基于培养学生“解决复杂工程问题”能力的实践教学方法研究

赵玉双

（北京信息科技大学计算机学院，北京100192)

本科教育面向未来，包括未来的世界、未来的问题求解、学生未来的发展，最终体现在面向社会未来的发展。这些“未来”与“解决复杂工程问题、创新能力培养”的追求是一致的。

2016年6月2 日，我国正式加入《华盛顿协议》（以下简称《协议》），被认为是中国高等教育取得的具有里程碑意义的历史性突破。《协议》倡导以学生为中心、产出导向（OBE）、持续改进（CQI）三大教育理念，要求从培养目标到毕业要求，从毕业要求到课程体系，再到教学落实、评价与反馈，进行系统设计与实施。培养目标是起点，起着“制导”作用，而且要求专业从面向学科办学转向面向社会需求办学，依社会需求确定培养目标。当然，作为基本要求，培养目标必须符合教育的基本定位。按照《协议》，两年制专科培养学生解决狭义工程问题的能力，三年制的大专培养学生解决广义工程问题的能力，本科培养学生解决复杂工程问题的能力。

对于该校的培养目标就是 “培养高素质的应用型人才”，而应用型人才的最主要就是“解决复杂工程性问题”的能力。如何培养学生“解决复杂工程问题”的能力，是各个高校亟待研究的问题。现在的高校毕业生，常常出现高分低能，不能很好地与社会对接，毕业即失业的状态。因为社会上需要的是工程型人才，而不是简单的理论知识，需要招聘的员工能够处理和解决实际工程中出现的各种问题。很多大学生毕业以后，要去参加社会上的各种培训后才能上岗，而这些培训就是培养学生“解决复杂工程问题”的能力。因此，培养学生“解决复杂工程问题”的能力，是高校的需要，也是社会的需求。

现今的教育研究，常常体现在教育内容、教育方法的研究，而与企业应用能力结合的研究很少。如何在有限的时间、有限的内容的情况下，让学生接触到实际的工程问题，如何在实践教学过程中融入实际的工程问题，这些都是需要认真研究的问题。

计算机课程是实践性非常强的课程，计算机实践课程对学生实践能力的培养至关重要。

1 现有计算机实践教学的内容、教学方法及考核方法

高校现有的计算机课程分为两种：计算机通识课程和计算机专业课程。计算机通识课程主要针对所有的本科生开设，开设的课程为计算机基础和程序设计语言。计算机专业课程主要针对计算机专业的本科生开设，包括计算机原理、编译原理、汇编语言等。

现有计算机实践教学的教学内容主要是针对理论教学内容，对理论教学的一种辅助手段，对理论教学的一种深化理解，但缺少实践教学内容对于未来就业的针对性，缺少对工程问题解决的针对性。一般的计算机实践教学的内容都是炎症性实验、简单设计性实验，而复杂的设计性实验非常少，特别是针对问题解决的实验。

现有计算机实践教学的教学方法：教师首先根据理论教学内容设计实践教学内容和进度，然后统一安排教学时间，由指导教师随堂指导。学生在实践教学过程中独立思考和集体讨论的实践比较少，甚至没有集体讨论的时间。这样，学生缺少独立思考，对教师过分依赖，不利于未来独立工作能力的培养；缺少集体讨论的培养，团队的工作经验训练。

2 企业对计算机人才的需求内容

通过对企业的调研，现今企业对计算机人才的需求主要有三个方面：研究型人才、工程型人才、应用型人才。

2.1 研究型人才的需求

主要是一些高新企业或研究机构、高校等，针对的是高学历人才，从事计算机基础理论研究、新一代计算机硬软件技术研究，着重考虑的是人才的创新意识和创新能力。

2.2 工程型人才的需求

工程型人才的需求量较大，计算机生产企业或生产研究型企业、工程技术企业等，都需要大量的工程型人才，企业需要这些人主要从事计算机软硬件的工程开发和实现工作，着重考虑的是人才的创造能力。

2.3 应用型人才的需求

应用型人才的需求量最大，各行各业都对计算机应用人才有需求。对应用型人才的需求，着重点主要是这些人对计算机技术的实际应用方面，如各种计算机软件的应用、各种硬件的应用及维护等。

高校对计算机本科人才的培养，主要应着重于工程型人才和应用型人才。不论在工程领域还是在应用领域，对于复杂工程型问题的解决能力，都是企业急需的，更是受企业青睐的人才。

3 “解决复杂工程问题”的计算机实践教学方法

为了满足企业对计算机人才的需求，特别是对解决“复杂问题能力”的需求，高校在计算机实践教学中，应该着重培养这方面的能力。

3.1 实践教学内容设置

实践教学内容的设置，应该满足学生掌握的基本知识和基本实践技能的基础之上，合理、系统地利用所学的知识和技能进行综合性设计性实验，从而培养学生独立思考和设计能力、团队合作能力，有利于培养学生解决复杂工程问题的能力。在教学内容设计中，引入一些实际工程中的问题，一方面使得学生能够知道学有所用，另一方面学生能够更早地接触到实际问题应用。

实践教学的内容设置，应该满足从简单到复杂、从小规模到大规模，循序渐进，每一个过程中的内容，应该有针对性的对应设计、实现、分析等能力的培养。要促使学生在实践过程中，利用所学的原理去结合工程实际，不要为实践而实践。

3.2 实践教学方法改革

在实践教学方法中，应该着重引导学生结合实际工程中的问题，深入考虑问题及其解决的方案、方法、途径、工具等。实践教学方法应该是多种形式的，分别用来培养学生的不同能力。实践内容可以通过课内和课外两种途径来实现。

3.2.1 课内独立实验

独立完成课内教师布置的实践内容，这些内容主要是辅助理论原理的理解和掌握，用于培养学生的理解能力和知识运用能力、掌握基本的实践技能，应该占课内实践内容的50%。

3.2.2 课内小组合作实验

教师安排小组合作，共同完成一项或几项有一定难度的实验，用于培养学生的团队合作能力和简单的实践应用能力，应该占课内实践内容的35%。

3.2.3 课内讨论性、综合性实验

教师给出一些具有讨论性质的综合性实验题目，也可以由学生提出。这些实验项目最好与工程型、应用型有关。让学生通过充分的课内讨论，用于培养利用所掌握的理论知识和实践技能，解决复杂一些的工程性问题的能力。应该占课内实践内容的15%。

3.2.4 课外拓展性实验

根据课内实践的完成情况，可以通过第二课堂、开放性实验等形式，指导学生完成一些工程性的项目或实际企业中的应用技能。通过该项目的训练，培养学生真正地解决复杂工程问题的能力。

3.2.5 课外创新型实验

创新型实验，是创新能力的培养，可以通过大学生创新基地来完成。这里既有教师的科研项目，也可以有学生的自主项目。通过实际项目的设立、设计、开发和实现，培养学生实际的问题设计和解决能力。

3.2.6 校外企业实践

将学生外派到企业中，真正参与企业的项目开发、项目管理、信息化建设等工作，让学生及早认识到学与用之间的距离，尽早缩短这段距离。在企业实践中，去参与复杂工程问题的解决，进一步强化解决问题的能力。

3.3 实践教学考核方式改革

实践教学的考核方式，应该采用多方面、多方位考核，不再拘泥于一种形式、一种方式。要以实际能够解决问题的能力为考核目标，既要重视过程，又要重视结果。

4 结语

计算机本科教学培养的是未来的计算机人才，是解决未来各种计算机问题的中流砥柱。现在的各种工程认证，也是考查学生解决复杂工程问题的能力。在实践教学过程中，以“解决复杂工程问题”为指导和目标，从简单到复杂，从小到大，逐步增强这方面的意识，这是高校的目标，也是未来的需求。