新工科建设中地方普通高校过程化教育研究与实践

2019-06-06刘永军曲文龙胡吉朝朱占龙孔佑琳

软件导刊 2019年3期

刘永军曲文龙胡吉朝朱占龙孔佑琳

摘要：在新工科建设背景下，为抓住计算机教育发展新机遇，通过提高教育教学质量，探索过程化教育创新途径。在改进的教育教学质量标准评价引导下，促进计算机类专业教育发展，以获得全面提高能力和素质的培养目标。历经3届毕业生的新培养模式，造就了面向未来的高质量计算机领域可用之才。随着社会对高质量计算机人才需求日益旺盛，高质量培养与高水平需求间产生了良好的互动关系。

关键词：新工科;教学质量评价标准;过程化培养

DOI：10. 11907/rjdk. 182280

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2019）003-0214-03

0 引言

当今教育诟病与机遇并存，社会对计算机人才的旺盛需求倒逼专业教研与改革。地方普通高校计算机专业大多属于一本、二本层次招生，学校大多是教学型或教学研究型，在人才培养方面与国内重点高校无法相比，同时作为省内骨干大学，又不能像职业教育那样以培养“蓝领工程师”为目标，其建设和发展处于比较特殊的境地[1]。

经过多年学习，借鉴国内知名院校经验，通过近10年建设和改革，河北地质大学计算机专业摸索出了一条既满足计算机类专业内涵，又具有自己特色的多级过程化能力培养模式，在“系统能力”、“互联网思维”、“新工科”计算机教育方面有一定思考，也在就业、创业、考研等方面取得了一定成绩[2-4]。

1 注重基础的内涵建设与发展眼光

计算机类专业培养遵循专业内在规律，并按一级学科办学，充分体现其专业属性，着重以“三基”方面教育为根本[2，4]。按照学校办学定位、专业培养层次、目标以及今后发展等，合理制定培养计划，科学规划课程体系，在理论基础、学科形态、知识体系、学科领域与本质、核心概念、学科方法以及能力与发展方面，充分体现了学科内在规律，开设的计算机科学与技术专业、软件工程专业、网络工程专业，都形成了不同的专有内涵和特征，分别侧重于各自的核心概念、知识点和所需能力[2，5]。

经过20年不断改革和大力建设，形成了“以学生为主体，以能力为导向，以教师为主导”的教育教学理念[3]。充足的师资力量能够较好满足当前教育教学，专业逐步发展形成了一定培养规模，造就了一定数量的合格人才;一直注重准确把握专业内涵、课程体系和基础条件;上下同心、师生合力保障了多年来逐步形成的“尊师重教，引导学习方法，鼓励创新思维”的良好教育生态体系，乐教善教形成风气，政策执行通畅有力，奠定了专业软实力根基。

面对新形势下社会对人才需求的新变化和专业发展新要求，适时修正培养方向，是“新工科”教育大趋势下的必然选择。为此，根据人才需求的更高层次标准，需在多方面进行系统研究，尤其是结合自身基础和当前实际，思考专业发展之路。

2 教育创新思考与规划

教育的本质是爱心主导的“唤醒灵魂”、“激发兴趣”和“点燃希望”活动，Education一词本意即为向外引导出来，教育即帮助成长，是Leading out的过程，即引导出来。教师以“传道，授业，解惑”为职责，把握教育实质，回归教育的天然屬性，面向未来、面向社会的教育在一定体制保障和环境制约下，使创新具备超越功利的情怀、自由思想下的过程活跃度、关心社会的感情、批判性思维[4，5]。

教育创新规划指导思想则是由原来对知识教育、读书到读书、考试成绩的追求等，提升为以激发学生学习兴趣为主的自我选择力、自我支配权、自我决定力的根本转变。静态知识不等同于能够学以致用，成绩不等于教育。在“新工科”建设思想指导下，培养的出口质量评价是衡量教育创新成功与否的关键，对跨学科知识能力、各种综合素质提出了更广泛、更高深的培养追求，须在严守教育本质规律中进行科学规划，在培养过程中落实教育创新[5，6]。

3 适应时代要求的培养方向选择

互联网时代，计算机技术飞速发展，要求人才的知识、能力更新日益紧迫，技术发展也已从IT时代迈进DT时代、AI时代，研究和产业逐渐成为热点，相关教育亦需在培养方向和方法、手段等方面改进，适应新时代社会对人才的各种要求。

IT时代对产品、技术和人才的需求具有标准化、规范性特征，而DT时代则更强调独特性、个性化和特定问题解决，随着“新工科”建设，人才培养在教育过程和培育出口质量方面都有了新要求。停留于传统的基本知识传承显然不足以应对未来各种挑战，虽然计算机技术应用和适用范围得到普及，并已深入人心，但其结合互联网和智能技术，呈现出多学科交叉、相互渗透、深度融合、合作共享的发展特点。作为地方普通高校计算机专业，人才培养适时把握时代趋势，大数据、智能技术、安全技术、物联网等成为培养方向的必然选择[6，7]。

因此，新的培养方向确定以云计算、大数据、智能计算、网络安全为目标，从培养计划、课程体系、师资准备、环境条件等着手，经过两年筹备，学生在大三、大四进入专业学习和实践时，根据个人兴趣和未来发展规划，选择进入专业新方向学习，并着重实践环节培养，结合实际应用，培养直接对接岗位需要的知识和技能。

4 面向新形势的能力培养过程

在专业基础和核心知识体系有一定基础的前提下，能力培养和综合素质提高成为“新工科”计算机教育的关键。在整个计算机教育体系中，以知识传承体现逻辑思维能力和抽象思维能力培养，并注重过程中的工程化思想、创新性思维以及工匠精神。

新时期教育需要正确理念和创新方法，能力培养成为实施“新工科”建设和落实“中国制造2025”的必经之路[8，9]。以能力培养为主导，以把握计算机类人才培养的共性为前提，结合地方高校办学定位、学校专业优势、毕业去向、行业和地方需求的具体要求等，突出知识技能前提下综合能力和素质的重点针对式培养。

大学四年是青年成长的关键期，高质量教育取决于素质能力，并集中体现在“四个Learn”，即“Learn to learn，Learn to be，Learn to do，Learn to together”。变被动接受为主动进取，找到适合自己的方法，是在校期间和终生学习的最佳途径;学会规划未来成为什么样的人，是不断进取的最强大动力;学以致用，解决实际问题，用智慧的大脑驱动勤劳的手，实现高水平设计;学会合作、共享、交流和表达，是高智商背景下高情商人才不可或缺的事业之本[10，11，3]。合格技术人才的成长欲速则不达，遵循客观规律，是濡养浸染其中的过程，教育引导、发现自身天赋、启发自我觉醒，胜过任何施压强制、一蹴而就等极端办法，培养过程融入自主性、独立性、自由度和梦想，因地制宜、因材施教、循序渐进，充分利用具体过程实施中现有的环境和条件，以科学合理的方法促进交流引导、启发思考、促进进步。

4.1 课堂教学激发主动性

地方普通高校招生质量一般，加之传统的学习方法和课堂教学，学生以听为主，被动接受，参与性低，下课大吉，于是往往非常依赖传统“大量学时、满堂灌”、“手把手比划”、“等答案、记结果”的教学方式。

课堂教学过程，方法的启发作用重于内容的多寡和深浅。在有一定自主学习前提下进行交流、互动，结合网络教学资源MOOC和网络课堂等主动完成基本内容的初步学习，教师引导其举一反三、综合、模仿以至创新，课堂不再是知识获取的主要渠道，而是成为结合课下、读书、搜集的知识升华过程。采用“Learning by doing”、“Try”、“举一反三”、“模仿创新”、“自主延伸扩展”的教学方法，取得良好效果[12，13]。

学生分组讨论的教学方式使得学生需要自己花时间和精力去做许多准备工作，参与性提高，自主学习时间也充分自由，而且网络教学平台的使用扩展了学习空间和时间，使其能够自由选择学习时间和内容，进行自主学习[12，14]。引导学生学习不止于“三基”知识的把握和应对考试，而是促进学生形成自我发展意识和能力，形成“学会学习、学会应用、学会拓展、学会创新”的良好习惯，实现“授鱼到授渔”的实质飞跃[10，15]。

4.2 实践教学手脑并用

实验环节不再是演示一遍、照做一遍、手把手验证结果的过程，而是提倡自行设计实验，自主进行理论和实际结合，充分运用理论所学设计的内容、步骤、方法、综合等，围绕实验目的独立进行实验过程，充分利用现有条件完成课堂所学到实际应用的转化，灵活运用静态知识，有效提高发现问题、解决问题、手脑并用、系统思考、科学思维等能力[9，15]。

在课程实验学时之外提供更多实验机会，并开放实验室为相关研究提供必要条件。结合校外實习、实训基地，培养学生较强的工作技能和丰富的实践经验。校外实践基地建设为实验教学和开放办学起到了锦上添花的作用。

通过各种实践活动，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的思维，综合性设计过程体验项目管理和实施，过程中的历练、阅历、风浪和磨难，促使学生学会交流、合作、表达，培养其科学精神和科学素养逐步提高的习惯。

4.3 课外活动锻炼能力

面对未来挑战，单一的专业知识和能力不足以应对。数字化时代信息技术将自然科学和人文社会科学紧密互联，计算机科学与技术不断深入地与工商、地质、经管、制造、城市、艺术、历史、医学、人文等领域深度融合，并催生了很多新兴前沿交叉学科[7，11，16]。

通过开设各种选修模块、“微专业”和开放式网络教学资源等途径，丰富知识、开拓视野、提高格局，结合本专业激发跨学科计算思维[5，17，18];通过各种学科竞赛、科研项目、社会服务等活动，促进主动求知欲、提高创新思维、强化解决实际问题等能力[10，17]。近些年，指导学生参加程序设计大赛、智能车竞赛、电子设计竞赛、机器人大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、“龙芯杯”CPU设计大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛等比赛，都取得了优异成绩，并将重要的专业竞赛常态化，吸引学生参加竞赛集训，让绝大多数学生将注意力转移到专业竞赛学习中，实现了“以赛促教、以赛促学、以赛促研”的培养目标。

4.4 丰富第二课堂育人

第二课堂是计划内教学的延伸和扩展，也是人才培养的重要途径，开展丰富多彩的第二课堂活动，营造积极氛围，扩展视野，增强团队意识，成就领袖式人物。

每年开展迎新生、学生会招新、学生会换届大会、新生拔河比赛、火爆新生、新生杯羽毛球赛等活动，帮助新生尽快适应大学生活，发挥其除学习成绩外的其它特长，扩大大学生活的接触深度和广度;干部培训、秋韵杯辩论赛、学术报告会、趣味运动会之活力金秋、院学生会素质拓展、鹿鸣杯、闪耀英语月、中华魂征文大赛、法制日、“三走”舞林大会、元旦晚会等活动，丰富了学生的大学生活，开阔了其眼界;从第一课堂之外，展现了新一代大学生精神风貌，有力地引导并提高了大学生社会生活的各种技能和素质;通过举办五四艺术展演、义务劳动、“放下手机，重拾美好”摄影展、母亲节活动、模特大赛、考研与就业经验交流会等活动，激发了赶超比拼活力，也增强了同学间的合作和友谊 [18，19]。

通过第二课堂活动，有的学生找到了自信和追求美好的目标，有的养成了良好的学习和生活习惯，有的被激发起学习动力，促进素质全面提高。

5 结语

大学教育不该像中小学一样设定参考答案和标准答案，不是设限的知识圈，而是师生能够共同探讨、相互激发思考、碰撞出思想火花的园地。健全的专业人才培养需要多层次、多维度、多角度等全方位提升格局和境界意识，思维不设天花板，有智慧的异想天开是计算机教育思维的根本保障。

计算机类专业教育面对新挑战，探索新出路，从以教师为核心的知识教育，转变为以学生中心的能力素质教育，以“新工科”建设的“五个度”（目标达成度、社会适应度、条件保障度、有效度和结果满意度）作为培养质量衡量的依据，不断改进、追求卓越，打破历史束缚，探索新方法，真正培养思想活跃、思维敏捷、素质全面、能力突出的高水平专业技术人才[8，15，20]。

参考文献：

[1] 陈婷婷. 普通本科院校计算机专业学生就业分析及应对策略[J].长春教育学院报，2013，29（8）：123-124.

[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[3] 高小鹏. 计算机专业系统能力培养的技术途径[J]. 中国大学教学，2014（8）：55-59.

[4] 佛雷德里克·马特尔. 智能——互联网时代的文化疆域[M]. 左玉冰，译.北京：商务印书馆，2015.

[5] 王腾蛟，陈郁馨，陈薇. 计算社会科学的兴起与发展[J]. 中国计算机学会通讯，2018（4）：10-13.

[6] 毛军发. 人工智能与新工科建设[C]. 西安：2018国际人工智能院长论坛，2018.

[7] 李轩涯. 新工科背景下的百度AI人才培养方略[C]. 天津：2018世界智能大会，2018.

[8] 李德毅. 智能时代的教育[C]. 西安：2018国际人工智能院长论坛，2018.

[9] 王全民，郑爽，崔玲. 基于计算思维的程序设计课程改革研究[J].计算机科学，2013（11）：81-91.

[10] 中国科学技术协会. 计算机科学学科发展报告[M]. 北京：中国科学技术出版社，2007.

[11] 袁春风，王帅. 系统能力培养初探[J]. 中国计算机学会通讯，2013（9）：48-55.