新工科背景下民办高校计算机类专业系统能力培养模式研究

余宁 刘晓星

摘 要：本文从计算机系统能力培养的内涵与现状出发，以河北科技学院计算机科学与技术专业的教学改革实践为例，提出了新工科背景下民办高校计算机类专业系统能力培养的新模式，推动高新技术与计算机类专业知识、能力、素质的深度融合，探索计算机类专业改造升级的实施路径，以此来提高学生适应新经济发展的整体素质和综合能力。

关键词：新工科; 计算机系统能力;系统级设计; 系统能力培养

0 引言

随着人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术的发展和广泛应用，计算机类专业人才培养要求也发生了极大变化。在新工科的计算机类专业建设和教育提升中，系统能力培养具有了更加迫切的要求，我国各个生产领域都将电子计算机应用技术进行有效的渗透，也进一步迫使传统的电子计算机专业院校学生面临着巨大的就业压力，因此，此背景之下，就计算机类专业系统能力培养教学策略进行系统的研究是具有一定积极意义的。

1 系统能力培养内涵

随着大规模数据中心的建立和个人移动设备的大量普及使用，为了应对各种复杂的计算机应用，编写出各类适合不同平台的高效程序，应用开发人员必须了解不同系统平台的底层结构，并熟练掌握其中的技术和工具，培养相应的技术领域方面的整体系统观以及能够进行软硬件协同设计的贯通能力。

从计算机教学的角度来说，可以将涉及系统能力培养的计算机系统划分为3个层次。（1）运用数学和物理原理，设计和开发计算机运行系统，包括中央处理器（CPU）、操作系统及编译系统，这是计算机最基本的系统，称为计算机基础系统，相关课程包括数字逻辑、计算机组成、操作系统等。（2）运用计算机基础系统原理，设计和开发计算机领域的专门系统，如软件开发系统、数据库系统、网络系统、支撑系统、平台系统等，称为计算机领域系统。（3）运用计算机专业系统原理，设计和开发各种应用系统，如数字制造系统、无人驾驶系统、无线通讯系统等，称为计算机应用系统。

系统能力培养的范围可以涉及这3个层次中的1个或者多个。计算机类专业学生系统能力培养的基本内容是掌握系统内部各软件/硬件部分的接口、运行协同以及系统内部各部件的逻辑关联，了解系统呈现的外部特性与人机交互模式，强调从系统结构角度实现优化的系统功能。具备了系统能力，计算机的应用和创新能力也会由此得到强化与提升。

2 计算机类专业教学模式现状分析

据相关科学研究表明，计算机系统能力即是一种用于解决较为全面且复杂的综合能力，与传统的电子计算机应用技术相比，计算机系统能力俨然逐渐成为电子计算机专业的核心发展力和市场竞争力。目前我国绝大多数综合类大学或工科类大学都在电子计算机专业教学培养中取得不错的成绩，一些国外大学同样也非常重视学生系统能力的培养，而国内的教育部门也认识到了进行电子计算机应用技术培养的重要性，组织并鼓励各大高校进行计算机专业系统能力培养教学改革，结合高校实际发展情况和教学特点不断地进行课程改革、教学模式改革等。

3 计算机类专业系统能力培养教学模式研究

在教育部产学合作协同育人项目中，河北科技学院申请并获批了计算机类专业系统能力培养的项目。该项目以河北科技学院计算机科学与技术专业开展专业系统能力培养教学为例，在新工科的背景下，通过吸收其他高校的教学实践案例，针对自身所存在的不足，展开了系列的能力培养教学体系改革活动，并取得了不错的成绩。

（1）通过构建“3个层次”对系统能力进行培养。第一个层次属于基础教育，把建立初步系统概念作为核心，增强对计算机系统基本原理的理解。第二层次是以系统观为核心的专业教育阶段，主要涉及软硬件的学习。第三层次主要从学生创新能力培养出发进行全面的培养。并开展了综合实践能力培训的相关课程，意在指进一步有效地锻炼学生独立解决新工科背景下产生的复杂工程问题的能力。系统能力培养的3个层次都是围绕着本阶段的核心目标开展教学的，从而推动计算机系统能力培养教学模式的全面发展。（2）计算机系统能力课程群的创建。该项目从工程教育认证标准对学生能力的要求出发，从多个角度分析和探究各门课程之间的联系，以此构建出系统能力培养课程群，整个课程群应当包括有以下课程：计算机系统理论基础、计算机应用编程、程序设计等等等课程，进而为学生建立完整的系统观，创建全新的实践与理论知识相互结合的专业教学体系。（3）以系统能力为导向，建立具有创新性的人才培养模式。把系统能力培养作为首要目标，由教师设立课题，组织学生参与进来，进而增强学生解决复杂工程问题的创新创业实践能力，同时要鼓励学生表现自己，引导学生参与各种专业竞赛，增强学生的自信心，并把学生在创新创业和学科竞赛上的成绩和表现纳入课程考核中去，利用比赛和考核制度来调动学生的积极性，激发学生创新创业的动力和潜力。（4）加强师资队伍建设。为了教师能够顺利地完成教学任务，学校成立了计算机系统能力教学组织，并投入一定量的专项基金，让老师能够有足够的资金进行科研，或相互之间就系统能力培养问题进行沟通与交流，让经历过改革的教师分享经验。邀请知名院校的专家到校授课，组织在校教师与专家进行深入交流，从专家身上吸取教学经验和方法，以此来提高自身的专业素质。

4 总结

计算机类专业的新工科改革不是一蹴而就，应该循序渐进的推进，需要重点把握学与教、实践与创新创业，加强学科建设，转变教学理念。本文主要就新工科背景下计算机类专业系统能力培养教学模式进行了研究和分析，希望能够通过教学改革，培养学生思维能力，进而提高了学生解决复杂工程问题的能力，满足了社会发展的需要。

参考文献：

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（03）.

[2]关金名.新工科建设背景下计算机类专业人才培养探究[J].考试周刊，2019（49）：9.

教育部高等教育司2019年第二批產学合作协同育人项目课题编号：201902299001

作者简介：余宁（1981-），女，河北保定人，学士，副教授，主要研究方向：计算机技术。