新工科背景下计算机实习实践教学的改革探索

余 琍，徐 霜，张沪寅

（武汉大学 计算机学院，湖北 武汉 430072）

0 引言

高等教育在世界范围内正开展着一场质量保障运动，工程教育进入了快速和根本性变革时期，新工科建设要求计算机类专业人才培养从注重培养数量向提高培养质量转型。这需要精准把握高等教育发展大势，通过一系列实践教学改革探索行动，狠抓实习实践教育工作[1]。目前在本科生实习实践教学的过程中，仍存在一些需要解决的教学问题，主要包括实习实践教学体系顶层设计不够；理论教学与实践教学脱节；教学方式落后难以激发学生自主创新动力等[2]。

1 实习实践教学改革理念

1.1 倡导“以学生为本”的线上线下一体化实训实践教学方式，提升学生专业实践创新能力

因信息化时代学生学习、生活方式变化，学生专业实践能力培养不能只依靠传统的课程教学形式。要做好学生实践能力培养平台设计和建设，在做好线下实验室课程教学的同时，可以引入多种网络在线教学方式。建设多门MOOC 课程，提供相关实验视频，让学生了解实验操作的重要过程，推动学生分组式教学，利用网络线上建立相应组群，开展集体讨论、教师答疑等学习[3-6]。

坚持以学生为本的原则，融合学科优势资源及前沿研究成果，依托国家虚拟仿真实验教学中心建设“虚实”融合的线上线下一体化实践教学平台及实验资源，实现时间与空间上的开放共享，为学生提供全天候、个性定制化、大规模协同实验的条件和机会[7]。

1.2 加强校企合作，引入优质互联网IT 企业，建立校内外一体化实习实践教学新模式

原有的实习教学强调学生自主联系计算机企业及研发单位，开展与毕业就业和社会实践相结合的专业实习活动，专业实习实践工作分散而非必需。目前改革的理念就是不仅要将专业实习实践工作升级换代，而且要将学生实习作为学校专业必修课程来组织实施。与社会知名互联网企业合作，一方面引入企业工程师来学校担任实习教学导师，另一方面带领学生赴知名企业，在企业开展一定时长的实习实训活动，同时将企业实训线上资源，提供给学生开展自主学习，以建设形成校内外一体化实习实践机制。

2 实习实践教学体系建设框架

依托计算机类专业优势学科平台，以系统能力培养为导向，校企协同，学科优势资源共享[8]，打造“专业基础实践能力培养—专业综合实践能力训练—科研创新及创业能力拓展”三层次多平台支撑的计算机类实习实践教学体系（如图1 所示）。建设包括计算机类基础实践教学平台、计算机类专业实践教学平台、计算机类专业共享综合实验平台、校外实践平台、学生创客空间、创业实践基地等专业实践能力培养平台，逐级递进培养学生的专业实践能力和创新创业能力[9-10]。

图1 三层次多平台支撑的计算机类实习实践教学体系

其中，基础实践教学平台建设有基础硬件和程序设计类计算机基础课程实验室，以保证学生专业基础课程实验开展。专业实践教学平台建设了网络工程及大型软件应用类实验室，加强学生的专业动手能力。校外实践平台、学生创客空间、创业实践基地都属于开放式实验环境，提供给学生开展创新创造创业探索和竞赛训练。

3 实习实践教学内容及特色创新

自2018 年以来，为适应新工科建设要求，我们开展计算机类专业本科人才培养方案修订，更加重视学生专业实践能力的培养，强调实习教学环节的效果。在培养方案修订上主要力图做好两个方面的设计和安排：一是做好学生课程实验实践教学环节的改进；二是完成学生实习实训教学整体设置布局，以提升实习工作质量。

在学生实验课程教学方面，与理论课程配套的实验课程对学生专业能力提升起到了非常重要的作用。在整个培养方案中，遵循“习而学”的工程教育理念，制订多模块、相互衔接的递进式实践教学体系，以保证其学时、学分比例不低于总学分的25%；设置计算机类专业基础实验（包括基础硬件实验和程序设计）、计算机类专业课程设计（包括操作系统课程设计、计算机网络课程设计等）；在选修课程中，提供人工智能、物联网、云计算、大型应用软件设计类的实验应用课程。

为统一组织好学生进行专业实习，分别在一、二、三年级的第3学期开设初级项目实践（1 学分）、中级项目实践（2 学分）、综合项目实践（3 学分）3 门必修课程，设置创客实践等创新创业类选修课程，以保证学生在培养环节中的实习实践学习。开展校企合作，开设的初级项目实践、中级项目实践、综合项目实践全部由行业内知名企业承担教学工作。初级项目实践主要是促进对计算机系统和软件开发的认知，包括程序设计基础技能和工程实践基础实训两部分内容，培养学生的软件开发、文档编写、团队协作、软件测试技能，提高编程动手能力。中级项目实践加强专业基础（平台）课程和主干课的实践，实现对理论知识的融会贯通。例如，通过开展Linux 嵌入式应用方向、Java 应用开发等内容的实训，提升对Linux、Java 技术的应用技能。综合项目实践课程注重对知识的提升应用，安排实际工程项目的集中实训，提高工程能力和创新意识。2019 年暑假，我们组织学生去东软公司开展JavaEE 企业级应用开发实训类课程，并推荐优秀学生直接进入东软相关项目组参与项目研发。

指导学生参加各类学科竞赛，以赛促教、以赛促学[11]，每年参加ACM、全国物联网设计竞赛、中国大学生计算机设计大赛、花旗杯金融创新应用大赛、中国大学生服务外包创新创业大赛等赛事，以提升本科生整体专业创新能力。

鼓励学生参与国际交流，组织优秀学生报名参加国外高校组织的计算机暑期科研课程项目，先后选送本科生赴英国帝国理工、美国加州伯克利、美国南加州大学、美国哈佛大学、澳大利亚悉尼大学，参加为期3～8 周的暑期课程，并组织学生答辩，认定考核成绩和学分。

坚持“以课程实践教学为基础，企业实习实训为核心，以竞赛创新教育为抓手”的实习实践特色，使计算机实践教学工作在国内具有一定的辐射示范效应。为适应教学工作要求，实验教学中心融合多学科平台优势和创新实践案例，创新设计“虚实”融合的实验平台新架构，自主开发大规模在线计算机虚拟仿真实验云平台，为学生竞赛创新活动提供良好的环境支撑。

4 实习实践教学成效

武汉大学计算机学院经过近些年来对实习实践教学工作的改进，在教学和人才培养工作上取得了卓著成效。近两年获湖北省教学成果一等奖2 项，开设前沿讲座和实习实训课程12门，建设翻转课堂课程5 门，出版国家级规划教材11 本，持续建设国家级精品课程2 门，获批国家和省级教改项目30 余项。与天源迪科、小米等20 多家企业共建国家级工程实践教育中心、联合实验室或实习实践基地，实习实训投入460多万元。

由于对企业实习效果的认可，在校实习实践类课程的学生参与度也逐年提高。2019 年第3 学期，学院共开出各类实训课程30 余门，邀请腾讯、百度等知名企业专家来校讲课，952 名本科生参加了学院第3 学期的实习实践类课程，参加学生数量居全校首位。2015 年获全国“互联网+”大赛金奖数在全国居首；2017 年获ACM-ICPC亚洲区区域赛金奖7 项；2019 年获全国物联网设计竞赛奖总数居全国第一。两年时间里累计获得各类竞赛奖130 余项，获奖学生500 多人，参与学生1 200 多人。竞赛获奖学生中有80%到国内985 高校和国外知名高校继续深造，直接就业的学生中有98%就职于BAT 互联网企业或国家重要部门，毕业后就业质量较高。

5 结语

如何做好新工科背景下计算机类专业本科学生实习实践教学，一直是提高计算机专业人才培养质量的关键工作[12]。在教学实践中，武汉大学设计了面向计算机类专业的“三层次多平台支撑”的实习实践教学体系，提出了“以课程实践教学为基础，企业实习实训为核心，以竞赛创新教育为抓手”的计算机类专业本科人才培养实习实践模式，在实践中取得了良好效果。当然，计算机类专业学生实习实践等方面的工作还有许多需要探索和实践的问题，要长期努力大胆开展各类改革创新。