计算机类专业应用型人才培养模式的研究与实践

2013-07-23张坤，唐琳

沈阳大学学报(社会科学版) 2013年2期

张坤，唐琳

（大连理工大学城市学院计算机工程学院，辽宁大连 116600）

教育部《普通高等学校独立学院教育工作合格评估指标体系》中明确指出：独立学院应确立“培养具有创新精神和实践能力的应用型人才的目标定位”。目前我国本科层次应用型人才培养模式上的积弊主要是大学本科毕业生与社会对应用型人才的要求之间的较严重脱节，因此我们对计算机类专业应用型人才的培养模式进行了认真的研究与实践。

提出了“分类分层次、面向专业应用需求、启发自主互动多模式学习、网络立体化教与学、重视实践、培养创新意识”的教学理念，全面改革每一个教学环节，充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神，保证教学的实用性、先进性和前瞻性。将建设的重点放在以下几个方面进行改革与实践。

一、转变培养模式

通过制定、修订计算机类专业应用型人才的培养计划和教学大纲，推动CDIO 工程教学理念的运用，变“学科本位”的培养模式为“能力本位”的培养模式。

CDIO 代表构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运作（operate）。CDIO 工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力［1］，此能力不仅包括个人的学术知识，而且包括学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。它是“做中学”和“基于项目教育和学习”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表达。这个模式不仅继承和发展了欧美20多年以来的工程教育改革的理念，更重要的是还提出了系统的能力培养、实施指导，以及实施过程和结果检验的12 条标准，具有很强的可操作性。

例如，12条标准中的第5 条，要求课程设置要包括两个或更多设计——制作实践项目［2］，这种实践项目最好来自于产业第一线，是企业真正需要解决的问题和真刀真枪的项目，而不是“假题真做”。

对学生的评价也和传统的教育模式不同。在第11标准中，传统的课堂教学是由任课教师通过理论考试来考评学生。CDIO 模式是能力本位的培养模式，是根本有别于学科知识本位的培养模式。评价的方式要多样化，而不只是闭卷理论考试。

二、加强教学平台建设

构建“四平台加一模块”的课程体系，构建多层次、立体化的计算机类专业课程群，加强教学平台建设。

将整个课程体系划分为通识课平台、学科基础课平台、专业基础课平台、专业课平台以及专业方向模块。通识课全校统一，学科基础必修课学科门类内统一，专业基础必修课在二级学科类内统一，相对拓宽和强化了基础；专业必修课在专业内统一，同时面向专业应用需求，精选专业方向课程，强化和精炼了专业，保证了教学的实用性，为学生的顺利就业奠定了良好的基础。

以构建计算机类课程群大环境作为教学改革的基础，分类分层次、面向专业应用需求，构建多层次、立体化的计算机类专业课程群。注重课程之间内容的衔接，把提高学生的计算机应用能力作为教学目标，比如改革以后的“C 语言程序设计”“C＋＋程序设计”“数据结构”三门课程就是一个典型的内容衔接合理的课程群实例。把提高学生的计算机应用能力作为教学目标，适应不同专业不同层次学生的需求，将专业、课程和学生划分为多类别多层次，在此基础上构建了一个全新的课程群，并以精品课程建设带动了课程体系不断发展。因材施教，实施多元化人才培养方案，一门课程可以多套大纲，既可保证大面积教学质量，又使优秀学生脱颖而出，如计算机科学与技术专业2012届考研率已达到11%。在教学过程中，我们采用了如下教学方法和教学手段：

（1）建立“与生活联系起来”的深入浅出讲解模式［3］，提高学生学习兴趣。以操作系统课程为例进行说明。操作系统课程理论性强，有些概念比较抽象，在多年的操作系统教学与实践中，我们发现操作系统的许多原理本来就来源于生活。如死锁与交通堵塞的类似性；层次结构与人类上层建筑的类似性等。通过把这些人类生活中常见的机制引入到教学中进行类比分析，使枯燥的操作系统原理变得生动有趣，我们针对一些重要概念制作了flash演示程序，如生产者消费者问题，进程同步，银行家算法等，提高学生的学习兴趣。

（2）教学方法“以人为本”，启发与互动多模式学习，激励个性化学习。“网络互联设备”课程中，在讲授网络拓扑结构时，带领学生到学校的网络中心进行参观；学习交换机、路由器配置时，采用示范教学方式，让学生对课程内容有一个直观的认识。

激励个性化学习，对比较优秀的学生，鼓励他们独立思考，比如“操作系统”课程，学生可以自由组合，或者对Linux内核进行分析，或者开发嵌入式系统，或者开发操作系统模块，在学期末完成一个研究报告，并计入平时成绩。

由于独立学院的学生普遍表现出思维灵活、乐于接受新生事物、乐于动手的特质，于是在教学过程中可以根据课程内容的需要，适当穿插一些与教学内容相关的实际案例。我们在程序设计类课程教学中采用了案例教学法。该方法要求教师先设计案例，然后，教师和学生一起分析讨论，由案例引出新的知识点，教师再根据案例的情景要求讲解新的知识点。那么，什么是案例呢？通常，教学案例并不是简单的举例，它应该具有系统性、针对性、可实践性。案例所涉及的知识点要能涵盖课程的绝大部分知识。

（3）实现网络立体化教与学，灵活运用现代化教学平台，提高教学质量。为了提高学生的学习积极性和主动性，主要从以下几个方面不断加强教学平台建设：

①多媒体课件建设［4］。开发出多门课程的多媒体课件，覆盖计算机类专业的所有班级。多媒体课件的使用优化了课堂教学方法，将深奥的理论，如“计算机网络”课程中的路由协议工作原理变成生动的“视听＋图文”过程，既容易理解又记忆深刻，提高了课堂教学效率和课堂教学质量。

②网络辅助教学资源建设。多门专业核心课的课件、习题全部放在校园网的FTP 网站上，通过电子邮件向学生提供课外辅导渠道等，建立课程QQ 群、毕业设计QQ 群，实现在线答疑，为学生课后学习提供有利的帮助。利用网络辅助教学，弥补了现有课堂教学之不足，创建了新型教学结构，适合于水平各异，学习状况参差不齐的学生，为师生提供极大的便利，有助于学生自学，激发学习热情。

③试题库建设。完善了C 语言试题库建设，目前题库以国家二级考试试题为蓝本，并提供在线测试，方便教师和学生使用。

三、外文原版教材授课试点

针对计算机类专业的新技术文献大量为英文资料的特点，从2006年开始起就积极推进原版教材的使用。“操作系统”课程选用了在国际上久负盛名的操作系统圣经—“恐龙书”英文原版作为教材，采用双语教学，并多次更新版本，保证了教学内容的先进性和前瞻性。根据学生的不同层次制作了三类课件：中文、英文、中英文混合，并上传到学院的FTP网站上，供学生课外学习使用。作业及其解答由英文完成，鼓励学生用英文写读书笔记。比如每一章后面的summary是对这一章内容的总结，是对主要知识点的回顾，我们以提问的形式让同学们在课堂上阅读英文，然后提出自己的理解。

在授课过程中，使用中英混合课件，对概念难于理解的部分用中文解释，提高了学生阅读专业英文文献的能力。学生的教学质量测评效果为优秀，课程组平均分在分院名列前茅。

四、加强高质量系列教材建设

编写适应于应用型人才培养模式的教材，教材内容要“与时俱进”，将主流技术、主流产品及时纳入教材，使教材紧跟行业发展。近年来在清华大学、北京邮电大学、大连理工大学等出版社共出版了多本教材，构建起计算机应用型人才培养的系列化教材。教材包括主教材、辅助教材、电子教案，始终把握好计算机技术发展与教材更新速度的关系，受到兄弟学校欢迎。部分教材和著作如表1所示。

表1 已出版教材和著作

五、建立实践教学的考核体系

改革实验和实践教学，提出了“以学生为中心组织和实施实验、实训教学”的理念。实验教学采用任务式驱动教学法，鉴于篇幅，本文以“程序设计”类课程实验为例，只介绍最重要的“131任务模块”的设计。即：在1个明确的实验目标下，构建3个层次的实验任务，完成1个实验报告。

（1）基础与验证型实验：单元的相关知识点，加深对基本概念、知识的理解。

（2）设计开发型实验：程序编程和调试，本模块程序设计方法、技巧、算法。

（3）进阶型实验：需要完成的任务，用现有知识和经验无法全部解决，必须进行探究和研究性学习以及团队合作，不一定要求最终结果。

按照CDIO 标准5［5］，实践教学采用项目驱动教学法和导航教学法，选择大多数软件公司的热点应用领域，选择实用性强的实际项目开发。加强校企合作，我们和永佳公司联合进行校内毕业实践，完全按照真实的企业用人需求对学生进行实训。无论是课程实践、毕业实践，教师都要引导学生进行研究性学习、协作学习，突出学生的主体地位，培养学生终身学习的能力。传统的教学方法通常是“三部曲”，即：①提出概念；②解释概念；③举例说明。我们在“项目驱动”中采用的方法是：①提出项目，确定目标、背景及要求；②分析项目，明确完成项目的思路、途径；③边学边实践，这是核心环节，学生通过课堂学习、各种途径查找资料获得实用信息，在学习中实践，在实践中学习，教师给予适当指导；④完成项目，学生独立或以小组形式完成；⑤总结，学生演示答辩，教师点评和总结。

按照CDIO 标准11，全面改革实践教学的考核体系，以周为单位，将项目详细分解，并对每一阶段的任务完成情况给予量化考核，考核方式从原来的实践报告为主改为演示答辩为主，实践报告为辅，并兼顾分阶段的考核成绩，提高了学生的学习积极性，培养了学生的团队合作精神，团队精神事实上所反映的就是一个人与别人沟通、交流的能力，与人合作的能力，是主人翁精神、大局意识和协作精神的集中体现。团队精神对于既高度分工又高度整合的IT 行业来说，是非常关键的，这也完全符合CDIO 工程教育理念。

六、指导大学生科技创新活动

加强实验室和实践基地的建设［6］，为大学生科技创新活动提供良好的基础。学生科技创新活动是学院引导学生优化知识结构、提高素质能力的重要举措，是学生深化专业知识、拓宽知识视野、培养实践能力的重要平台。大连理工大学城市学院建立了嵌入式实践教学基地，学生科技创新成果丰硕，嵌入式系统实验室已成为与中国电子学会的联合实验室和嵌入式系统认证培训中心，承担了中国电子学会多届高校师资培训班的任务，培训来自全国的高校教师60余人，该院有5名教师获得嵌入式系统培训授课资格证书，百余名学生通过嵌入式系统助理工程师认证考试获得证书。近两年，指导多名动手能力强、有创新意识的学生在嵌入式实训基地进行科技创新活动，屡次获得国家级各类奖项，突出了专业特色，增强了专业的社会影响力。

例如，大连理工大学城市学院软件设计团队Care Everyone在2011年微软“创新杯”全球总决赛中跻身软件设计项目组前六名。Care Everyone软件设计团队由计算机工程学院08级软件工程专业王博、简雅楠、林颢、赵忠生4名同学组成，在金建设老师的带领下，在国内多所985高校参赛的情况下，获得软件设计中国区冠军。同年7月又代表中国大陆参加了在美国纽约举办的2011年微软“创新杯”全球总决赛。因此殊荣，11月2日，微软全球副总裁瓦赫·托罗西安来大连理工大学城市学院访问，并为师生作“Be what's next”主题演讲，由《大连日报》《大连晚报》《半岛晨报》《天健网》、大连电视台等当地媒体报道后，引起国内大型权威网站高度关注。