新工科背景下計算機類專業(yè)教育創(chuàng)新探索與實踐

摘 要：加強新工科建設(shè)是我國在應(yīng)對“科技改革、產(chǎn)業(yè)升級”浪潮背景下的一個重要選擇及戰(zhàn)略目標(biāo)。在此背景下計算機類專業(yè)教育工作的改革與創(chuàng)新直接影響到專業(yè)人才的培養(yǎng)及發(fā)展。對此，教師可探討現(xiàn)今我國各地高校計算機類專業(yè)教育工作中存在的一些問題，然后基于創(chuàng)新改革的戰(zhàn)略體系下，通過教學(xué)思想、教育內(nèi)容、教育手段等方面總結(jié)出一系列改革、創(chuàng)新路徑，同時探討新工科背景下計算機類教育創(chuàng)新模式的具體應(yīng)用與實踐路徑。

關(guān)鍵詞：新工科;計算機;創(chuàng)新探索

中圖分類號：G64? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）16-0006-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.16.002

基于新工科背景下，計算機專業(yè)教育工作必須要加強學(xué)生的實踐能力訓(xùn)練，并促進(jìn)學(xué)生的全方位發(fā)展，確保其能夠朝著應(yīng)用型、復(fù)合型、專業(yè)型等方向轉(zhuǎn)變，由此能夠讓整個計算機專業(yè)的教育質(zhì)量持續(xù)性提升。所以，在本文的研究中，筆者結(jié)合計算機專業(yè)教育創(chuàng)新的具體實踐及探索應(yīng)用展開研究，希望能夠逐步提高專業(yè)人才的創(chuàng)新能力與應(yīng)用能力。

一、我國計算機類專業(yè)教育工作存在的問題

（一）教育思想相對滯后

根據(jù)2018年聯(lián)合國教科文組織的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：全球高等院校的教育機制正在出現(xiàn)全面變革與創(chuàng)新，同時朝著國際化、信息化、多元化的方向轉(zhuǎn)變。由于高等工程教育屬于高等教育的一個重要構(gòu)成要素，在朝著改革、創(chuàng)新等方向發(fā)展的過程中，則需要瞄準(zhǔn)未來市場的發(fā)展方向。對此，在2019年5月之后，我國教育部全面實施新工科建設(shè)戰(zhàn)略，相繼頒布了《針對全面實施新工科研究與實踐的相關(guān)意見》《全面開展新工科研究及實踐活動的具體通知》等文件條例。但在我國大部分高校的計算機專業(yè)教學(xué)工作中，很多教師的教學(xué)思想相對傳統(tǒng)，一些觀點過于保守，缺乏創(chuàng)新意識及突破能力。而且，還有一些教師完全忽視行業(yè)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用現(xiàn)狀，依舊強調(diào)實驗型、測試型的教學(xué)內(nèi)容，不能從全局上開展教學(xué)活動，這對于培養(yǎng)及提升學(xué)生的實踐能力是非常不利的。而且，在這種情況下，也會讓學(xué)生過于看重考試分?jǐn)?shù)，卻忽視了實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。由此來看，基于這一教學(xué)理念的影響下，“教”和“學(xué)”都與新工科建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)完全相背離，這也是為何大部分學(xué)生進(jìn)入職場之后感到非常迷茫、無所適從的一個主要原因。

（二）不同實驗項目之間缺乏關(guān)聯(lián)性

對于計算機專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容來說，其具備相對獨特的知識結(jié)構(gòu)與課程機制，不同的課程內(nèi)容之間存在明顯的相關(guān)性，一般能夠體現(xiàn)出前后承接等特點。不過由于不同課程之間的實驗教學(xué)、實踐應(yīng)用等保持一定的獨立性，而且缺乏銜接性的訓(xùn)練，導(dǎo)致在課堂教學(xué)中，教師僅僅將教學(xué)內(nèi)容局限于某個知識點中，不利于學(xué)生綜合能力的鍛煉與提升。從現(xiàn)實角度來看，在計算機專業(yè)的課程體系中，不管是哪一個實驗型項目，都涉及不同學(xué)科的知識點，必須要將其全面融合方可順利地解決這一教學(xué)任務(wù)，對此必須要加強學(xué)生系統(tǒng)性的訓(xùn)練與專業(yè)化的實驗。

（三）教學(xué)模式過于生硬、單一

傳統(tǒng)的計算機專業(yè)教學(xué)過于看重理論知識的灌輸與講解，但是卻不注重學(xué)生分析能力、實踐能力、應(yīng)用能力的鍛煉與提升。比如，在一些實驗課堂中，一般要求學(xué)生根據(jù)實驗步驟進(jìn)行一步步操作，不看重實驗過程的分析，只關(guān)注實驗結(jié)果。導(dǎo)致學(xué)生養(yǎng)成了依葫蘆畫瓢的習(xí)慣，到最后雖然完成了實驗任務(wù)，但是卻不理解其中的實驗原理，這種情況下對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐思維是非常不利的，以至于在實際工作中不能讓學(xué)生靈活地運用已經(jīng)掌握的理論知識去解決實際問題。

（四）缺乏實踐教學(xué)資源

我國一些高校的計算機實訓(xùn)實驗平臺建設(shè)依舊相對落后，導(dǎo)致實訓(xùn)環(huán)境不理想，缺乏所需要的實訓(xùn)設(shè)備、教學(xué)質(zhì)疑等。再加上部分學(xué)校和企業(yè)的互動相對缺乏，導(dǎo)致校外實訓(xùn)的次數(shù)和機會偏少，而且實訓(xùn)內(nèi)容過于繁瑣，缺乏專業(yè)性指導(dǎo)，不利于學(xué)生實踐能力的深度提升。

（五）專業(yè)人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，社會對計算機行業(yè)人才的需求也出現(xiàn)了新變化和新要求，對各類計算機專業(yè)人才的需求逐漸增大。高校的計算機專業(yè)招生數(shù)量也較多，持續(xù)向社會輸送畢業(yè)生。但是，在就業(yè)市場上存在畢業(yè)生難以找到專業(yè)對口的工作崗位，而用人單位難以找到合適的計算機專業(yè)人才的“兩難”問題。尋找引起“兩難”問題的原因會發(fā)現(xiàn)，高校對計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)存在與社會實際需求嚴(yán)重脫節(jié)的情況，也就是說，一些高校培養(yǎng)的計算機類專業(yè)畢業(yè)生不符合社會對創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的需求，從而使得學(xué)生在就業(yè)時不具備競爭優(yōu)勢。所以，高校計算機專業(yè)教師需要了解社會對該專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)能力要求，從而培養(yǎng)符合社會實際需求的計算機專業(yè)人才。

二、新工科背景下計算機類專業(yè)教育創(chuàng)新探索與實踐

（一）改變教學(xué)思維

與傳統(tǒng)的工科教育工作相對比，新工科人才培養(yǎng)更加注重應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力等，這也是解決一些復(fù)雜工程所需要具備的重要素質(zhì)。很多高校的計算機專業(yè)教師滿足于對學(xué)生基礎(chǔ)知識的傳授，對學(xué)生的創(chuàng)新思維和素質(zhì)培養(yǎng)比較少。對此，高校計算機專業(yè)教學(xué)工作必須要突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，遵循以生為本原則，給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自主選擇權(quán)，允許他們根據(jù)自己的興趣愛好及擅長的方面選擇一個方向開展自主性學(xué)習(xí)，并注重對學(xué)生編程能力、融會貫通能力、終身學(xué)習(xí)能力、職業(yè)適應(yīng)能力等多種能力的發(fā)展，將學(xué)生培養(yǎng)成專業(yè)能力強、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)性強的復(fù)合型人才。教師要充滿危機感和緊迫感，在本專業(yè)中組建強有力的教學(xué)團(tuán)隊，定期召開研討會，討論日常教學(xué)和項目實訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)的問題，討論改進(jìn)教學(xué)和實訓(xùn)方法與措施。同時，教師還要深入企業(yè)和工業(yè)界，與工程師展開同行交流與溝通，學(xué)習(xí)其科研與教學(xué)經(jīng)驗，積累工程開發(fā)實踐經(jīng)驗，將實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為教學(xué)能力，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和實效。FEB82C28-6EA0-4AD2-82AF-7369B51EC30A

另外，教師還要結(jié)合國際計算機行業(yè)的最新發(fā)展趨勢和同步的發(fā)展要求，對學(xué)生進(jìn)行針對性的培養(yǎng)，讓學(xué)生具備更新知識的意識，時刻保持學(xué)習(xí)新知識的狀態(tài)，能夠把握行業(yè)最新動態(tài)，樹立持續(xù)發(fā)展觀，確保大學(xué)生在畢業(yè)時的專業(yè)能力不僅能夠滿足解決復(fù)雜計算問題的標(biāo)準(zhǔn)，還要掌握先進(jìn)理論，懂分析、懂設(shè)計，學(xué)會和掌握整合社會、倫理、道德、法律等方面的相關(guān)要素，成為專業(yè)能力強、職業(yè)素質(zhì)好、人際交往能力良好的綜合型人才。只有教師改變教學(xué)思維，不囿于課堂教學(xué)的范疇，以積極、開放的心態(tài)進(jìn)行知識更新、經(jīng)驗積累與教學(xué)實踐能力轉(zhuǎn)化，給予學(xué)生更多的選擇權(quán)，提供專業(yè)的引導(dǎo)與幫助，才能夠培養(yǎng)更多專業(yè)能力過硬、創(chuàng)新實踐能力強、能迅速上手、符合企業(yè)要求的專業(yè)人才。

（二）加強教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新與改革

基于新工科建設(shè)背景下，必須要以技術(shù)指導(dǎo)為切入點，確保學(xué)生掌握的理論知識與實踐應(yīng)用全面融合。若要改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中不同學(xué)科“各自為政”的現(xiàn)象，必須要加強整個課程機制的同步設(shè)計與整體規(guī)劃，由此來導(dǎo)入一些交叉性、綜合性的實驗內(nèi)容，讓學(xué)生在綜合性實驗中提高綜合學(xué)習(xí)能力與實踐能力，增強對各學(xué)科知識的理解與認(rèn)知。例如，創(chuàng)建一個綜合性的大型計算工程，使其與整個專業(yè)的知識全面聯(lián)系在一起，當(dāng)學(xué)生完成這一項目之后能夠全面掌握所有的知識點，這就好比是通過拼圖創(chuàng)建一個大圖片一樣，能夠幫助學(xué)生逐步提高知識的整體把握能力，促使其工程思維、設(shè)計理念等不斷提升。

教師可通過借鑒西方國家CDIO工程型人才培養(yǎng)的優(yōu)秀教育經(jīng)驗，改變傳統(tǒng)的課程機制，創(chuàng)建以“針對性、多樣性”為特征的課程教學(xué)框架，對其中所有的知識進(jìn)行整合優(yōu)化。教師可結(jié)合教學(xué)大綱的培訓(xùn)要求，對學(xué)生的綜合素質(zhì)提出不同階段的考核標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)一步取締不同課程之間的界限，把不同的教學(xué)活動劃分在一起，然后分割成不同的模板，并對應(yīng)不同的培養(yǎng)教育目標(biāo)。在學(xué)生對其中的一個模板進(jìn)行學(xué)習(xí)及掌握之后即可獲得相關(guān)知識與技能。利用不同模塊的整合，能夠?qū)⒉煌哪繕?biāo)全面聯(lián)系在一起，由此能夠真正地改變傳統(tǒng)人才培養(yǎng)的尷尬現(xiàn)狀，將以培養(yǎng)學(xué)生能力為主導(dǎo)的教學(xué)理念廣泛滲透到日常教學(xué)活動中。

值得注意的是，在計算機專業(yè)教學(xué)工作中，由于課程內(nèi)容比較復(fù)雜，不僅涉及基礎(chǔ)課程、硬件課程，而且還涉及軟件課程等。對于基礎(chǔ)課程來說，一般是指計算機科學(xué)理論、程序設(shè)計、離散教學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等;對于硬件課程來說，一般是指計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機組成原理、微機接口技術(shù)等;對于軟件課程來說，一般是指操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫知識、算法解析等。利用不同課程內(nèi)容的整合，按照課程教學(xué)的方向進(jìn)行各個階段的教學(xué)大綱設(shè)計，將培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐技能融入不同的教學(xué)階段中，由此來幫助學(xué)生掌握“程序設(shè)計”“問題求解”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等方面的知識。

（三）運用全新型的教學(xué)模式

在計算機專業(yè)教學(xué)工作中，實驗課程的設(shè)置是非常重要的，當(dāng)教師在為學(xué)生進(jìn)行實驗演示期間，需要鼓勵學(xué)生進(jìn)行求證分析。不過根據(jù)傳統(tǒng)的教學(xué)流程來看，存在過于僵硬的特點，這對于培養(yǎng)學(xué)生的自主能力是非常不利的。對此，教師必須要加強實驗方案的創(chuàng)新與改革，通過增設(shè)一些綜合性的實驗知識，逐步提高驗證性實驗的難度，由此來幫助學(xué)生的自主能力獲得提升。關(guān)于教學(xué)模式的應(yīng)用來說，教師需要引入探討型、案例分析型、問題思考型等教學(xué)方法，確保教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)的前沿技術(shù)全面融合，促使教學(xué)手段的不斷創(chuàng)新與改革。

在我國一些高等計算機專業(yè)院校中，一些教師通過分析學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、基本能力等，幫助學(xué)生在調(diào)整學(xué)習(xí)習(xí)慣的基礎(chǔ)上，運用驗證型實驗鼓勵學(xué)生對某一計算機項目進(jìn)行實踐應(yīng)用。在此期間，需要接受一些“面向過程程序設(shè)計”的相關(guān)概念，然后利用案例講解，促使學(xué)生的理解能力大大提升。在上機操作期間，還需要讓學(xué)生掌握完成整個驗證性實驗項目的具體流程，首先鼓勵學(xué)生模仿操作，接下來將一些有用的環(huán)節(jié)整合在一起，并設(shè)計一些有難度的問題，鼓勵學(xué)生進(jìn)行思考或者通過小組討論的方式去尋找答案。在此期間，能夠培養(yǎng)學(xué)生的集體精神，促使其實踐應(yīng)用能力大大提升。

（四）加強校企合作培養(yǎng)模式的應(yīng)用

在高校計算機專業(yè)教學(xué)中，學(xué)校為了增強IT技能人才的培養(yǎng)質(zhì)量，必須要構(gòu)建校企合作路徑。利用專業(yè)、合適的校企合作“產(chǎn)學(xué)研”教學(xué)機制，能夠為社會發(fā)展、企業(yè)創(chuàng)新等培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新性及實踐性人才，同時也能夠借助于企業(yè)人力資源、專業(yè)設(shè)備等創(chuàng)建一個專業(yè)的實踐基地，由此能夠大大地降低人才培養(yǎng)成本。在此期間，企業(yè)利用人才的導(dǎo)入，也能夠在高校高水平科研團(tuán)隊的輔助下實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的升級與改革。

具體來說，校企合作IT專業(yè)人才的培養(yǎng)機制涉及四大內(nèi)容：（1）校企合作保障制度的制定;（2）高校和企業(yè)全面創(chuàng)建IT人才培養(yǎng)機制;（3）全面實施校企合作IT人才培養(yǎng)戰(zhàn)略;（4）加強校企合作培養(yǎng)IT人才的評價機制的創(chuàng)新與改革。

例如，與著名IT企業(yè)開展人才培養(yǎng)合作計劃，能夠讓校內(nèi)外的教學(xué)流程全面融合，促使校企產(chǎn)學(xué)研水平的不斷提升，并且這也是新工科建設(shè)背景下各大高校計算機專業(yè)開展實踐教學(xué)的一個重要路徑。通過數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在我國廣西當(dāng)?shù)氐挠嬎銠C企業(yè)發(fā)展過程中，通過導(dǎo)入校企辦學(xué)合作模式，已經(jīng)有46家企業(yè)相繼加入，在整個行業(yè)的發(fā)展中能夠充分挖掘地方高校在智能信息處理、大數(shù)據(jù)計算等方面的專業(yè)優(yōu)勢，并且借助于企業(yè)在軟件設(shè)計、產(chǎn)業(yè)研發(fā)等方面的優(yōu)秀經(jīng)驗，共同促進(jìn)項目的協(xié)同創(chuàng)新，為縮短高?？蒲谐晒霓D(zhuǎn)化周期帶來了很大的幫助與支持。

（五）加強職業(yè)素質(zhì)和技能培養(yǎng)

針對高校計算機專業(yè)畢業(yè)生不能適應(yīng)社會需求的問題，高校需要將專業(yè)教學(xué)與企業(yè)需求相結(jié)合，對學(xué)生加強職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)與職業(yè)技能培訓(xùn)，培養(yǎng)符合企業(yè)需要的復(fù)合型人才。首先，教師要深入企業(yè)，開展調(diào)查研究，摸清企業(yè)對畢業(yè)生在專業(yè)能力與職業(yè)素質(zhì)方面的實際需求，制定具有針對性的教學(xué)方案，對學(xué)生加強專業(yè)技能訓(xùn)練、職業(yè)生涯規(guī)劃教育和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成教育，使學(xué)生被培養(yǎng)成符合企業(yè)實際需求的人才。其次，教師要注重對學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生經(jīng)常參加實際的工程實踐活動，增強由理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的能力。最后，教師可以給學(xué)生講述實際工作中可能會遇到的問題和矛盾，并進(jìn)行案例分析，提高學(xué)生對職業(yè)和日常工作的認(rèn)知，為他們走上工作崗位做好思想準(zhǔn)備，增強職業(yè)敏感性和洞察力，培養(yǎng)合格的復(fù)合型專業(yè)人才。

三、結(jié)語

總而言之，在新工科建設(shè)背景下，要加強計算機專業(yè)教育事業(yè)的發(fā)展，必須注重培養(yǎng)學(xué)生的自主能力，并且通過課內(nèi)外教學(xué)知識的全面融合，利用實踐基地的創(chuàng)建與改革，通過理論知識與實踐應(yīng)用的全面融合，為培養(yǎng)出更多高素質(zhì)應(yīng)用人才明確方向，由此能夠真正地為促進(jìn)我國計算機專業(yè)教育事業(yè)的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯 胡雅君]

作者簡介：李宏博（1982.1— ），男，漢族，黑龍江大慶人，副教授，研究方向：大數(shù)據(jù)管理。FEB82C28-6EA0-4AD2-82AF-7369B51EC30A