重構(gòu)高校計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系
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摘要：分析了新工科背景下地方高校計算機專業(yè)現(xiàn)行的實踐教學(xué)體系存在的諸多問題，并以長春工業(yè)大學(xué)為例，總結(jié)歸納了該校在計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系改革方面的經(jīng)驗，即構(gòu)建“雙循環(huán)兩階段”控制模式的實踐教學(xué)體系；以實驗課堂為基礎(chǔ)，以競賽實戰(zhàn)為演練，通過校企合作提升綜合能力，形成校內(nèi)實踐、校外實訓(xùn)一體化平臺；通過建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，漸進式培養(yǎng)滿足社會需要的復(fù)合型人才。
關(guān)鍵詞：新工科；計算機專業(yè)；實踐教學(xué)體系；“雙循環(huán)兩階段”控制模式
一、計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系存在的問題
1．重理論輕實踐
在教育方式上，目前許多地方高校的專業(yè)設(shè)置和教學(xué)計劃仍是以應(yīng)試教育為主，教學(xué)模式單一固定，重知識，輕技術(shù)，未充分發(fā)揮學(xué)生的興趣特長，缺乏企業(yè)的熏陶教育［4］。在教學(xué)計劃中，大多數(shù)專業(yè)課的理論學(xué)時占80％以上，實驗學(xué)時不足20％。學(xué)生更加注重的是理論，是期末考試中那一紙試卷能否及格，而對于實驗課則存在相互抄襲現(xiàn)象，真正能動手編寫程序的同學(xué)并不多。面對目前學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，改革現(xiàn)有的實驗教學(xué)體系已是迫在眉睫。
2．學(xué)校教學(xué)與企業(yè)技術(shù)脫節(jié)
從學(xué)生掌握的知識結(jié)構(gòu)來講，大學(xué)畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)大多還是偏重理論，實踐能力相對較差，而計算機專業(yè)要求學(xué)生有較高的實際操作能力，導(dǎo)致許多應(yīng)屆畢業(yè)生不能馬上滿足招聘單位的用人需要，往往需要重新學(xué)習(xí)一段時間才能初步適應(yīng)企業(yè)的需求［5－6］。對于計算機學(xué)科而言，學(xué)生需要更多的是實踐能力的鍛煉。地方院校實驗課的學(xué)時有限，學(xué)生在實驗課上只能將理論課所學(xué)的內(nèi)容掌握，一旦將所學(xué)知識點綜合應(yīng)用于實踐，學(xué)生則要重新學(xué)習(xí)重新摸索，很難融會貫通。目前許多學(xué)校的實踐教學(xué)體系目標(biāo)不明確，定位不準(zhǔn)確，與企業(yè)技術(shù)脫節(jié)，不利于學(xué)生的個性發(fā)展，特色不突出，更難以滿足就業(yè)需要。
3．學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺失
學(xué)習(xí)欲望往往是從興趣中產(chǎn)生的，只有激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能夠讓學(xué)生掌握更多的知識。學(xué)生對書本上的知識多數(shù)是死記硬背，這樣的教育模式下，學(xué)生覺得課堂枯燥乏味，難以產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容不感興趣就會導(dǎo)致惡性循環(huán)，學(xué)習(xí)效果越來越差。
二、計算機專業(yè)實踐教學(xué)新體系
在新工科背景下，為了更好地解決目前實踐教學(xué)中存在的各種問題，需要重構(gòu)地方高校計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系。長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)近年來以培養(yǎng)具有行業(yè)背景知識、工程實踐能力、能勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才為目標(biāo)建立了新的實踐教學(xué)體系，以下對該體系進行具體論述。
1．遵循系統(tǒng)控制論，構(gòu)建“雙循環(huán)兩階段”控制新模式
基于新工科戰(zhàn)略，長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)構(gòu)建了“雙循環(huán)兩階段”控制新模式?！半p循環(huán)兩階段”控制模式包括質(zhì)量目標(biāo)子系統(tǒng)、實驗教學(xué)過程管理子系統(tǒng)、教學(xué)資源建設(shè)子系統(tǒng)、質(zhì)量監(jiān)測分析子系統(tǒng)，實現(xiàn)雙循環(huán)、兩階段、反向設(shè)計、教學(xué)評價的人才培養(yǎng)控制模型，從而達到了對培養(yǎng)過程教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與評價，提高了教學(xué)質(zhì)量。長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)根據(jù)學(xué)生發(fā)展、學(xué)校發(fā)展、高教形勢、工程認(rèn)證、行業(yè)產(chǎn)業(yè)的需求來制定學(xué)生的實踐教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和實踐教學(xué)指標(biāo)體系。學(xué)生在四年的學(xué)習(xí)中，可以采用“3＋1”的培養(yǎng)方式，3年校內(nèi)學(xué)習(xí)，1年校外實習(xí)的實踐教學(xué)。在實驗教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)體系制定相應(yīng)的實驗教學(xué)體系、實驗教學(xué)要求、實驗教學(xué)內(nèi)容以及實驗教學(xué)活動；同時為了更好地鍛煉學(xué)生的實踐能力，為學(xué)生制定認(rèn)識實習(xí)、企業(yè)實習(xí)、企業(yè)實訓(xùn)、頂崗實習(xí)等實踐內(nèi)容，實現(xiàn)校內(nèi)實驗和校外實踐的“兩階段”培養(yǎng)模式。長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)同時制定了教學(xué)評價體系，對學(xué)生培養(yǎng)過程進行實踐教學(xué)體系質(zhì)量的監(jiān)控和評價，保證人才培養(yǎng)過程的可控可管。通過學(xué)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)的反饋信息，不斷與企業(yè)溝通，及時反饋企業(yè)需求和學(xué)生的實踐技能信息，不斷改進實踐教學(xué)的實施方法和實施手段，達到校內(nèi)循環(huán)和校外循環(huán)的“雙循環(huán)”控制模式。
2．采用“STEAM”思想，創(chuàng)建實踐教學(xué)培養(yǎng)新機制
基于新工科戰(zhàn)略，該校創(chuàng)建了實踐教學(xué)培養(yǎng)新機制。采用科學(xué)（S）、技術(shù)（T）、工程（E）、藝術(shù)（A）、數(shù)學(xué)（M）的工程思想，創(chuàng)建實踐教學(xué)培養(yǎng)機制。實踐教學(xué)培養(yǎng)機制貫穿了“實驗（線上與線下）＋實戰(zhàn)（各類競賽）＋素質(zhì)（團隊與創(chuàng)新）”三位一體的實踐教學(xué)模式，搭建了“校內(nèi)學(xué)習(xí)＋校外實踐”一體化平臺，培養(yǎng)滿足“新工科”要求的高水平人才。（1）夯實基礎(chǔ)，實施“十百千萬”代碼工程通過“教”，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識、基本技能，使學(xué)生具有“學(xué)習(xí)能力”。實驗課程一般包括課程實驗與課程設(shè)計兩部分，在課程實驗中讓學(xué)生練習(xí)驗證性實驗和實踐性實驗，使學(xué)生更好地掌握理論知識，打好基本理論功底。課程設(shè)計為學(xué)生設(shè)計探索性的大作業(yè)，與理論課程同步，結(jié)合實際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力。在實踐教學(xué)中為了鍛煉學(xué)生的動手能力，長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)設(shè)計并實施了“十百千萬”代碼工程。代碼工程量貫穿學(xué)生四年大學(xué)生活，代碼量每日以十計，每月以百計，每年以千計，四年畢業(yè)以萬計。實驗過程中采用線上和線下相結(jié)合的方式進行教學(xué)。實驗課前，學(xué)生通過在學(xué)校網(wǎng)站上復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，進階式鍛煉編程能力；課上老師布置實驗內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況個性化輔導(dǎo)［7］，使每位學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容無疑問。（2）以賽促學(xué)，實現(xiàn)“三個一”工程通過競“賽”，使學(xué)生在競賽中學(xué)會運用知識解決實際問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的“創(chuàng)新能力”和“綜合能力”。計算機學(xué)科的競賽種類繁多，算法設(shè)計類主要以ACM－ICPC大學(xué)生程序設(shè)計競賽、數(shù)學(xué)建模、大學(xué)生高等數(shù)學(xué)競賽為主，學(xué)生通過分析題目、構(gòu)建模型、編寫程序來解決問題；綜合實踐類主要以中國大學(xué)生軟件設(shè)計大賽、“互聯(lián)網(wǎng)＋”大賽為主，學(xué)生將所學(xué)的知識融會貫通，鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用能力；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類主要以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽為主，學(xué)生通過一年的時間完成項目，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［8－9］。根據(jù)計算思維，教師選擇有代表性、針對性的題目為學(xué)生提供練習(xí)，逐步實施“三個一”工程，即一天一題、一周一賽、一月一考，以此提升實驗在教學(xué)過程中的比重和質(zhì)量。在學(xué)生培養(yǎng)方面，因材施教，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、興趣愛好為學(xué)生選擇適合參加的比賽以達到“以賽促學(xué)”的目的。（3）直面復(fù)雜工程問題，構(gòu)建校企合作實訓(xùn)模式通過校企合作的實“踐”，使學(xué)生具有“實踐能力”。從崗位需求和職業(yè)能力需求出發(fā)，該校與公司共建校企合作實習(xí)基地，形成“項目導(dǎo)引、雙導(dǎo)師制、混合教學(xué)”的校企合作模式，按照畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)實訓(xùn)、頂崗實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計四個環(huán)節(jié)的不同特點，案例化企業(yè)項目，進行校內(nèi)外實踐教學(xué)的一體化設(shè)計，為學(xué)生提供了有效的職業(yè)過渡。校企合作培養(yǎng)模式將行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)、業(yè)界名優(yōu)企業(yè)或行業(yè)協(xié)會納入合作伙伴，并建立校外實訓(xùn)教學(xué)基地，搭建了穩(wěn)定的校外人才培養(yǎng)平臺，將學(xué)生就業(yè)與企業(yè)進行有效銜接，加強了理論教學(xué)的針對性和實踐教學(xué)的工程實踐性［10－11］。
3．新工科背景下，打造教學(xué)新質(zhì)量
基于新工科戰(zhàn)略，打造教學(xué)新質(zhì)量，長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)構(gòu)建了實踐能力培養(yǎng)體系。該體系以學(xué)科競賽為紐帶，以校企聯(lián)合培養(yǎng)為平臺，改革了現(xiàn)行計算機專業(yè)實驗教學(xué)體系及實驗教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建起科學(xué)的學(xué)科競賽內(nèi)涵體系，使“教、賽、踐”緊密聯(lián)系并互動。采用激發(fā)式教育，以競賽激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，達到“以賽促學(xué)，賽教融合”的目的，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、綜合能力、實踐應(yīng)用能力，使學(xué)校和企業(yè)之間“零距離”。
4．建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，為培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才提供新環(huán)境
（1）建設(shè)一支“工匠＋大師”師資隊伍樹立“以師為本”的理念，以夯實專業(yè)發(fā)展的根基，從多元化角度出發(fā)，建立聯(lián)動化管理體系，以促進教師隊伍的可持續(xù)發(fā)展；樹立“旗手”意識，以構(gòu)筑良好的師資梯隊，團隊老、中、青教師結(jié)合，以中青年教師為骨干，年齡結(jié)構(gòu)分布均衡、職稱結(jié)構(gòu)梯度合理、學(xué)緣結(jié)構(gòu)類別多樣（地域廣闊、層次高位）；建立從“工匠精神”到“大師風(fēng)范”的轉(zhuǎn)型程序，以完成中、青年教師從“能教”到“善教”的蛻變；充分利用名師、優(yōu)秀教師、名師工作室等社會影響力，為師生營造充滿正能量的教學(xué)環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍。（2）基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”，建設(shè)“線上線下”混合教學(xué)資源庫在“互聯(lián)網(wǎng)＋”以及大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）時代，線上線下混合教學(xué)成為一種更受歡迎的新教學(xué)模式。該校以國家級規(guī)劃教材為源泉，以在線開放課程為示范，以開放的精品課網(wǎng)站為內(nèi)容，搭建了“教、學(xué)、練、賽、判”一體化智能導(dǎo)學(xué)平臺，將傳統(tǒng)教學(xué)資源與數(shù)字化教學(xué)資源結(jié)合，打造計算機專業(yè)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源庫平臺，并形成了科學(xué)性、規(guī)范性、先進性、完備性、開放性的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫，滿足了優(yōu)質(zhì)人才培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
5．建立新實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，充分保證人才培養(yǎng)質(zhì)量
為保證人才培養(yǎng)質(zhì)量，長春工業(yè)大學(xué)以系統(tǒng)理論的概念和方法為依據(jù)，建立了體制化、結(jié)構(gòu)化、持續(xù)化的實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。新實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系采用外部評價和自我評價相結(jié)合的方法，外部評價采用學(xué)生評價、同行評價、各級領(lǐng)導(dǎo)評價、校院督導(dǎo)組評價等多種評價機制；自我評價則是教師對本人課程教學(xué)質(zhì)量或其他教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量進行自我分析與總結(jié)評價。新的質(zhì)量監(jiān)控體系形成了一個互相協(xié)調(diào)、互相促進的教學(xué)質(zhì)量管理系統(tǒng)。
三、結(jié)語
在新工科背景下，長春工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)應(yīng)用“雙循環(huán)兩階段”控制模式實踐教學(xué)體系極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、綜合能力和實踐能力，激勵了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，夯實了學(xué)生編程基礎(chǔ)，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；同時在不斷探索教學(xué)方法和完善教學(xué)資源的過程中，教師的教學(xué)和科研水平均得到了大幅提高。隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，高校計算機專業(yè)的實踐教學(xué)體系及教學(xué)方法也應(yīng)不斷探索和改進，以期緊跟發(fā)展步伐，培養(yǎng)出更多高素質(zhì)高水平人才。
作者：潘超 肖巍 王濤 王紅梅 單位：長春工業(yè)大學(xué)