师范院校计算机类专业师范生工程教育教学实践探讨

董 婧，张顺吉

(1.曲靖师范学院 信息工程学院，云南 曲靖 655011；2.曲靖师范学院 信息与教育技术中心，云南 曲靖 655011)

当今计算机技术的更新日新月异，高校教学内容更注重学术性知识，且更新相对缓慢，本科生在校四年的学习内容往往与社会对人才的知识和技能需求存在一定差异，导致人才知识和能力结构的不合理，毕业生在就业时存在专业对口而工程能力不足的情况[1-4]，创造力就更无从谈起[5-7].计算机科学与技术(师范类)专业的学生工程能力不足的情况尤为突出.在人才培养方案中，培养目标为具有扎实的计算机科学与技术基础理论、基本知识和基本技能，能熟练地进行程序设计,使用数据库技术、网络技术以及多媒体技术等解决实际问题，能适应国家基础教育发展所需的中小学教育和职业教育的高素质信息技术教师、信息技术管理人员及其他教育工作者，以及能适应地方经济建设和社会发展所需要的从事信息技术相关工作的高素质应用型专门人才.培养目标既强调了学生的计算机专业工程能力，又兼具师范类的特点.在人才培养方案中，专业课的设置偏向于师范类相关专业课，对于计算机专业只涉及到计算机专业基础课，工程实践课程以专业任选课方式开设，且门数较少，导致学生工程能力偏弱.在现代高等教育中，工程教育的内涵与外延都在扩大[8-9]，越来越多的专业都在强调工程素养[10-12]，作为计算机科学与技术专业的学生更应注重工程能力的培养[13-14].

1 加强师范类专业学生工程教育培养的迫切性

1.1 申请教师资格现状

2017年入学的全日制普通高校师范类专业学生，不可以申请直接认定相应的教师资格，而是需要参加全国教师资格统考，学生可以在大四时报名参加考试，每年有2次考试机会.也就意味着师范类专业学生与非师范专业学生相比没有先天优势，竞争更加激烈，迫切需要加强计算机专业师范类学生的工程培养，多渠道拓宽毕业生的就业范围.

1.2 课程开设与就业情况

研究选取信息工程学院2014级计算机科学与技术(师范类)专业的学生为研究对象，对其四年的所有科目学习成绩与绩点进行分析挖掘，使用数学统计方法中的相关分析研究师范生就业质量与师范类必修教师教育课程, 师范技能方向课程, 多媒体应用方向课程, 网络应用方向课程、专业类认证资格证书数, 大学四年累积学分绩点6个自变量之间在数量上的相互依存关系，分析就业质量的影响因素和作用强度，对于科学制定培养方案和教学大纲，科学指导师范生在校期间的学习行为，提高师范生就业质量有着重要的现实意义.数据预处理如下所示：

表1 计算机科学与技术(师范类)专业培养方案中专业任选课程清单

预处理后的信息包括了大学4年累积学分绩点、是否有专业类认证资格证书、师范类必修教师教育课程平均分等级、师范技能方向课程平均分等级、多媒体应用方向课程平均分等级和网络应用方向课程平均分等级6列作为自变量，教师类工作好坏情况(即就业质量)作为因变量，研究其与各自变量的相关性和作用强度，结果如图1所示：

表2 课程成绩等级划分

表3 就业情况划分

表4 专业资格证书及师范类必修课程

图1 变量之间的相关性近似矩阵

使用相关分析中的距离分析方法来分析多个变量之间的相关程度，近似矩阵是标准的对称矩阵，通过近似矩阵可以观察到变量间距离关系的强弱，教师类工作好坏情况与是否有专业类认证资格证书之间的距离相关系数为0.651；与大学4年累积学分绩点的距离相关系数为0.531；与师范类必修教师教育课程平均分等级之间的距离相关系数为0.349；与网络应用方向平均分等级之间的距离相关系数为0.207；与多媒体应用方向课程平均分等级之间的距离相关系数为0.032.

通过分析计算机科学与技术(师范类)专业就业质量，从变量间的近似矩阵可以看出，教师类工作就业质量与师范类必修教师教育课程、师范技能方向课程2个变量的相关系数较小，而与是否具有专业类认证资格证书和大学4年累积学分绩点2个变量的相关性最强，与多媒体应用方向课程相关性最弱.从中可以看出，教师职业已经不是该专业学生的主流选择，注重获取专业认证资格证书，培养自身工程应用被越来越多的学生所认可，也和就业质量紧密相关.

2 以工程资格认证为导向实施工程教育培养

2.1 开设专业认证课程，参照认证标准促进学生工程素养

根据学生的报考意愿，我院将全国计算机技术与软件专业技术初级和中级资格(水平)考试辅导系统开设为一门专业选修课，该课程安排在大三的第2学期，共分为3个方向：数据库系统工程师认证、软件设计师和网络工程师认证.课程内容涉及到计算机硬件、数据结构与算法、操作系统、程序设计语言、计算机网络、数据库技术、多媒体知识、系统开发和运行维护、安全性知识、标准化知识、知识产权、计算机专业英语等多门专业课程，学科交叉性强.需要改变针对单门课程的碎片化学习，以完整的工程项目作为教学案例，可以引导学生主动思考、解决问题，有效促进学生的工程理论知识，提高其工程实践能力.以数据库系统工程师认证课程为例，下午为数据库系统设计与管理考试，考试内容涉及数据库设计、数据流图设计、数据库系统的运行和管理、SQL语言.根据数据流图设计和数据库设计的题目要求，使用DDL和DCL语言完成创建数据库、关系表和视图的设计，创建用户并完成权限的授予.对于难度较高的SQL语言知识，根据实际创建的关系表和视图，使用DML语言插入实际案例所需的多条记录，使用DQL语言进行查询时可以验证语句是否正确.教师可根据语义自定义查询条件，有意加入GROUP BY、ANY/ALL、EXISTS/NOT EXISTS、聚集函数、IN和相关/不相关子查询等重要且难掌握的知识点，增强学生的自信心.在此基础上进一步完成触发器和存储过程编写相关习题，其中也会涉及到函数的定义与使用，解题用到程序设计、软件工程等专业知识，进一步锻炼学生的工程实践能力，通过以上工程项目实践，使学生进一步理解触发器、视图和存储过程的作用与使用范围，加深理论认知，增强其解决实际问题的能力.

开设专业认证辅导课来总体教学效果良好，我院学生参加数据库系统工程师考试2012年和2013年过关率在30%以上，2014年过关率达15%，2015年过关率在10%以上，2016年过关率达11.6%,2017年和2018年过关率达42%以上.

2.2 以竞赛促进学生工程实践能力的培养

从计算机科学与技术(师范类)专业培养方案专业任选课程清单可以看出，该专业开设的工程实践类课程偏少，且比较基础，涉及到的新知识新技术更少，不利于学生开展工程实践.为了夯实学生理论基础，将其工程思维能力实战化训练，学院和学校可以参考全国高校学科竞赛排行榜，以各类学科竞赛和企业主导的各类竞赛为依托，鼓励有工程背景的教师指导该专业学生和其他专业甚至不同学院的学生共同组队，参加“互联网+”、“挑战杯”、大学生程序设计竞赛、数学建模竞赛、计算机设计大赛、华为ICT、物联网竞赛等大学生竞赛，创建团队协作、学科碰撞和项目模拟的实战环境，通过完整的工程项目实践，切实提高学生的实践认知能力，实现以竞赛促进学生培养和练习、以竞赛促进教师教学，以竞赛提高学生的学习兴趣[15]，进而激发其主动学习、研究新知识和新技术的热情.

2.3 建设双师型队伍

良好的工程教育教学效果离不开教师的工程能力，提升教师的工程能力能够有效促进工程人才的实践能力培养.现今，一些实践性较强的学科专业基础课的教学没有以解决完整工程项目的方式进行，导致学生学完依旧对具体工程项目无从下手，也和教师的工程能力有很大关系.尤其对于计算机科学与技术(师范类)专业学生来说，工程类课程门数本就有限，如何在现有条件下提高工程实践教育教学效果显得更为棘手.学院和学校可以采取相应措施激励教师参与各种专业认证的考试，提升自身理论水平，也可以实际了解当下计算机技术的变革与趋势，并适当融入教学，加强教学的趣味性与先进性；也可以依托学校平台为专任教师和企业搭建桥梁，使教师有机会接触实际工程项目，获取工程背景，提升自身的工程能力.通过以上举措建设“双师型”师资队伍，提升专任教师队伍的整体工程能力和实践教学水平.

2.4 携手企业协同办学，实现产教融合

在数字化时代的大背景下，计算机技术和互联网技术更新快速，人工智能、机器学习日趋成熟，成为工程实践的主流，而计算机科学与技术(师范类)专业培养方案中很少涉及到当下热门技术所需的背景知识；对于主流的开发技术，如何带领学生学习练习对于高校教学也是一个挑战，对于该信息不对称问题，学院和学校可以加强与专业实训基地、合作育人企业和用人单位多方面沟通，及时了解行业发展现状、人才需求情况和用人单位对毕业生知识的要求等，不断调整培养方案，树立企业导向、开放办学和持续改进的工程教育理念.对于高年级的一些涉及新技术的专业选修课，也可以去企业聘请有丰富工程经历的工程师来高校兼职、授课，提高教学效果，解决学生应聘时对新知识、新技术知之甚少的尴尬境地；针对当地行业需求，学校和企业共同创办服务和研发中心，协同创新，鼓励优秀的教师和学生加入其中，共同参与开发，搭建工程教育共同体.通过多方举措进一步拓展就业渠道，提升学生的工程实践能力和创新能力，提升毕业生的就业竞争力和就业质量.

3 结语

针对计算机科学与技术(师范类)专业具有计算机工程能力和信息技术师范能力的双重培养目标，而现今申请教师资格需参加全国教师资格统考，增大了教师资格认定难度.使用数学统计方法对该专业学生在校成绩和就业情况进行分析，发现教师职业已不是主流选择，学院和学校可从课程开设、学生竞赛、师资队伍和企业协同办学等几个方面，以工程资格认证为导向实施工程教育培养，学生选择相应的专业认证资格类相关专业选修课进行系统深入学习，努力取得计算机类比较权威的专业资格证书，提高自己大学4年的累积学分绩点，对就业帮助最大；二级学院也应合理制定专业方向选修课的各门课程，注重工程实践教学，多举措提高学生工程能力，促进人才培养，提升就业质量.