计算机应用创新型人才培养的实践教学改革研究

何丽　华斌　刘军

摘要：针对计算机应用创新型人才的内涵要求和目前计算机实践教学中存在的问题，以提高计算机人才的创新能力为目标，确立计算机应用创新型人才的培养目标，建立开放的计算机实践教学课程体系和开放的计算机应用创新实践教学平台，提出基于“产学研合作项目”和“科研导师”制度的产学研合作的计算机应用创新型人才培养模式。

关键词：计算机专业；应用创新型人才；实践教学改革；培养模式

0、引言

随着计算机技术在各行各业的深入应用，社会对计算机人才的需求规格正在逐步提升，对计算机人才的工程实践能力和创新能力有了更高的要求。因此，为更好地适应创新型国家建设对计算机人才的需求，为社会提供合格的计算机人才，加强计算机人才的工程实践能力和创新素质的培养，不仅是高等教育改革和发展的目标，也是高等学校计算机本科专业建设和发展的重要方向。

1、计算机应用创新型人才的培养目标

1.1 人才内涵

创新型人才培养是社会普遍关注的一个问题，学者们从不同角度对人才的创新素质要求进行了广泛讨论。骆建华认为创新素质的定义为创新思维、创新知识、创新能力和创新人格等方面；刘宝存认为创新型人才的定义为具有创新意识、创新精神和创新能力的创造型人才；文献[3]和[4]从创新型人才具备的基本素质、知识技能和创新业绩等方面概括了创新型人才的内涵，提出创新型人才应该为社会的发展做出正向的贡献；王亚斌则强调创新意识的重要性，把创新型人才定义为拥有大量理论或创新实践经验，能够在某一方面打破成规，做出突破性创新贡献的人才。计算机专业是一个理论和应用结合非常紧密的专业，该专业的人才培养应该更加注重理论和生产实践的融合，注重对学生学习能力和应用创新能力的培养。与普通的计算机应用人才相比，计算机应用创新型人才应该具有更好的对新知识和新技术的敏感性，拥有积极探索新知识和新技术的敬业精神、突出的创新思维和创新能力，能够为社会发展不断贡献创新成果。

1.2 目标定位

计算机应用创新型人才的培养应更加突出人才的专业技能训练和创新素质培养。这类人才在技能上要能够胜任新知识、新技术和新产品的应用和创造需要；在创新意识方面要具有不断追求新知识和新技术的创新精神；在创新能力方面要对计算机领域的知识更新和技术发展具有较强的洞察力，具备从事新技术、新应用和新产品创造的能力；在人格方面要具有正确的价值取向，具有坚强的信念和强烈的社会责任感。因此，根据社会对计算机应用创新型人才在知识、技能和创新素质等方面的培养要求，可以将计算机应用创新型人才的培养目标确定为：培养具有良好的科学素养和丰厚的文化底蕴，系统地掌握计算机专业的基础理论、基本技能和方法，具备良好的创新意识和创新能力、突出的计算机应用实践能力，能够在计算机相关领域为社会贡献创新成果的计算机专业人才。

2、计算机创新实践教学体系改革

2.1 实践教学现状

受传统的精英教育观念的影响，我国现有的计算机实践教学体系在目标、内容和教学方法等方面阻碍了创新人才的培养。

在教学目标设置上，我国高校计算机实践教学更多是作为理论教学的辅助环节，教学目标大都是基于群体本位而设定的，实践教学以教师为中心，教学形式过于单一，忽略了个体在性格、兴趣、爱好等方面的先天差异，不能充分调动学生的创新意识和创新热情。

在教学内容上，实践教学环节设计为理论课程服务，重理论、轻实践的现象比较严重，这就导致实践教学的开展主要围绕专业基础理论的实践进行，教学内容陈旧，忽略了计算机技术发展对教学内容的更新要求，使培养出来的人才知识面过于狭窄，缺乏对前沿知识和技术的了解，导致了创新源泉和灵感的缺失。

在教学方法上，以灌输式教学为主。这是一种以教师为主体的单向知识传授方法，重视对学生记忆学习能力的强制性训练，忽视了个体的学习能动性，忽略了对学生创新潜能的挖掘，不适应计算机用创新型人才的培养要求。

在教学评价上，统一的培养目标和教学方法导致了实践教学评价关注的重点是学生的最终成绩，很难对学生在实践过程表现的主动学习能力和创新能力进行评价，导致高分低能的现象比较普遍。

2.2 构建开放的创新实践教学体系

2.2.1 立体化的实践教学课程体系

实践教学课程体系是培养学生工程实践能力的指南，学生应用能力和创新能力的培养渗透在整个实践教学课程体系中。通过加强课程内容改革，根据知识之间的递进关系，建立课程之间的层次结构，以学生兴趣和社会需求为引导，建立分模块的课程体系结构。根据计算机专业创新人才的培养目标，将计算机专业实践教学课程组织成3个模块：基础实验、技能训练和创新实践。

基础实验模块以校内实验室为主，重点强化学生对专业基础理论知识的掌握，为应用创新能力的培养提供知识保障。本模块的实验课程主要包括：电子电路、程序设计基础、计算机组成原理、数据结构、计算机导论等。

技能训练模块重点培养和训练学生的实际操作能力、专业知识和技术的应用能力，实验教学形式以课程设计为主。该模块的实验教学采用开放式选题和课内外结合的教学方式进行，注重不同课程之间的知识交叉和融合。学生根据课程的教学目标和自己的兴趣方向，在课程相关的知识领域内自主选题，形成课程设计小组，并制订课程设计进度，教师采用交互式和差异化的指导教学方式对学生进行理论引导和技术指导，重视对学生兴趣的培养。本模块包含的主要课程包括：数据库应用实践、网络工程实践、单片机设计与应用、嵌入式应用系统开发和图形图像处理实验等。

创新实践模块是培养学生应用创新能力的一个重要实践教学环节，重视对学生创新素质和职业素质的训练和提高。为充分挖掘个体的创新潜能，本模块以天津市计算机科学与技术实验教学示范中心为依托，采用产学研合作项目的实践教学模式。通过建立个性化实验群，为学生提供开放的、个性化的创新实践平台。通过与企业合作确定创新合作项目，积极引导学生参加全国大学生创新创业训练计划项目和教师科研项目，培养学生对相关领域新知识和新技术的探索兴趣，在项目实践中培养学生的创新思维和创新能力。学生可以根据自己的兴趣选择一个或多个实验群，参与企业或教师的科研项目，成立项目组。每个项目组有一个学生负责人，实验中心通过双向选择的形式为项目组配一个校内指导教师或企业指导教师，负责项目的进度控制和技术指导。本模块需要创新实践平台的支撑，目前实验中心课题提供的实验群主要有：移动终端设备和应用系统开发、平板电脑设计、智能家居系统、家用机器人等。此外，在本模块的实践教学过程中，通过学生和企业的双向选择结果，学生可以真正参与到企业的生产管理和实际项目的研发中，使学生能够在企业的生产实践中得到更好的锻炼。

2.2.2 多层次的创新实践教学平台

创新实践教学平台以天津市计算机科学与技术实验教学示范中心为依托，通过该实验教学示范中心的建设，形成计算机面向计算机应用创新型人才培养的基础实验平台、专业技能训练平台、工程实践平台和科研实践平台。计算机创新实践教学平台结构如图1所示。

基础实验平台是为专业基础课程的实验而设置的，目的是加强计算机专业基础知识和理论的理解和掌握，培养学生在硬件设计和程序设计方面的兴趣，教学对象为大一、大二年级的学生。

专业技能训练平台是为专业课程的应用实践而设置，教学组织形式为课程设计，旨在培养学生的综合应用能力、操作能力和团队协作精神，教学对象为大二、大三年级的学生。专业技能训练平台的实验室采用开放式管理，学生可以根据自己的兴趣，成立课外兴趣小组，开展自由、独立的专业技能实践。

工程实践平台和科研实践平台是培养学生创新素质的重要平台，采用个性化的、产学研合作的实践教学方式。这两种实践平台，在教学组织和教学管理上实现全开放。首先，为实现差异化教学，充分挖掘个体的创新潜能，实现了教学内容开放：教学内容的设计以开放式实践教学平台为基础，学生根据自己的兴趣和职业定位，以项目立项或参与科研项目的形式参加到工程实践和科研实践中；其次，实现了实验室资源和教学评价的全开放：学生可以根据项目的需要，申请使用实验室的所有资源，并引入“创新能力”评价指标，建立了由指导教师、教学管理单位和企业多方参与的开放式实践教学评价制度，重视对学生创新素质的培养。

3、计算机创新实践教学模式改革

3.1 树立工程教育的实践教学理念

创新能力的培养需要建立在学生的兴趣、理解力和实践能力的基础之上。为培养学生的专业兴趣，要让学生尽可能早地了解计算机相关领域的技术发展和应用现状。通过在大学一年级的教学计划中设置计算机技术发展和应用前沿讲座，引导和加强学生对本专业的认识，通过具体的应用创新案例让学生了解计算机技术和应用创新的一般过程，达到培养学生专业学习兴趣，点燃学生创新热情和引导学生创新思维的目的。

3.2 建立“外引内训”的实验教师队伍建设机制

教师的实践教学能力是提高学生应用创新能力的基础和保障。为解决实验教师实践教学能力不足问题，在实验教师队伍建设方面，一方面，通过选送青年教师去合作企业培训的形式，加强对实验教师的技能培训，实现实验教师企业实践的常态化，并建立培训内容考核、成果汇报和技术应用效果评价的考评机制，以全面提升实验教师队伍的工程实践能力和服务意识；另一面，为推动实验教师队伍建设的社会化，实验中心从技能训练实践环节开始，有步骤地在课程设计、创新实践项目和兴趣小组辅导等环节聘任校外实验教师或企业技术核心人员承担相关任务，在实践教学环节引入竞争机制。这不仅提高了实验教师的竞争意识和服务意识，同时，还可以利用企业在新产品和新技术上的经验和优势，进一步丰富实践教学的软、硬件资源。

3.3 建立基于“产学研合作项目”的创新实践教学模式

产学研合作教育模式在我国已经经历了十多年的发展，但在具体实施过程中仍存在很多问题。受高校内部运行机制的影响，存在合作双方定位和认识不清楚，企业在合作过程中缺乏积极性等问题。为了推进产学研合作的深入进行，我们建立了以提高创新实践成果为目标的产学研合作模式，具体体现在以下几个方面。

3.3.1 建立稳定的校企合作平台

在产学研合作过程中，以“产学研合作项目”为抓手，企业和高校实现了创新成果、设备资源和人才的全面共享。实验中心为企业技术改造、新产品开发和创新基金项目的申请提供理论和技术支撑；企业为教师科研成果的产品化和产业化提供资金和技术支持，实现双方合作利益的最大化，这充分调动了企业和教师的合作积极性。

3.3.2 建立“科研导师”制度

在工程实践和创新实践阶段，学生根据自己的兴趣方向选择专业方向，成立学生科研兴趣小组。实验中心为每个学生科研兴趣小组配备科研导师，科研导师采用带研究生的方式对学生的科研选题和产品研发进行技术指导。科研导师通过个性化专业指导，对学生的创新思维起到了点化作用。

3.3.3 建立校内外协作的创新实践能力训练机制

校内外合作的创新实践技能训练分为两个部分：一是通过引进企业优秀工程师参与到专业实践教学环节，对学生进行“基于主题”的专业技能训练，让企业优秀的应用案例走进课堂；二是将优秀学生输送到企业进行实践技能和创新能力强化，建立校内外一体的实践教学合作平台。从大三开始，通过与企业鉴定合作协议，学校分批选拔学生到相关企业进行专业实习，由企业对学生的实习过程进行管理，对实习成果进行评价，有效提高了学生的社会适应能力，提高了就业优势。

3.3.4 建立多层次的实践教学评价指标

根据创新型人才的培养目标和创新能力的形成过程，在实践教学评价指标体系中引入“创新能力”指标，并根据实践教学各个层次对知识学习能力、操作能力和创新能力的要求，为评价指标赋予不同权重（见表1），使实践教学评价能更好符合计算机应用创新型人才培养的过程和目标要求。

创新能力评价是对学生在实践过程中表现出来的对新知识和新技术的探索精神和创新实践成果等的评价。创新实践成果主要包括：获得的专利、大学生创新创业训练计划项目和竞赛获奖等。

4、结语

实践教学是培养学生专业实践能力和应用创新能力的一个重要教学环节，实践教学质量的提高需要从实验课程组织、教学平台、教学模式和教学评价等多个方面进行探索和改革，使实践教学环节能够更好地挖掘学生的专业兴趣，调动学生的专业学习热情。为适应社会对计算机本科人才的专业素质需求，计算机本科专业的实践教学改革应以培养学生的专业技能和适应科技发展的应用创新能力为目标，努力提高学生对新知识和新技术的敏感性，培养学生的专业探索精神，使学生能够更好地适应社会的发展。笔者以计算机科学与技术专业为例，探讨了以计算机应用创新型人才培养为目标的开放实践教学体系和实践教学模式的改革。