“新工科”要求下民族地区特色计算机人才培养体系构建*

于 方，马占飞，张 为

（包头师范学院 信息科学与技术学院，内蒙古 包头014030）

计算机专业从1956年开办至今，其发展历程具有明显的“外延特征”，现在正转向以提高质量为主的“内涵发展”阶段，新工科建设正是促进这一发展战略转移的契机。新工科建设“复旦共识”提出：地方高校要“充分利用地方资源，发挥自身优势，凝练办学特色”、“深化校企合作协同育人机制”、“培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才”[1]，这也对计算机人才的培养提出了新的要求。在这个大背景下，民族地区高等院校如何结合自身优势和地区发展需要优化培养方式、如何突破工程能力培养瓶颈创新教学模式，找到一条既符合“新工科”建设要求又具有民族特色的计算机人才培养路径十分重要。可以看到，在民族地区对计算机人才培养的关键是解决“专业性”、“职业性”和“民族性”的融合问题。在满足“计算机人才培养质量国家标准”[2]的专业要求下，将民族情怀教育和服务地方意识融入人才培养过程，注重专业标准框架下的职业素养养成，是一种创新型的民族地区计算机人才培养思路。

一、基于“软件工程”思想，设计人才培养体系的研究流程

软件开发的基本路径是“以用户为中心”，实施“需求分析→概要设计→详细设计→编码→测试”的流程，经过循环迭代、不断优化，得到最终的软件产品。人才培养体系的研究制定可以借鉴“软件工程”思想，“以学生为中心”，从“人才需求”和“培养目标”分析出发，先总体设计“培养方案”，再详细设计“教学方案”，通过不断的教学实践和评价反馈“培养质量”，最终得到最优化的人才培养方案。图1描述了基于这种思想的计算机人才培养体系研究流程，从上到下分别表示人才培养体系各个要素的基本含义、核心内容以及关联分析。

图1 基于“软件工程”思想的计算机人才培养体系研究流程

人才培养的“需求分析”是指培养目标分析，通过更新培养理念、分析产业行业需求确定人才培养目标，内涵在于反映新工科的教育目标；“总体设计”是指设计人才培养方案，关键在于将专业、职业和情怀教育有机融合，更新知识体系和教学内容；“详细设计”是指设计具体的教学实施方案，核心在于改革教育教学方法和创新质量评价体系；“具体实施”是指进行校企合作、协同育人，实现途径是完善教学实践活动的合作与融合机制；“质量监测”是指对人才培养过程的教学质量和培养质量进行监督、测量、反馈与优化。这个人才培养体系研究流程能够促进形成一个多方参与的融合“教学改革”、“创新实践”与“协同管理”的教育共同体，为实现特色创新的计算机人才培养体系提供研究依据和有力支撑。

二、构建具有民族特色的计算机人才培养体系

1.依据“三个导向”制定人才培养目标

培养目标是人才培养的灵魂，是定位和方向，应能够反映行业需求和地区发展对人才的实际诉求。为精准制定人才培养目标，本文从服务地方经济社会和产业发展需求出发，“以就业为导向”确定行业发展和地区产业对人才培养的需求目标，“以服务为导向”确立人才培养的素养目标，“以能力为导向”建立人才培养的技能目标。表1以内蒙地区为例，说明了人才培养目标各层次与对应子目标内涵。该培养目标框架从促进就业规划[3]、地区信息产业规划[4]和地方急需人才需求[5]三方综合调研得出。

方向性目标明显反映了民族地区和地方产业发展的最新需求；素养性目标的人文素养子目标包括“民族情怀”、“服务意识”和“社会责任感”等，这些情感因素对培养地方人才具有重要的引导作用；技能性目标在参考“计算机类专业人才能力构成”[6]基础上，增加了对“理论思维能力”和“实践创新能力”的培养，这是由于民族地区生源入学的信息素养水平参差不齐，学生普遍缺少深刻理解计算机理论知识和熟练掌握学科学习方法的思维能力，此外由于受地区IT产业发展水平限制，学生实地参与实践的资源和平台不足，因此在新的人才培养目标中应关注理性思维和实践创新能力的培养。

2.建立“三位一体”的特色专业课程体系

依据新工科建设内涵[7]和应用型本科人才培养课程内容体系要求[8-9]，新型计算机人才培养方案的课程体系应从“面向课程”到“面向就业”转变，从“传授讲解知识”到“发现创造知识”转变。在传统计算机科学课程体系基础上，调整优化课程关系，从“专业”、“职业”和“人文”三个角度构建“技能”、“素养”和“情怀”三位一体的特色专业课程体系。图2展示了计算机专业课程体系结构及其三个子体系内容。

表1 人才培养目标框架（以内蒙地区为例）

图2 “专业技能+职业素养+人文情怀”的专业课程体系

专业技能教育是专业课程体系的核心部分，包括基础课、核心课、方向课和实践环节，承担培养目标中技能性目标培养任务，着力培养学生的计算素养、工程素养和应用能力；职业素养教育是课程体系的重要部分，培养学生的职业道德、职场社交和职业规范等素质；人文情怀教育是课程体系的特色部分，培养过程中挖掘情感教育资源，引导和鼓励学生建立扎根地方和服务家乡意识，培养就业归属情感和社会责任感，提升民族地区培养高质量信息技术人才的内在驱动力。

后两类教育模块可以作为特色专业选修课或大学生素质拓展课，秉着“走出去”和“请进来”的教学思路，采用灵活多样的学习方式开设。如“职业素养教育”可以通过企业专题讲座、户外拓展、行业主题工作坊等进行；“人文情怀教育”可以通过学院的学生思想教育公众平台、知名校友企业家讲坛、地方企业见习或民族知识竞赛等途径进行。

三、形成符合新工科教育要求的人才培养实施路径

新工科的教育目标就是要升级工程教育理念、改革人才培养模式、创新教学培养方法、更新教学与学习内容、建立专业培养质量标准和保障体系，改造现有工科专业教育。本文从 “创新教学方法”、“改革实践教学”、“完善协同管理”和“建立多级监督”四个方面探讨新工科计算机人才培养的实施路径。

1.创新教学思维、构建“微智慧”课堂

新工科要求培养兼具“数学与科学思维”和“工程与设计思维”的复合型人才；《计算机类专业教学质量国家标准》对人才的质量要求是具备“人文社会科学、数学与自然科学、学科基础知识和专业知识以及工程实践创新能力”。新型计算机人才的培养需要更新教学理念、创新教学思维，改革教学方法和考核方式，探索提高学生独立思考和解决问题的新方法，实现以自主、探究、合作为特征的新型教学方式和学习方式。[10]“STEM”是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）的简写，“整合性STEM”是一种新型教育理念，强调在教育教学中重视跨学科、跨领域的知识融合，重视真实情境中的问题解决；[11]既注重培养学生的数学与工程思维，又注重培养学生的学科素养和创新能力，致力于培养全面发展的综合型人才。[12]

可以看到，“新工科”、“计算机人才培养国家标准”与“STEM”教育理念有着天然的近似联系和共同的培养诉求。通过整合课程中科学、技术、工程、数学领域的知识，打破学科壁垒，以项目驱动、PBL等方式，促进计算机学科与其他学科知识深度融合，形成一种新的教学思维和教学形态。表2分析了整合性STEM教学与传统教学的差异（以程序设计类课程为例）。

表2 传统教学与整合性STEM教学差异对比

整合性STEM教学中，教师以知识点（群）为单位组织知识地图、创设问题情境、设计任务清单；教学实施中学生按照任务列表进行头脑风暴、小组学习，讨论设计解决方案；经过测试与验证，反复循环、迭代优化，最终找到问题合适的解决方案并内化为知识和认知，以设计的需求带动科学探究，再将探究的结果作为设计和改进方案的依据。[13]整合性STEM教学对学习效果的评价不局限于知识水平和技能掌握，更注重对教学的过程性和真实性评价，关注学生的态度、参与、探究、协作与创新，关注数学与计算思维、技术掌握与工程经验等在学习中的融会贯通和能力养成。

在实际教学中经常遇到学生对教师的提问不反应、不积极的情况，因此可以在教学中适时应用一些轻量级的课堂及时反馈与互动系统，增加课堂的趣味性，提高学生的参与度。这些“课堂助教”通过测验、问卷、讨论和拼图等小活动，为学生提供微观真实情境、数字化学习资源、关注热点分析等场景化、无纸化学习环境，参与课堂互动并及时反馈，既提升了学生课堂参与度，也积累了教学评价数据，对过程性教学评价分析起到重要的数据支撑作用。目前，国内应用较广泛的有雨课堂、微助教、问卷星等，国外有 kahoot、Padlet、Classkick、Socrative等。这些课堂交互系统的恰当运用创建了具有“微智慧”的生动课堂，利于教师关注和发现学生的能力特性，从而有的放矢地进行“以学生为中心”的教学活动。

2.改革实践教学模式，培育实践教学共同体

（1）更新实践教学理念，改革实践教学模式

实际的IT项目开发需要在连续的时间周期内完成，而一般的计算机实践教学模式都是每周定期按课时计划进行，破坏了项目开发原本的连贯性和周期性特质。为改进实践教学，可以借用“项目工程周期”的概念改革实践教学模式，通过分析课程体系对实践技能的不同要求得出实践任务粒度，再对应开展同级别的实践学习活动，详情如表3所示。

表3 不同实践任务粒度对应的实践项目层级

以计算机专业“Java软件开发”方向的实践教学安排为例说明这种实践教学模式。“Java核心技术”是专业方向课的基础，训练Java语言的基本编程技能，实践任务粒度是“课程级”，在该课程结束后进行两周左右的集中实训，可以基于课程进行小型案例的设计与实现；以“Java软件开发”主流技术链上的相关课程（JavaWeb、JavaEE、Oracle等）形成的课程群实践任务粒度为“项目级”，在该课程群方向课程学完之后，用1个月左右的实践周期进行中等规模的系统项目实训；该专业方向全部专业课程学完之后，获得知识和技能，接着可以支撑进行“基于轻量级框架的企业级项目开发”实践，周期为3个月。这种实践教学模式以“点→线→面”的形式逐层展开，以不同阶段的实践教学活动培养学生“项目开发周期”概念，将课程实践与项目实践挂钩，丰富了实践教学层次。

（2）挖掘实践教学资源，丰富实践教学内容

除了在课程层面改革实践模式外，还应该在课堂以外充分挖掘实践资源，拓展实践教学的时间维度和空间维度。一是以专业比赛丰富实践教学案例。各级各类学科专业竞赛、科技作品创新大赛等都是非常好的实践教学载体。从院系内部面向全体学生的普适性专业技能比赛到选拔出精英型选手参加高级别比赛，这个过程中积累的学习资源、技术工具、比赛平台和参赛经验等都极大地丰富了实践教学案例库，增强实践教学的真实性、情境性和实效性。二是以创新教育活动扩展实践教学维度。通过建立“虚拟IT公司”创设新的实践教学情境，丰富实践教学内容。院校专业教师是公司负责人，专业学生社团（计算机爱好者协会、创客协会等）负责公司实际事务管理，不同年级的学生组成人力资源部、项目开发部、项目运维部和项目市场部，分别负责项目的设计、开发、运行、测试、维护与发布。公司负责人（院校教师）选择来源于教学实际、大学生创业大赛或校内APP榜等与学生密切相关的项目作为公司主营业务，主要销售市场为校内大学生群体或创业学院孵化基地内的小微IT企业等；同时“聘任”合作办学企业的技术教师和教质教师为技术总监和市场总监，“指点”技术研发与市场推广。通过模拟IT公司的运行流程，创建逼近真实的实践环境，将实践活动从“课内”延伸到“课外”，使“学习-工作”有机结合起来，大大拓展了实践教学维度，同时也为学生在校创业的实现提供了实践和锻炼机会。

（3）建立“双向培训+互选双导”的实践教学联盟

一是双向培训机制。院校教师的专业知识扎实但工程经验不足，企业工程师的工程经验丰富但教学技能不够。深层次的“校企合作”办学应看到双方这种优势互补，建立“教学技能-工程经验”的双向学习培训机制。企业通过定期的技术培训和工程项目实践强化师资的工程技能；院校通过定期教学工作坊和教学微课等途径为企业工程师提供教学技能培训。培训方式不拘一格，可采用在线学习、远程会议、虚拟会议室等途径解决异地师资学习互动的问题。

二是互选双导机制。项目级、企业级的实践学习活动和毕业设计由校企双方共同承担、双向指导。实践项目和毕业设计的题目可由院校教师的教科研项目和企业工程师的实际开发项目提供，也可以是学生自己感兴趣的创意型题目（需通过导师可行性评估）。题目公开，实行学生和导师的双向互选。初步选定后，保证每个学生“一人一题”、“一人双导”，院校和企业各派一名导师指导，在技术解决和论文书写方面提供全力支持。

通过院校和企业的优质资源共享、高效协同实践，在院校、企业和学生三者之间建立起密切的关系，共同形成一个实践教学联盟。

3.创新协同管理制度，构建管理共同体

协同育人的范畴不只包括课程合作、实践合作，还包括深入的管理合作。可以采取“学院”、“企业”和“学生”三方共同参与的管理思路，视学习地域不同灵活组合管理方法，创新管理制度。

学生在院校学习期间采取“学院主管+企业协管”的管理模式。学院主要负责日常教学和学生管理，包括培养计划的落实、学习活动的安排，设立专职班主任和助理班主任共同负责学生的思想、生活、奖助评优和第二课堂等；企业设立专职教学管理岗常驻院校，负责合作班级学生的校企合作课程对接、实训实践活动安排和职业素养与企业文化教育；学院与企业建立教学管理月例会制，就日常管理与合作事宜互通有无，及时跟进学生。学生在企业进行项目实践期间，采取 “企业主管+学院协管+学生自管”的管理模式，企业专职辅导员负责学生在实训期间的学习和生活，学院定期派班主任到实践基地了解学生情况。双方建立周报汇报机制，对学生的上课出勤、学习进度、项目进度及时反馈；学生组建自管委员会和临时党小组，充分发挥学生干部、学生党员在异地学习和班级管理中的核心作用；通过远程视频班会、QQ群直播、微助教签到等形式建立院校师生异地交流管理桥梁。通过多方参与、齐抓共管，在学校、企业和学生之间形成一个协同管理、及时反馈的管理共同体，保障整个人才培养流程的顺利实施。

4.建立“内外结合、循环反馈”的两级评价机制

人才培养应将质量价值观落实到教育教学的各个环节，将质量意识作为师生内在的价值追求。建立内部质量评价机制，对日常教学质量进行监督和反馈；建立外部质量评价体系，分析人才培养目标达成度，监管合作办学质量。

（1）建立“循环反馈型”教学质量评价体系

内部教学质量评价应建立“教学目标→教学活动→教学结果→教学目标”的闭环评价路径。以“过程性评价”作为主导思想，设计包含多元评价主体、多维评价要素和多样评价手段的教学评价模型，基于评价产生的多源数据，形成反馈型教学质量评价体系。多元评价主体可为教师、学生、教学平台，针对不同的学习内容进行教师评价、学生自评、生生互评、机器自动化测评等；参与评价的要素包括学习的态度、过程、内容、情境、结果、效率等；评价手段可以是测验、实验、作业、展示、报告、论文、作品、项目等。基于“过程性”和“真实性”对学习活动进行评判，综合学习内容难度、学科融合度、实现方案可行性、创新创意性和自我反思等评价学生的学习成果。这些多源阶段性评价数据的重要意义在于为下一阶段的教学活动改进提供数据证据和教学决策依据，调整优化教学策略。

（2）建立基于“培养目标达成度”的人才培养质量评价体系

外部人才培养质量评价应建立“培养目标→培养过程→就业结果→培养目标”的闭环评价路径。以“培养目标达成度”[14]作为评价依据，对就业质量、课程质量、目标实现质量、合作办学质量等进行综合测评和分析，采取“校企共评”和“第三方测评”相结合的评价体制。

校企共评就业质量和课程质量机制有双层要求。一是企业与高校携手联动、共同评价就业质量。企业方就业部门每年实时更新应届生就业数据，分析就业单位情况和薪资水平，连续追踪近几届毕业生的后续职业发展状况，给出年度就业统计报告；院校建立毕业生就业跟踪反馈机制，统计就业率、对口就业率和整体就业率等，分析毕业生的就业性质、就业倾向、就业满意度、可持续发展度等。二是校企双方以就业质量反观课程质量。在每轮合作办学结束后，双方应就课程体系与产业技术发展契合度、课程资源建设、课程教学大纲、实践课程教学等方面的实施、执行与合作进行全方位的自查与互评，分析课程学业成绩和课程满意度，调整教学策略和教学方法，保持优点，弥补不足。

针对第三方测评合作办学质量与培养目标实现质量。[15]邀请同行专家进行专业评估，对专业设置合理性、培养目标适切性、实施过程可行性和专业办学满意度进行充分评价，给出中肯的意见和发展建议；聘请行业领域专家对 “企业在合作办学中的参与度”、“院校对地方产业的人才培养贡献度”、“培养目标合理性与可持续性”等进行分析和总结，提供合作改进与就业指导等意见，为下一轮校企合作提供客观依据。

四、总结

“新工科”建设对地方院校工科发展提出了新的要求，特别是民族地区的地方院校应该重新梳理培养思路，分析民族地区产业发展和地方企业需求，凝练地方特色，以增强“服务地方意识”和培养“创新应用型人才”为切入点，对人才培养模式进行新的探索、赋予新的内容。民族地区对计算机人才的培养，宏观层面上要符合国家对“新工科”人才培养的总体要求，中观层面上要满足地区产业和行业发展趋势，微观层面上要契合地方发展对计算机人才的实际诉求，构建具有民族特色的计算机人才培养体系。以产业技术进步驱动课程知识体系改革，实现课程内容与职业标准、教学过程与工程过程的无缝对接；提高毕业要求与培养目标的达成度水平，提高毕业生就业与用人单位用人的“双满意”率，为民族地区发展培养真正需要的新型计算机人才。