新工科背景下计算机类专业实践 教学几个关键问题探讨

葛平俱 王志军 张辉 王玉存

【摘要】介绍了新工科的基本情况后，总结了新工科背景下计算机类专业实践教学存在的主要问题，汇总了目前相关高校对实践教学做的改革情况，提出了前新工科背景下计算机类专业实践教学需要解决的几个关键问题，即实践教学在课程体系中的比重、实践教学的课程体系与设计、实践教学的教学模式与教学实施、实践教学的师资建设、实践教学的考核机制，并对相应问题的解决方案作了探讨。

【关键词】新工科;计算机类专业;实践教学;关键问题解决

1、概述

2017年2月18日，教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，与会高校对新时期工程人才培养进行了热烈讨论，共同探讨了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径选择，并达成了复旦共识。2017年4月8日，教育部在天津大学召开新工科建设研讨会，60余所高校共商新工科建设的愿景与行动。2017年6月9日，教育部在北京召开新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议，全面启动、系统部署新工科建设，30余位来自高校、企业和研究机构的专家深入研讨新工业革命带来的时代新机遇、聚焦国家新需求、谋划工程教育新发展，审议通过《新工科研究与实践项目指南》，提出新工科建设指导意见。复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，奏响了人才培养主旋律，开拓了工程教育改革新路径。

新工科是中国未来科技和智能时代的持续源动力系统。新工科就是对应新兴产业，对新兴产业的加持，新工科就是对高校传统工科专业的升级改造。

对高校来说，新工科首先是指新兴工科专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等原来没有的专业，也是对传统工科专业（电子信息科学技术、建筑工程、机械、材料、自动化、交通工程、冶金、采矿、系统工程等等）的升级改造。对社会来说，新工科强调的重点则是新结构和新体系。新工科既要为高校的传统工科的教育升级服务，又要为社会中已经运行的新兴产业服务。

计算机类专业无疑是新工科建设的重要组成部分，应该聚焦国家发展战略，把握人才培养的新形势与新任务，探索符合工程教育规律和时代特征的新培養模式，主动进行课程结构调整，注重实践教学环节，着力培养学生的创新精神、创业意识、创造能力与实践能力，适应新经济的要求。而实践教学作为该专业本科教学的重要组成部分，对提高人才培养质量发挥着重要作用。

在计算机类专业实践教学工作中，要想为企业、为社会培养更多的核心型、技能型人才，需要以“新工科”作为大的教学背景，结合学校人才培养目标，展开教学改革工作。实践能力的培养是计算机类人才培养的一个重要方面，强化实践教学改革对于计算机类专业教学必不可少。作为全国高校在校生中数量极大的工科计算机类专业，当然要加强实践能力的培养，研究如何搞好计算机类专业实践教学具有非常大的现实意义。

2、新工科背景下计算机类专业实践教学存在的问题

“新工科”背景下计算机类专业实践教学存在的主要问题主要有以下几方面：

1、教学理念需要更新：原有实践教学理念不适应“新工科”背景下的专业建设需求。

2、实践教学重视力度不够：仍然存在重理论轻实践的现象。

3、教学内容陈旧：沿用以往的教学内容，不适合当前新技术发展和社会需求。

4、教学模式需要改革：教学模式与方式陈旧。

5、评价机制需要改革：评价机制不利于实践教学的改革。

6、双师型实践教学队伍欠缺：双师型教师偏少，不能满足实践教学需要。

“新工科”背景下计算机类实践教学改革现状

目前许多高校都针对新工科要求对计算机类专业实践教学做了一些改革，主要实施了以下几方面措施：

1、更新教学理念。

2、实践教学课程体系改革。

3、教学模式与形式改革。

4、评价机制的改革。

3 新工科背景下计算机类专业实践教学涉及的几个关键问题

新工科背景下要求加强实践教学，要搞好计算机类专业实践教学，必然要考虑以下几个关键问题：

1、实践教学在课程体系中的比重。也就是实践学分在总学分中的比例问题。

2、实践教学的课程体系与设计。实践教学由哪些课程组成。

3、实践教学的教学模式与教学实施。实践教学的教学方式，具体怎样实施实践教学。

4、实践教学的师资建设。实践教学的师资来源以及师资培训。

5、实践教学的考核机制。如何考核学生的实践教学效果。

4问题解决方案探讨

针对以上几个实践教学的关键问题，作如下详细研究与探讨：

4.1 实践教学在课程中的比重

随着信息化技术的不断加速，新工科的理念被提出来，新工科新的要求之一就是要加强实践能力，对计算机类专业来说尤其如此，因此要加大实践课程的学分比例，但是又不能无限加大，到底实践环节要占总学分的多大比例呢？要探讨该问题需要考虑以下几个方面：学分的计算规则、新工科要求、国际工程教育认证要求等。

学分的计算规则方面，要分两种情况，即课内实验计入和不计入两种情况。

如果课内实验（理论课内包含的实验）计入，则要把课内实验占的学分和纯实践课程学分加起来，然后计算这些学分占总学分的比例，如果不计算课内实验，则只计算纯实践课程学分总数占总学分的比例。新工科要求实践学分要加大实践环节比例，但没有定量指出比例，国际工程教育认证则定量指出，实践环节占总学分比例应该不低于25%。当然，这个比例还要考虑学校的类型，即研究型、应用研究型、应用型三个不同类型的学校所要求的实践环节比例也应该有所不同，根据对不同院校的调研了解到，对研究型院校来说这个比例在20%-30%之间;应用研究型院校这个比例在25%-35%之间;应用型院校这个比例在30%-40%之间。当然这里只是个建议值，具体各个院校应该根据实际情况来确定。

4.2、实践教学的课程体系与设计

针对新工科的要求，目前大部分高校计算机类专业培养方案的课程体系基本分为：素质模块课，学科基础课，专业核心课，专业选修课，专业拓展课等，这其中包含了实践部分。对实践部分，除了整体上加大学分比例外，还要合理设计，以便符合新工科要求，通过调研相关高校，结合实际情况，新工科下，计算机类专业实践教学课程体系设置建议如下：

实践课程体系中，课内实验按照课程实际需求设置，单独实践课程部分分为：基础实践、专业实践及毕业实习与设计三部分。

基础实践主要包括像军训，社会实践，劳动等;专业实践包括认识实习、课程设计、综合实习、创新创业实践等;最后是毕业实习与毕业设计，各个部分学分的数量要根据实际情况，毕业实习一般在5-10学分，毕业设计一般为5-10学分。

4.3、实践教学的教学模式与教学实施

实践教学的课程体系设计好了不代表就能达到预期效果，如何教学也是一个关键问题，这包括课内实验教学、实践教学两部分。

课内实验教学可以有以下几种形式：教师现场演示延后学生自行练习、学生根据课堂情况自行实验、学生带着作业进行练习等。

实践部分教学模式主要有：统一完成，例如军训，认识实习等;带着实践任务分组或者个人完成，如课程设计;课堂集体学习与带任务完成，如课程设计;校企合做，企业教师进校或者学生进企业，如综合实习;学生进企业完成，如毕业实习;个人单独完成，如创新创业实践，毕业设计等。

4.4、实践教学的师资建设

良好的教学效果离不开良好的师资，实践教学对师资有特殊要求，要求教师具有丰富的实践经验，最好是双师型教师，但是目前高校双师型教师相对比较紧缺，对计算机类专业来说，更要求教师具有丰富的实践经验，对如何打造计算机类专业的实践教师，结合新工科要求，建议采取如下途径：

1.培養已有教师。把现有教师送出去到企业或者机构培训，打造双师型教师或者具有一定实践能力的教师。

2.引进双师型教师，直接引进符合要求的双师型教师。

3.聘请企业工程师做兼职实践教师，聘请企业或者其他相关机构人员做学校兼职实践课教师。

4.5实践教学的考核机制

实践教学效果如何，还需要检验，考核是重要环节，如何考核才能正确的反映学生实际掌握情况呢？针对该问题作如下探讨：

1.考核的方式

考核的方式要根据课程实际情况进行。

从课程类型来说：

对课内实验，可以采取平时作业或者操作+最终大作业+实验报告（如果需要）方式;对集中完成的实践环节，可以采取过程中评价，结束后考察形式（可结合报告），如军训或者劳动;对统一或者分组进行的实践环节，如课程设计或综合实习，可以采取系统或者项目答辩，教师集中批阅等形式;对创新创业环节可以采取学生申报形式（提交规定的申报材料）对毕业实习采取学生提交材料，指导教师打分等形式;对毕业设计，可以采用集中答辩形式。

从考核主体来说，可以采取指导教师评价，任课教师评价，企业指导教师评价以及企业指导教师与校内导师共同评价等方式。

2.考核结果评定

考核结果一般采用传统的百分制或者五级制。

5、总结

新工科对计算机类专业的实践教学提出了新的要求，新工科背景下，计算机类专业实践教学需要解决的问题主要涉及实践教学在课程体系中的比重、实践教学的课程体系与设计、实践教学的教学模式与教学实施、实践教学的师资建设、实践教学的考核机制等几个方面，这些问题的解决要根据课程与学校的实际情况采取不同的解决方案。

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作者简介：葛平俱（1968.05-），男，汉族，山东莒县人，硕士，教授，研究方向：图形图像技术。王志军（1974.09-），男，汉族，山东安丘人，博士，副教授，研究方向：计算机网络与信息安全技术，农业信息化。张辉（1981-），女，汉族，山东新泰人，本科，中级，研究方向：汉语言文学教育与信息化。王玉存（1972.03-），男，汉族，山东曲阜人，硕士，研究方向：物联网工程，通信电子技术。