基于OBE教育理念的应用型计算机专业人才培养机制

李启锐

（广东石油化工学院 计算机科学与技术系，广东 茂名 525000）

0 引言

应用型已经成为地方普通高校办学和发展战略的主题词。国家“十三五”规划提出“推动具备条件的普通本科高校向应用型转变”，这是今后一个时期高等教育结构调整的重要着力点和突破口，意味着我国高等教育进入了积极推进协同创新、产教融合、全面提高高等教育质量的新时期[1]。

OBE（Outcome Based Education，成果导向教育）是Spady等人于1981年提出的教育理念，现已成为美国、英国等高等教育强国进行教育改革的主流理念。美国工程教育认证协会全面接受了OBE的理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终[2]。2016年我国成为《华盛顿协议》成员，正式开启了我国高等工程教育国际化进程，对创新型工程应用型人才提出了更高的要求。

1 OBE理念在计算机专业中的应用

在传统的教育模式中，计算机专业遵循学科导向原则，倾向于解决确定问题的科学模式，强调知识结构的系统性和完备性，通常是按照学科的需要进行教学设计，以教学内容为驱动，容易忽视专业的实际需求。按照这种模式，计算机专业的毕业生通常只能被动地“适应”社会、行业、用人单位的真正需求，不能主动“满足”。OBE则是完全不同的教育理念，其按照反向设计原则，围绕实现预期学习产出成果来开展。OBE从计算机专业人才需求开始，由需求决定专业培养目标，由专业培养目标决定毕业要求，再由毕业要求决定专业课程体系[3]。OBE是反向设计、正向实施，“需求”既是起点又是终点，从而在最大程度上保证计算机专业教育目标与结果的一致性[3]。

为了提高本科生的培养质量、增加毕业生的就业竞争力，基于OBE理念对计算机专业人才培养方案进行调整势在必行。为了使新的人才培养方案更加科学合理，在修订前需要走访知名IT企业和同类院校，根据调研结果对原有的培养方案进行修订完善。在修订过程中要始终坚持以市场需求为导向，按照工程教育专业认证、专业规范等标准，基于OBE教育理念，确定培养目标与毕业要求达成度，并对课程进行深度整合。此外，修订后的培养方案要邀请校内外专家进行认证，听取教育专家和企业家的意见和建议。按照上述方式，笔者制定了基于OBE理念的新人才培养方案，并应用于2016级计算机科学与技术专业。

2 人才培养机制的创新与实践

2.1 掌握社会需求，找准专业定位

根据OBE的教学理念，社会对计算机专业人才的需求和专业的办学定位是成果导向的纲领。然而，IT技术正在飞速发展，社会对IT类人才的需求也不断变化。为了适应这种变化，计算机专业的培养目标和培养内容也要适时调整。只有对当前的社会需求了解清楚，才能够制定科学合理的人才培养机制，培养出符合社会需求的人才。

目前，中国正在积极推进“中国制造2025”和“互联网+”行动，物联网、人工智能、移动互联网、云计算、大数据等新一代网络信息技术保持快速发展，逐步深入并融合到经济社会各领域。世界主要国家已经开始采取行动谋求互联网领域的竞争优势，物联网、人工智能、移动互联网、云计算、大数据等领域的应用型人才已经成为当今社会最为紧缺的计算机人才。为适应社会需求，结合学校的办学定位和办学特色，笔者将专业定位为“石油化工行业导向和区域经济社会导向的教学应用型计算机专业”，培养云计算、大数据、移动互联网、人工智能等方向的应用型人才。

2.2 明确人才培养目标

为满足当前社会对计算机专业人才的需求，教学应用型本科院校计算机专业人才培养的目标应定为职业性和工程技术应用型，在专业结构和课程设置中努力凸现“应用性”[4]。笔者将人才培养目标设定为：以国家和社会的需求为基准，以计算机技术的应用能力培养为中心，以“知识—能力—素养”为主线，致力于培养学生的专业技术能力、个人可持续发展能力、终生学习能力、创新意识和创业能力、团队意识和沟通能力，造就人格健全、基础扎实、实践能力强和具有创新精神的应用型高级专业人才，使他们能在企事业单位、科研院所、中小企业(或自己创业)从事计算机相关的应用和开发工作。

2.3 制定毕业要求

在OBE模式的教育体系中，首先要明确学生毕业时应达到的能力及水平，其次要寻找科学的教育结构来保证学生能够达到预期的目标[5]。文献[6]指出实施OBE教育模式主要包括定义学习产出、实现学习产出、评估学习产出和使用学习产出，其中定义毕业生预期学习产出是首要的关键环节[7]。2015年，中国工程教育专业认证协会出台了新的通用认证标准，要求专业制定的毕业要求必须完全覆盖工程知识（要求1）、问题分析（要求2）、设计/开发解决方案（要求3）、研究（要求4）、使用现代工具（要求5）、工程与社会（要求6）、环境和可持续发展（要求7）、职业规范（要求8）、个人和团队（要求9）、沟通（要求10）、项目管理（要求11）以及终身学习（要求12）等 12 条通用标准[8]。笔者依据自身特点和培养目标，对12条标准进行了细化，形成表1中的具体毕业要求。

表1 计算机科学与技术专业毕业要求(仅列3条)

2.4 构建应用型人才培养课程体系

课程体系既是实现培养目标的重要支撑，也是提高人才质量的核心[9]。根据能力培养目标，构建以通识素质教育与培养—学科基础知识教育与培养—专业基础与专业知识能力培养—素质拓展与创新创业能力培养为主线，以通识教育、专业基础知识教学、专业技能知识教学、素质拓展、创新创业教育为基本模块[3]，整合强化网络应用软件开发、移动互联网应用开发、人工智能技术应用开发(机器人)、云计算大数据技术应用开发、石化智能信息系统应用开发等五大应用能力培养方向，形成了应用型计算机专业课程群（如图1所示）。

图1 课程体系结构

在图1中，通用知识模块和专业基础知识模块的课程是按照国家的相关要求以及计算机科学与技术专业标准设置，与其他高校相类似。专业技能知识模块、素质拓展知识模块和创新创业知识模块是根据笔者所在高校实际情况进行设计的，是专业特色。

2.4.1 专业技能知识模块

专业技能知识模块以Java技术应用能力培养为主线，分为网络应用软件开发、移动互联网应用开发、人工智能技术应用开发（机器人）、云计算大数据应用开发、石化智能信息系统应用开发5个方向：①网络应用软件开发方向主要以B/S架构的Web应用开发为主，将目前软件企业中应用最为广泛的Java EE软件开发技术植入课程体系。该方向的主要课程有“Java面向对象与原理”“Java Web应用编程基础”“Java开源框架技术”，这几门课程的内容紧密相扣，循序渐进；②移动互联网应用开发方向是为应对移动App开发成为当前IT领域中最为活跃的群体软件开发技术之一的发展趋势而设置的，主干课程包括“移动互联网概述”“Andorid应用开发”和“HTML5应用开发”；③人工智能已经上升到国家战略， IT行业急需优秀的人工智能人才，为此开设人工智能技术应用开发(机器人)方向，该方向的主干课程包括“人工智能技术”“机器学习”；④云计算大数据应用开发方向主要为满足云计算大数据技术在互联网行业大规模应用的人才需求，课程主要包括 “云计算导论”“云网络组建与管理”“虚拟化技术应用”“云存储技术应用”“云网络与信息安全”“云计算维护与应用”“大数据挖掘、分析与应用”“云数据共享整合与应用”；⑤按照学校定位，结合专业特点，为发挥石化特色优势，开设“石化智能信息系统应用开发”方向，方向主要培养石化行业信息化人才，主要课程包括“石化行业自动化技术”“ERP在石化行业中的应用”。

2.4.2 素质拓展知识模块

素质拓展教育计划有助于促进学生知识、能力和素质和谐发展，有助于提高在校大学生的人文素质和科学素质。笔者的专业培养方案要求学生在校期间除修满专业教学计划所规定的应修学分之外，还必须修满4学分的素质拓展学分。素质拓展的内容和学分要求是“学术科技与专业技能（2学分）”“文化艺术与体育竞技（1学分）”“社会实践与志愿服务（1学分）”：学术科技与专业技能学分主要通过参加专业竞赛、撰写科研论文、开发计算机软件、参加科学前沿讲座等方式获得；文化艺术与体育竞技学分主要通过参加体育项目竞赛、才艺大赛、征文比赛等方式获得；社会实践与志愿服务主要通过青年志愿者活动、假期社会实践活动、学生机构服务工作等方式获得。

2.4.3 创新创业知识模块

创新创业教育是为贯彻落实《教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》而设置的课程模块，以促进创新、创业和管理高层次人才的培养[10]。该模块的课程主要包括“准职业人导向训练”“职业定位与发展”“创业基础”“创新思维”“求职能力提升”，共计11学分，分别在1～7学期授课，其中“准职业人导向训练”“职业定位与发展”各上2个学期。

2.5 建立课程与毕业设计要求的关系矩阵

各课程模块相互融合、相互关联，遵循教育教学规律，具有内在逻辑性和连续性。建立每门课程与毕业要求的相关性矩阵（见表2），课程设置与能力培养的匹配度好。由此所构建的课程体系，完全可以消除不同课程之间内容的重复，也是一种比较优化的课程体系，从而实现对教学内容整体的优化[3]。

表2 计算机科学与技术专业课程与毕业要求的关系矩阵(仅列6门课)

2.6 完善应用型人才实践教学体系

应用型人才不仅应具有扎实的理论知识，还应该具有较强的实践动手能力。实践教学是培养应用型人才工程应用能力的必经之路。 OBE教育理念十分关注实践教学环节，要求专业重视实践教学的改革研究与实践，积极搭建与毕业要求相适应的实践教学平台。通过构建“基本技能训练—实践能力训练—综合能力训练”的理论与实践紧密结合、循序渐进的科学合理的实践教学体系，切实提高学生的实践应用能力。新的培养方案中除了36学时的独立课程实验外，集中实践环节有47周，主要包括“程序设计集中上机（1周）”“数据结构综合实训（1周）”“认识实习（1周）”“创新实践周（1周）”“Java面向对象综合实训（1周）”“数据库原理综合实训（1周）”“操作系统综合实训（1周）”“Java Web应用综合实训（1周）”“Android应用开发综合实训（1周）”“计算机组成原理综合实训（1周）”“Java开源框架综合实训（1周）”“云服务开发与应用实训（2周）”“桌面云部署与实施实训（1周）”“大数据应用综合实训（2周）”“软件工程综合实训（1周）”“专业实习（1周）”“ICT工程训练（8周）”“毕业实习（2周）”“毕业设计（15周）” 等实践教学内容，既满足计算机应用能力的培养要求，也满足计算机科学与技术专业教学指导委员会对计算机专业工程实践环节的要求。

2.7 组建专业的校企合作团队

工程应用型人才培养师资力量不足是地方应用型本科院校普遍存在的问题。部分教师尤其是中老年教师，虽然专业理论知识扎实、理论教学经验丰富，但缺乏工程训练，对工程知识的教学能力有所欠缺，这不利于OBE教育模式的实施。通过校企合作共建，不断充实专业“双师”型教师队伍是解决这个问题的一个有效途径。一方面，研究组建立企业师资团队，由具有丰富工程实施经验的项目经理、高级工程师和技术专家担任专业课讲师，并与专业教师联合制定并优化完善人才培养方案，共同开发教材、建设精品课程、建设实践平台。另一方面，采用企业特色的教务管理、能力培养模式，通过校企联合教学以及集体备课、随堂听课，试讲观摩、内部培训、教学方法联合创新、教学经验交流等多种教学研讨活动，还通过企业实践见习与工程师培训，不断提高教师的实践教学能力。

2016年，笔者所在院系与中兴通讯公司在人才培养方面达成合作协议，共同培养计算机专业的学生。在图1的课程体系中，学校专业教师主讲通识课程、专业基础课程和部分专业技能课程，中兴通讯公司工程师主讲专业技能理论课程和创新创业课程，如“云计算导论”“云网络组建与管理”“虚拟化技术应用”“云存储技术应用”“云网络与信息安全”“云计算维护与应用”“大数据挖掘、分析与应用”“云数据共享整合与应用”“云服务开发与应用实训”“桌面云部署与实施实训”“大数据应用综合实训”“ICT工程训练”“准职业人导向训练”“职业定位与发展”“创业基础”“创新思维”“求职能力提升”等。通过专业的校企合作团队给学生授课，使学生从学校专业教师获取理论知识、从企业教师获得实践经验，最终使学生计算机工程应用能力得到进一步提高。

3 结语

OBE教学理念已经得到国内外教育界的广泛认可，借鉴该理念有助于深化理解计算机专业认证标准和教学质量要素的内涵与要求，实施该理念有助于优化教学资源的配置、规范培养过程，有助于学生的发展。广东石油化工学院计算机科学与技术专业基于OBE教育理念的应用型人才培养机制改革已经进行了3年，取得了一定效果，但是改革之路并非一帆风顺，比如有部分教师存在抵触心理。然而，很多兄弟院校的成功经验和当前大学教育的发展趋势告诉我们，基于OBE教学理念的培养机制改革是正确的、可行的，也是必经之路。只要坚持使用OBE教育理念来指导专业的建设，相信改革一定会取得成功，计算机科学与技术专业也将会顺利通过工程教育专业认证。