓越計(jì)劃的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程實(shí)踐體系示意圖

根據(jù)國家卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的基本要求和我校卓越教育的實(shí)踐教學(xué)的工作方案，計(jì)算機(jī)專業(yè)的卓越教育實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)體系的基本構(gòu)架如圖2所示。在以課程群為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)體系中實(shí)現(xiàn)以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作為指南的計(jì)算機(jī)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的復(fù)合型軟件人才培養(yǎng)模式。

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)精益求精

教學(xué)設(shè)計(jì)是課程實(shí)踐教學(xué)的靈魂，是提高實(shí)踐教學(xué)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先將專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)成包括教學(xué)演示、實(shí)驗(yàn)操作、分組交流和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)等形式。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前就要求熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可以通過閱讀理解大概了解本次實(shí)驗(yàn)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。教師在課程講授初期可以適當(dāng)?shù)难菔疽幌孪嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容，然后讓學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證性操作。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)著眼于通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證課程的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能。對(duì)于一些較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，也可以定期組織小組討論課，給學(xué)生留下思考問題和解決問題的空間，實(shí)現(xiàn)研究性引導(dǎo)。當(dāng)然，不同的年級(jí)、不同的班級(jí)、不同的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)應(yīng)采用有不同的教學(xué)設(shè)計(jì)。

在課程實(shí)踐的后期，設(shè)計(jì)一些針對(duì)本課程相對(duì)綜合性強(qiáng)的項(xiàng)目，讓學(xué)生自己先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后再做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己解決問題。這不僅會(huì)增加學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)與教師合作的可能性，還會(huì)激發(fā)學(xué)生參與合作的動(dòng)力，從而形成師生互動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高實(shí)踐教學(xué)信息密度和知識(shí)理解的深度。

2.2 專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

專業(yè)課課程群的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)當(dāng)在基本理論教師講授的基礎(chǔ)上，更加注重結(jié)合項(xiàng)目案例、工程實(shí)踐、學(xué)科前沿發(fā)展。在我校計(jì)算機(jī)學(xué)院采用了校企聯(lián)合培養(yǎng)等一系列有效措施，以提高學(xué)生的就業(yè)能力。以現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫課程群和程序設(shè)計(jì)課程群等實(shí)踐環(huán)節(jié)為例，特別是軟件開發(fā)類題目，多采用一人一題的方式，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)能力；而對(duì)于較大的項(xiàng)目開發(fā)卻要采用項(xiàng)目組模式，按照軟件工程的指導(dǎo)思想培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)工作意識(shí)和協(xié)作精神，這也是對(duì)于我國中小企業(yè)占據(jù)著程序員就業(yè)市場(chǎng)主導(dǎo)地位的現(xiàn)實(shí)狀況初步適應(yīng)。例如，在程序設(shè)計(jì)課程群的教學(xué)實(shí)踐中，技術(shù)領(lǐng)域里所有的產(chǎn)品幾乎都可以作為項(xiàng)目。

采用項(xiàng)目法教學(xué)，教師需要做大量的準(zhǔn)備工作。教師的主要任務(wù)有：確定項(xiàng)目?jī)?nèi)容、任務(wù)要求、工作計(jì)劃，設(shè)想在教學(xué)過程可能發(fā)生的情況以及學(xué)員對(duì)項(xiàng)目的承受能力，把學(xué)生引入到項(xiàng)目工作中后退居到次要的位置，時(shí)刻準(zhǔn)備幫助學(xué)員解決困難問題。通過綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)把數(shù)據(jù)庫課程的與程序設(shè)計(jì)課程群實(shí)驗(yàn)平臺(tái)逐步統(tǒng)一，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際數(shù)據(jù)庫維護(hù)和編程能力。以C#程序設(shè)計(jì)為例，按照探究性學(xué)習(xí)的需要，可以把課程實(shí)驗(yàn)綜合、細(xì)化成若干可操作的程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目。項(xiàng)目設(shè)置由淺到深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從面向?qū)ο缶幊趟枷?、圖形用戶界面設(shè)計(jì)開始，依次是多線程編程、文件讀寫、網(wǎng)絡(luò)編程和數(shù)據(jù)庫編程等。

項(xiàng)目實(shí)施步驟包括：明確項(xiàng)目選擇，確定項(xiàng)目分工、制定項(xiàng)目計(jì)劃，實(shí)施項(xiàng)目計(jì)劃，評(píng)估項(xiàng)目過程、展示項(xiàng)目成果，項(xiàng)目的歸檔和總結(jié)。在探究式的教學(xué)模式下，課程實(shí)訓(xùn)的考核應(yīng)以每一個(gè)子任務(wù)的完成過程、完成效果作為一個(gè)具體考核內(nèi)容，督促學(xué)生掌握每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以最后項(xiàng)目的封裝為學(xué)期末的考核。如果學(xué)生成績(jī)達(dá)不到優(yōu)良程度，還可以再次提供考核機(jī)會(huì)。

2.3 結(jié)合企業(yè)需求進(jìn)行畢業(yè)環(huán)節(jié)實(shí)踐能力的培養(yǎng)

近年來國際工程教育改革的最新成果是工程教育理念的創(chuàng)新，以課程群為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建或改革的目標(biāo)是提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。以基于團(tuán)隊(duì)工作的軟件開發(fā)過程作為載體，完成軟件工程課程群的體系設(shè)計(jì)，從行業(yè)調(diào)研、需求分析、系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的編碼實(shí)現(xiàn)與程序的測(cè)試運(yùn)行等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的軟件開發(fā)訓(xùn)練。

學(xué)院在進(jìn)行廣泛社會(huì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇信譽(yù)好、信息技術(shù)力量雄厚的企業(yè)建立長(zhǎng)期合作機(jī)制，深化人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。從技術(shù)方向、創(chuàng)新能力、職業(yè)素養(yǎng)三個(gè)方面由淺入深對(duì)學(xué)員進(jìn)行全方位培養(yǎng)：通過在學(xué)習(xí)過程不斷引入的由簡(jiǎn)到難的實(shí)際項(xiàng)目平臺(tái)以及結(jié)合最終的大型行業(yè)案例，使項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐貫穿學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程，最終幫助學(xué)生完成從學(xué)習(xí)知識(shí)到技能向項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)換；在使學(xué)生具備技術(shù)技能的同時(shí)，結(jié)合具體情況，提升學(xué)生的軟件工程和管理方面的能力，并且完善走上工作崗位所必須具備的職業(yè)素養(yǎng)。通過操作技能嫻熟、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的教師和工程師對(duì)學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)。

3 結(jié)語

卓越教育的實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)與傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式相比，是涉及學(xué)校、企業(yè)、教師、學(xué)生等各方面環(huán)環(huán)相扣的更復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在實(shí)踐教學(xué)過程中教師要不斷提高與企業(yè)相關(guān)人員、學(xué)生進(jìn)行及時(shí)有效的溝通與交流，使得學(xué)生成為具有良好職業(yè)素養(yǎng)、具備相關(guān)理論知識(shí)又兼具良好技能的卓越工程技術(shù)人員。至于把卓越教育的基本思想落實(shí)在日常的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，還需要教學(xué)團(tuán)隊(duì)做大量艱苦細(xì)致的工作。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]