適應(yīng)工程教育認(rèn)證要求的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)新工科建設(shè)探索與實踐

張玉清　周長兵　夏軍寶　管建和　鄭新奇

摘 ?要：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在開展“新工科”建設(shè)過程中，與工程教育認(rèn)證工作緊密結(jié)合。以提高學(xué)生解決“復(fù)雜工程問題”的能力為目標(biāo)，一方面聚焦國土資源信息技術(shù)發(fā)展需求，另一方面參考工程教育的具體要求，從專業(yè)建設(shè)理念、課程體系設(shè)置、分類培養(yǎng)模式和教育資源建設(shè)等多方面進行了有益的探索和實踐。

關(guān)鍵詞：新工科;工程教育認(rèn)證;計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè);復(fù)雜工程問題

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）17-0092-03

Abstract： The Department of Computer Science and Technology of China University of Geosciences （Beijing） is closely integrated with the engineering education certification process in the process of building a "new engineering". ?In order to improve students' ability to solve "complex engineering problems"， many aspects such as major ideal，curriculum system setting， classified training model and teaching resources are reformed on not only the development needs of land and resources information technology， but also the specific requirements of engineering education certification.

Keywords： New Engineering; engineering education certification; computer science and technology major; complex engineering problems

一、概論

我國積極推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實施“一帶一路”、“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，對工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識”;2017年4月8日，又在天津大學(xué)召開新工科建設(shè)研討會，明確了“新工科”建設(shè)行動路線（“天大行動”）;2017年6月9日，正式發(fā)布《新工科研究與實踐項目指南》（“北京指南”），引導(dǎo)開展新工科研究與實踐[1]。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)積極響應(yīng)國家的“新工科”建設(shè)要求，成功獲批新工科建設(shè)項目。

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評價[2]?！度A盛頓協(xié)議》是目前國際上最具影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議，主要針對四年制本科教育，與我國現(xiàn)行的大學(xué)教育切合度高。2016年6月，我國成為《華盛頓協(xié)議》第18個正式會員國。成為會員國后我國的專業(yè)認(rèn)證就具備了國際實質(zhì)等效性，借此可促進高校按國際先進理念推動教育教學(xué)改革，加快與國際接軌。

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)在學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍和支持條件等多方面提出了明確的要求與標(biāo)準(zhǔn)，具有完整規(guī)范和與國際接軌等特點?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)項目支持不同高校的工科專業(yè)制定符合自身特點的建設(shè)目標(biāo)，以便能更好地適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟發(fā)展的需要，服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略。所以工程教育認(rèn)證和“新工科”建設(shè)項目兩者具有明顯的區(qū)別。但是，兩者都是高等教育工程類專業(yè)建設(shè)工程，具有眾多的一致性。例如，都強調(diào)以學(xué)生發(fā)展為中心，通過系統(tǒng)性的教育體系建設(shè)，使畢業(yè)生具有解決“復(fù)雜工程問題”的理論知識、分析方法和實踐能力。正是由于兩者存在較高的切合度，所以我們在進行“新工科”建設(shè)過程中，一方面密切結(jié)合我校行業(yè)特色和計算機發(fā)展的新技術(shù)，聚焦國家發(fā)展需求特別是國土資源領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略，另一方面以工程教育認(rèn)證的要求為依據(jù)，落實專業(yè)教學(xué)改革的達成度。

二、樹立全面優(yōu)化的專業(yè)教育理念

“新工科”建設(shè)要求更新人才培養(yǎng)基本觀念，從“面向?qū)W科辦專業(yè)”調(diào)整為以學(xué)生為中心“面向社會需求辦專業(yè)”[3]。因此，需要從知識、能力和素質(zhì)三個維度，全方位實施培養(yǎng)規(guī)劃（如圖1所示），提升學(xué)生的工程技術(shù)創(chuàng)新能力，使其具備適應(yīng)新經(jīng)濟時代的社會需求;改變原來專業(yè)內(nèi)容過窄的狀況，強化跨學(xué)科教育，培養(yǎng)學(xué)生既具備科學(xué)與基礎(chǔ)理論修養(yǎng)，形成對于復(fù)雜工程的系統(tǒng)視野，又能從多學(xué)科的角度審視，具備人文情懷和管理素養(yǎng)。

在繼承我校服務(wù)“大地學(xué)”辦學(xué)理念的背景下，充分發(fā)揮地質(zhì)大學(xué)在國土資源行業(yè)的特色和優(yōu)勢，同地學(xué)應(yīng)用相結(jié)合，為地學(xué)及其延伸學(xué)科提供支撐與服務(wù);聚焦國家戰(zhàn)略，特別是國土資源“三深一土”（深地探測、深海探測、深空對地觀測和土地科技）科技發(fā)展戰(zhàn)略[4]，樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期專業(yè)教育理念。

三、著眼“復(fù)雜工程問題”構(gòu)建計算機專業(yè)課程體系

工程教育專業(yè)認(rèn)證和“新工科”建設(shè)都把解決“復(fù)雜工程問題”作為進行專業(yè)課程建設(shè)的目標(biāo)和落腳點。在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對于“復(fù)雜工程問題”的7方面特征，進行了明確說明?；凇皬?fù)雜工程問題”本質(zhì)和表象的理解[5]，我們從我校計算機專業(yè)實際條件出發(fā)，聯(lián)合我校地球科學(xué)與資源學(xué)院、水資源與環(huán)境學(xué)院和能源學(xué)院，與包括自然資源部（原國土資源部）信息中心、中國黃金集團內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司、云錫集團、洛鉬集團等開展多種形式的產(chǎn)學(xué)研合作，從國土資源行業(yè)信息化的實際需求中凝練出體現(xiàn)“復(fù)雜工程問題”的三個主要方向：“面向地球科學(xué)的信息化建模與優(yōu)化”、“基于物聯(lián)網(wǎng)的智能系統(tǒng)設(shè)計”和“跨媒體感知計算與可視化應(yīng)用”。

課程體系設(shè)計圍繞如何使學(xué)生具備解決“復(fù)雜工程問題”的能力展開分解為三個階段，即通識基礎(chǔ)教學(xué)階段、專業(yè)基礎(chǔ)與核心教學(xué)階段和專業(yè)實踐教學(xué)階段，如圖2所示。

通識基礎(chǔ)教學(xué)階段的主要目的是強化學(xué)生基礎(chǔ)知識，包括數(shù)理基礎(chǔ)、思政基礎(chǔ)、人文素養(yǎng)基礎(chǔ)和地球科學(xué)概論。掌握數(shù)理基礎(chǔ)知識，用于計算機復(fù)雜工程問題的分析與建模。掌握思政基礎(chǔ)，有利于樹立正確向上的人生觀和價值觀。人文素養(yǎng)的培養(yǎng)，有助于學(xué)生具有人文知識、思辨能力、處事能力和科學(xué)精神，理解計算機相關(guān)工程技術(shù)的社會價值以及工程師的社會責(zé)任，自覺遵守工程師職業(yè)道德和行為規(guī)范。地球科學(xué)概論是一門關(guān)于地球科學(xué)基礎(chǔ)知識的通識性課程，幫助我校計算機專業(yè)的學(xué)生掌握地球科學(xué)的基本知識和研究方法，以便服務(wù)于國土資源信息領(lǐng)域。

專業(yè)基礎(chǔ)與核心教學(xué)階段的主要目的是強調(diào)學(xué)生工程性、系統(tǒng)性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性和解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。全面考慮課程之間的關(guān)聯(lián)性和相容性，優(yōu)化主干專業(yè)課程和特色課程，實現(xiàn)統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一規(guī)劃。

專業(yè)實踐教學(xué)階段的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決工程問題的能力和工業(yè)化素質(zhì)。依托校內(nèi)實踐教學(xué)中心和校企實踐創(chuàng)新基地，學(xué)生通過具體實驗、實訓(xùn)和實習(xí)參與工程項目訓(xùn)練，掌握系統(tǒng)實踐能力。組織和動員學(xué)生參與學(xué)科競賽、“大創(chuàng)項目”和老師的科研活動，以“項目驅(qū)動”方式來提高學(xué)生綜合運用知識解決工程問題的能力、團隊協(xié)作能力和工業(yè)化素質(zhì)，最終培養(yǎng)良好的解決復(fù)雜工程問題的能力，滿足新經(jīng)濟形勢下對于計算機專業(yè)人才能力和素質(zhì)的要求。

四、建立人才分類培養(yǎng)的新機制

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，需要全程觀測學(xué)生對知識的掌握程度、能力的達成度以及素質(zhì)的實際提升效果，有針對性地調(diào)整課程實施進度和工程實例的復(fù)雜程度。所以，為方便專業(yè)教師全面及時了解學(xué)生的狀態(tài)，我們施行本科生導(dǎo)師制[6]，從大一開始為每個入校新生分配學(xué)業(yè)導(dǎo)師。按照近似“20%：70%：10%”的比例，開展分類培養(yǎng)。對于少數(shù)突出拔尖的學(xué)生（約占學(xué)生數(shù)量的20%），以高水平學(xué)科競賽如ACM-ICPC競賽為抓手，從大一開始進行選拔，利用課余時間進行系統(tǒng)化的培養(yǎng)。對于大部分學(xué)生（約占學(xué)生數(shù)量的70%），通過學(xué)業(yè)導(dǎo)師幫助他們樹立正確清晰的專業(yè)認(rèn)知，克服在學(xué)業(yè)中可能遇到的困惑，掌握好計算機專業(yè)要求的理論知識和基本技能。同時，引導(dǎo)他們在二、三年級時參加科研活動或者進入企業(yè)參加產(chǎn)學(xué)研實習(xí)，強化對專業(yè)的全面了解。

學(xué)院組織優(yōu)秀教師，并引入企業(yè)優(yōu)質(zhì)教育資源，在課余時間開設(shè)了“信息技術(shù)學(xué)術(shù)研討班”和“信息技術(shù)實踐創(chuàng)新班”。學(xué)業(yè)導(dǎo)師根據(jù)同學(xué)們的實際狀況，在尊重學(xué)生意愿的前提下，推薦他們加入“信息技術(shù)學(xué)術(shù)研討班”和“信息技術(shù)實踐創(chuàng)新班”，充分利用好課余時間，補充和提高課堂教學(xué)所不能覆蓋的知識和能力。

對于少數(shù)學(xué)業(yè)有困難的學(xué)生（約占學(xué)生數(shù)量的10%），建立“學(xué)院-教師-學(xué)生-家長”聯(lián)系互動機制，通過制定“學(xué)業(yè)幫扶計劃”組織專業(yè)教師和高年級學(xué)長有針對性地幫助這部分同學(xué)克服學(xué)業(yè)上的困難，順利完成學(xué)業(yè)。

五、開拓校內(nèi)和校外教育資源

我校在地球科學(xué)與資源利用方面具有國內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢，同時國土資源行業(yè)也亟須進行信息化升級改造。在與我校地球科學(xué)與資源學(xué)院、水資源與環(huán)境學(xué)院和能源學(xué)院充分探討學(xué)科交叉創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，挖掘地質(zhì)信息領(lǐng)域的緊迫任務(wù)，既是我校計算機專業(yè)新工科建設(shè)的重點，也是實現(xiàn)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的重要途徑。在2018年主辦了第二屆空間數(shù)據(jù)科學(xué)國際研討會暨首屆自然資源大數(shù)據(jù)高端論壇，邀請海內(nèi)外著名專家學(xué)者共同探討建設(shè)和利用自然資源大數(shù)據(jù)的途徑和方法。作為參與單位，與自然資源部（原國土資源部）信息中心共同申報自然資源大數(shù)據(jù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心，聚焦國土資源領(lǐng)域的“復(fù)雜工程問題”。

與北京航空航天大學(xué)、北京郵電大學(xué)和北京科技大學(xué)等高校，就人才培養(yǎng)、工程教育認(rèn)證和“新工科”專業(yè)建設(shè)進行研討和交流。與達內(nèi)集團、北京百科榮創(chuàng)公司、北京博創(chuàng)公司和北京中公教育公司等企業(yè)建立培訓(xùn)和產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，引入企業(yè)實踐教學(xué)方面的師資和課程資源，聘請企業(yè)導(dǎo)師、共建實踐課程、共同指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計和合作進行項目研發(fā)，實現(xiàn)校企全面對接。安排學(xué)生參觀知名IT企業(yè)，熟悉將來的工作環(huán)境和特點。選派優(yōu)秀學(xué)生到企業(yè)實習(xí)，提前讓他們適應(yīng)企業(yè)的工作要求。

六、建設(shè)效果

我校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在開展適應(yīng)工程教育認(rèn)證要求的“新工科”建設(shè)工作以來，在就業(yè)率、學(xué)風(fēng)以及學(xué)科競賽和創(chuàng)新項目等多方面已經(jīng)開始取得初步的建設(shè)效果。

計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的就業(yè)率從2016屆的89.36%[7]，上升到2017屆的98.25%[8]和2018屆的98.31%[9]，成為中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科就業(yè)率最高的專業(yè)之一，也是學(xué)生入校后最希望轉(zhuǎn)入的專業(yè)。2017年和2018年，計算機專業(yè)的本科生獲得ACM-ICPC亞洲區(qū)域賽銀牌三枚，銅牌七枚，其中2018年獲得的香港賽區(qū)銅牌是中國地質(zhì)大學(xué)（北京）首次獲得境外的獎牌。此外，在這兩年里，計算機專業(yè)的本科生還獲得其他省部級以上學(xué)科競賽獎項三十七項，主持大學(xué)生創(chuàng)新項目二十七項，已形成了良好的學(xué)習(xí)和研究氛圍。

七、結(jié)束語

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在開展“新工科”建設(shè)項目的過程中，與工程教育認(rèn)證工作緊密結(jié)合。既深入分析自身特點和國土資源行業(yè)信息化發(fā)展的實際需求并凝練“復(fù)雜工程問題”的主要方向，又根據(jù)工程教育認(rèn)證的具體要求，在教育理念、專業(yè)課程體系、分類培養(yǎng)機制和拓展教育資源等多方面進行了探索和實踐，取得了良好的效果。

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[8]中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2017屆畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量報告[R].http：//jiuye.cugb.edu.cn/detail-ff8080815fbf7c190160a19522e80858.html.

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