能力牽引的計(jì)算機(jī)類工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系

常亮

[摘 要] 針對(duì)計(jì)算機(jī)類不同專業(yè)人才培養(yǎng)同質(zhì)化、學(xué)生培養(yǎng)與社會(huì)需求脫節(jié)、畢業(yè)生實(shí)踐創(chuàng)新能力不足等問(wèn)題，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)類專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。將計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力貫穿計(jì)算機(jī)類五個(gè)專業(yè)的課程體系中;圍繞實(shí)踐創(chuàng)新能力，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、校企協(xié)同、科創(chuàng)競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)四個(gè)方面構(gòu)建“一體四翼”實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐結(jié)果表明，該人才培養(yǎng)體系滿足了信息化時(shí)代對(duì)計(jì)算機(jī)類人才培養(yǎng)的要求。

[關(guān)鍵詞] 計(jì)算機(jī)類專業(yè);人才培養(yǎng)體系;計(jì)算思維能力;系統(tǒng)能力;實(shí)踐創(chuàng)新能力

[基金項(xiàng)目] 2019年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目“數(shù)字經(jīng)濟(jì)視野下計(jì)算機(jī)類專業(yè)新工科建設(shè)的研究與實(shí)踐”（2019JGZ118）

[作者簡(jiǎn)介] 常 亮（1980—），男，貴州赫章人，博士，桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事數(shù)據(jù)與知識(shí)工程、隱私保護(hù)等研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）20-0129-04? ? ? [收稿日期] 2021-01-16

一、引言

計(jì)算機(jī)類專業(yè)為信息社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)了大批專業(yè)人才。隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算系統(tǒng)不斷呈現(xiàn)出新的特征，對(duì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的人才培養(yǎng)提出新的要求和挑戰(zhàn)。第一，如何避免不同高校、不同專業(yè)人才培養(yǎng)的同質(zhì)化，滿足信息化時(shí)代對(duì)人才差異化和人才多樣性的需求。第二，如何厘清人才培養(yǎng)的主線，抓住人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，讓培養(yǎng)的畢業(yè)生滿足不斷變化的社會(huì)需求。第三，如何讓計(jì)算機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生具有更強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力，成為時(shí)代的弄潮兒，引領(lǐng)信息化和數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展。

針對(duì)以上三個(gè)問(wèn)題，結(jié)合桂林電子科技大學(xué)的特點(diǎn)，我們對(duì)計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院的五個(gè)計(jì)算機(jī)類專業(yè)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)類專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，并在辦學(xué)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，該人才培養(yǎng)體系效果顯著。

二、構(gòu)建人才培養(yǎng)體系的總體思路

構(gòu)建五個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)體系時(shí)，我們以工程教育專業(yè)認(rèn)證的“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”三大理念為指導(dǎo)思想，首先根據(jù)社會(huì)和行業(yè)需求以及學(xué)校定位和辦學(xué)條件等確定各個(gè)專業(yè)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，將不同的培養(yǎng)目標(biāo)映射到不同的畢業(yè)要求上，進(jìn)而構(gòu)建出各個(gè)專業(yè)不同的課程體系。

5個(gè)專業(yè)的共同之處都是以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力作為核心[1]。由于這五個(gè)專業(yè)都是依托計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科進(jìn)行建設(shè)，因此在總體上采納了《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)》中提出的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才的4個(gè)基本能力[2]。根據(jù)實(shí)際辦學(xué)情況，我們對(duì)這4種基本能力重新進(jìn)行定義。而且，由于5個(gè)專業(yè)所面臨的人才培養(yǎng)問(wèn)題空間不同，這4種能力在5個(gè)專業(yè)上又會(huì)體現(xiàn)出不同的要求。此外，由于網(wǎng)絡(luò)空間安全是我們重點(diǎn)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)學(xué)科，因此，將“安全”作為一個(gè)特色基因融入對(duì)系統(tǒng)能力的定義中，進(jìn)而同時(shí)體現(xiàn)到5個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中。除了上述4種能力外，我們還特別強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、以四種能力培養(yǎng)為主線構(gòu)建課程體系

構(gòu)建課程體系時(shí)，除了按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念從畢業(yè)要求出發(fā)來(lái)考量外，我們特別強(qiáng)調(diào)將計(jì)算思維能力、算法設(shè)計(jì)與分析能力、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力的培養(yǎng)貫穿到課程體系中。

計(jì)算思維在推動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育從“工具論”向“思維論”轉(zhuǎn)型的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，但到目前為止，人們并未就計(jì)算思維的定義與內(nèi)涵達(dá)成一致[3-6]。構(gòu)建5個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)體系時(shí)，我們考慮的計(jì)算思維能力主要包括兩個(gè)方面：首先，讓“對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象—形式化表示—算法求解—分析評(píng)估”成為學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)習(xí)慣性的思維模式;其次，讓學(xué)生在問(wèn)題的符號(hào)表示、問(wèn)題求解過(guò)程的符號(hào)表示、邏輯思維、抽象思維、形式化證明、建立模型、實(shí)現(xiàn)類計(jì)算、實(shí)現(xiàn)模型計(jì)算8個(gè)方面具備相應(yīng)的能力[5]。

算法設(shè)計(jì)與分析能力指具備算法意識(shí)，能夠?qū)Τ橄蠼：蟮膯?wèn)題設(shè)計(jì)求解算法，并能對(duì)算法的可行性和效率進(jìn)行分析。這個(gè)要求對(duì)應(yīng)《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才專業(yè)能力構(gòu)成與培養(yǎng)》中定義的算法設(shè)計(jì)與分析能力的前4個(gè)能力點(diǎn)。

程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力指掌握適當(dāng)?shù)木幊陶Z(yǔ)言和相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)思想與方法，能夠編寫優(yōu)質(zhì)的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)算法。程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的基本功。計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生除了能夠使用合適的語(yǔ)言編寫程序之外，更要深入理解編程語(yǔ)言背后的分析和設(shè)計(jì)方法。

系統(tǒng)能力指能夠以系統(tǒng)的觀點(diǎn)并站在系統(tǒng)的全局去認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)建、優(yōu)化和使用[2]。系統(tǒng)能力分為系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)應(yīng)用能力。此外，我們要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用中充分考慮系統(tǒng)安全。

培養(yǎng)學(xué)生以上4種能力的目標(biāo)是支撐學(xué)生能夠解決復(fù)雜的工程問(wèn)題。對(duì)于我們考慮的5個(gè)專業(yè)來(lái)說(shuō)，由于每個(gè)專業(yè)所需解決的復(fù)雜工程問(wèn)題不同，因此，在對(duì)每種能力要求的具體內(nèi)容和程度上又有所不同，這些不同又進(jìn)一步體現(xiàn)到課程設(shè)置上。

針對(duì)4種能力培養(yǎng)，5個(gè)專業(yè)所設(shè)置的核心課程如表1所示。部分課程在5個(gè)專業(yè)中全部開設(shè);在此基礎(chǔ)上，各個(gè)專業(yè)再根據(jù)各自需要增開其他課程。需要指出的是，表中列出的每門課程不是只用于培養(yǎng)相應(yīng)的一種能力，而只是放到支撐強(qiáng)度最大的一個(gè)能力上。

四、“一體四翼”構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)踐創(chuàng)新能力要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)創(chuàng)造性地解決實(shí)際問(wèn)題。圍繞該核心，我們以實(shí)驗(yàn)教學(xué)、校企協(xié)同、科創(chuàng)競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)4個(gè)方面為著力點(diǎn)，構(gòu)建“一體四翼”實(shí)踐教學(xué)體系，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。