地方院校计算机学科拔尖创新人才培养模式的探索与实践

杨凤年，徐长梅，何文德，李方敏

（长沙学院计算机工程与应用数学学院，湖南 长沙 410022）

中国的高等教育已进入普及化阶段，且中国正处在从高等教育大国向高等教育强国迈进的征程中。积极响应建设创新型社会的号召，满足区域经济社会发展的迫切需求，破解高等教育普及化背景下高校学生拔尖创新人才培养瓶颈，提升高校人才培养质量，形成符合高校自身学科特色的拔尖创新人才培养模式，有效解决在拔尖创新人才培养过程中遇到的各种问题，是我国高校人才培养的当务之急。

1 国内地方高校计算机学科拔尖创新人才培养现状

拔尖创新人才是决定国家综合国力与核心竞争力的关键要素，党和国家历来高度重视拔尖创新人才的培养。教育部于2009年启动了国家“基础学科拔尖学生培养试验计划”，20所国内知名高校参与了该计划，主要在数学、物理、化学、生物和计算机科学与技术五个学科进行了探索和试点。事实上，计算机学科拔尖创新人才的培养与探索工作起步更早，始于图灵奖获得者姚期智在2005年创办的清华大学计算机科学实验班，俗称“姚班”。2010年后，国内就有10所顶尖高校依托“基础学科拔尖学生培养试验计划”项目的支持，开展了计算机学科拔尖创新人才培养工作［1］。如今，中国在计算机教育领域有一定优势，该领域人才的工程能力非常强，为国家做出了巨大贡献；在计算机科学方面，对于基础学科缺乏培养；在教学方面，对学生的深度思考训练不够重视［2］。后来，国内如华南农业大学、重庆理工大学、吉林大学珠海学院等其他高校，在计算机学科拔尖创新人才培养方面，进行了各具特色的探索和实践，取得了明显成效。不过，目前国内还有众多高校在计算机学科拔尖创新人才培养方面的工作起步较晚，尚未从人才选拔、师资配备、计算思维和系统能力培养等环节着手统筹实施［3］，尤其是大多数地方高校在该领域尚缺乏有效行动。

2 长沙学院计算机学科拔尖创新人才培养实践

高校应该根据自己的办学定位与学科特色来确定其拔尖创新型人才的培养模式。长沙学院是“十三五”国家产教融合发展工程应用型本科规划高校，2018年入选湖南省“双一流”高水平应用特色学院建设项目，形成了以工程应用类学科专业群为主体，理、工、文、管、法、艺等多学科协调发展的学科专业特色。为贯彻实施人才强国战略，根据长沙学院的办学定位和学科特色，借鉴国内外高校的人才培养理念、模式和方法来培养人才，构建了服务区域经济社会发展的计算机学科本科生拔尖创新人才培养模式。

2.1 目标定位

计算机学科拔尖创新人才的培养目标，就是培养掌握扎实的计算机学科专业基础知识，具备良好的工程实践能力，了解学科发展动态和研究前沿，受过系统科学研究训练，具有国际竞争力的计算机学科拔尖学生，经后续培养成为所从事研究领域的领军人才［2］。

长沙学院属于地方应用型本科院校，培养的计算机学科拔尖创新人才，首先要求具有国际视野、家国情怀和必备的人文素养，然后要求扎实掌握数理基础、计算机、信息安全、项目管理等专业基础知识，培养学生的创新能力和计算机系统开发与应用能力。学生既要接受较好的数理基础和专业基础教育，又要夯实专业能力和工程实践能力，尽早接触学科前沿。学院鼓励学生在科学挑战中学习科学知识、掌握创新方法，让学生直面学术研究前沿开展探索和实践，把研究性学习贯穿到整个本科教育过程：一年级夯实学科基础知识，二、三年级开展创新挑战项目训练，四年级培养综合应用能力。

2.2 实施举措

长沙学院于2014年启动了计算机学科拔尖创新人才培养工作，并为此选派了优秀师资，提供了较好的软硬件条件，学院组织数十位高水平专业教师相继成立了6个学生创新实验室，对学院的优秀学生进行差异化重点培养。人才培养路线如图1所示。

图1 计算机学科拔尖创新人才培养路线

（1）拔尖创新人才的选拔

计算机学科教学实践表明，即使是同一录取批次招录的学生，在计算机相关课程方面的学习天赋和学习能力也存在较大个体差异。据不完全统计，约有15%的计算机相关专业本科生有较好的学习天赋、较强的求知欲和学习能力。在日常教学环节中，如果不加甄别地给所有学生安排同样的学习任务，按同样的进度和要求教学，那么，那些学有余力的学生的学习和创新潜力就不能得到很好的挖掘，这样不利于计算机学科拔尖创新人才的“冒尖”和茁壮成长。因此，有必要为这些有潜质的学生提供比大多数普通学生更好的英才培育环境，即在本科教育阶段，依靠科学合理的选拔方法发掘拔尖人才，在选拔后因材施教，引领他们走上成长的快车道，再经过不断竞争淘汰，使真正的计算机学科本科生拔尖创新人才脱颖而出。

通常是选拔英语和数学基础较好、心态积极上进、思维活跃的本科新生加入创新实验室。计算机学科拔尖创新人才的选拔宜早不宜迟，主要从大一上学期期中开始选拔。首先通过专业课任课教师推荐，也可以通过实验室举办的校内选拔赛选出，还可以通过查看学生的期末考试成绩加面试的方式选拔，特别是从英语、高等数学和计算机程序设计等课程的考试成绩突出者中选拔。今后准备尝试从生源质量较高的省份中，选出高考数学和物理两科成绩突出者，从进校开始就重点培养。

由于创新实验室的资源相对有限，为了发挥创新实验室的最佳效益，目前只能为那些具备自学能力、自我管理能力和较强行动力的学生提供学习环境。因此，学院还拟定出了计算机学科本科生拔尖创新人才队伍的动态准入和末位淘汰机制。

（2）师资队伍的保证

没有高水平的教师就培养不出高水平的学生［4］。学院发挥计算机学科的综合优势，建立了一支较高素质的师资队伍，鼓励他们从事学生拔尖创新人才的培养，并采取措施确保一批优秀的专业教师和学科带头人承担专业核心课程教学与学生科研指导工作。此外，学院还聘请了高水平的校外师资对学生进行专业指导，形成了一支规模适宜、知识结构合理的较高水平指导教师队伍。

为确保落实导师制，学院为每位学生配备一名高水平指导教师。同时，学院还聘请责任心强的年轻优秀教师作为辅导员，保持与学生的密切联系，协同指导教师解决学生在学习、心理和生活等方面的困难。

（3）入选学生的管理

学生管理采用教师管理和学生自主管理相结合的方式进行。实验室制定了日常打卡制度，每周的实验室学习工作时间小于40小时将被警告。学生入选后，教师首先将学生按其兴趣和专业知识结构分成若干课题组，课题组日常管理由业务和组织能力出众的高年级学生组长负责。团队指导教师则根据各自的专业研究方向和特长负责指导相应的课题组，并对各课题组制定相应的督促和考核机制。

为增强团队凝聚力和集体荣誉感，做到劳逸结合，各课题组还定期组织学生参加文娱活动和聚餐。

（4）入选学生的培养

进入创新实验室初期，学生自主学习完成指导教师布置的任务，实验室定期举办学习成果交流与经验分享会，然后教师定期对学生学习效果进行考核，根据考核结果和项目需求针对特定知识点查漏补缺，再进行授课培训。学院会定期聘请国内知名专家、海外名师和企业工程师，针对学科前沿课题与先进技术举办学术讲座和短期培训，邀请企业兼职导师就项目研发进行具体指导，并组织学生进入省内外高水平实习基地领略企业文化、学习先进技术。

与此同时，学院还鼓励学生参加大学生程序设计竞赛、物联网应用创新设计大赛、“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛、全国大学生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛和“电工杯”数学建模竞赛等与本学科相关的竞赛，并指导学生将科学研究和工程实践所取得的成果归纳总结后，撰写科研论文、申报专利和计算机软件著作权。

2.3 实施成效

近年来，长沙学院在计算机学科的各个学生创新实验室中吸纳的优秀学生共保持在60名左右。根据这些学生的特长和兴趣，引导他们在人工智能、机器学习、机器人、大数据、物联网和网络空间安全等领域开展学习、研究和系统研发工作，已初步探索出一套行之有效的管理和指导模式，并已取得较好的培养效果。这些学生在学科竞赛、创新研究与项目研发等方面成绩突出，获得了校内外各方的认可与肯定。在学科竞赛方面，近几年长沙学院的竞赛成绩在湖南省同类院校的计算机学科中名列前茅，仅在2017—2020的四年期间，长沙学院计算机工程与应用数学学院学生共获得各类省级以上学科竞赛奖148项，其中国家级奖58项，省级一等奖20项。近三年来学生共发表科研论文15篇，其中SCⅠ论文1篇，获得计算机软件著作权18项，获得立项的省级以上学生创新创业项目10项。此外，学生的考研深造质量逐步向好，如2018届攻读研究生学位的学生就读院校有北京师范大学、中南大学、东北大学、湖南大学等高校。与此同时，毕业生的就业质量也得到了稳步提高，近几年毕业生的就职单位包括腾讯、阿里巴巴、字节跳动、小米、网易、迅雷、新浪、中国中车和广州海关等国内知名企事业单位。

3 未来构想

其实，长沙学院目前在学校层面尚未制定拔尖创新人才培养的相关政策。本研究考虑择机向学校建议成立“计算机学科英才计划班”，建议被采纳后立即制定专门的计算机学科拔尖创新人才培养方案，选派顶尖的教师授课，在低年级通过开展更扎实的基础课学习，开设低年级讨论班、读书班、学术讲座，强化教师对学生的指导等方式，以夯实基础、培养兴趣，并争取这部分学生在导师的指导下尽早开始进行科研和项目开发的初步训练。在高年级阶段，则要通过开设高水平的具有学科基础、前沿和交叉特点的研究性课程、高年级读书班与讨论班，举办前沿课题学术讲座与国际学术交流活动，在导师指导下进行个人或小组科学研究与综合应用项目开发等举措，夯实学生的专业基础知识，拓宽其学术视野，提高其研究开发与创新能力［5］。

同时建议学校出台相关政策，鼓励各教学实验室、各级重点实验室、工程技术中心，特别是实验教学示范中心、人文学科重点研究基地等全面对入选学生开放，并努力创造条件为学生的学习与科学研究项目开发提供更有力的支持。

4 结论

根据长沙学院的办学定位和计算机学科的专业特色，经过六年探索，学院在计算机学科学生拔尖创新人才的培养方面取得了初步成效。主要实施举措包括以下几方面：（1）精心选拔人才，指派优秀导师；（2）将拔尖创新人才纳入教师的科研团队，参与科学研究和实际项目研发；（3）鼓励和指导学生参加学科竞赛；（4）培养其科研成果归纳总结能力，指导其撰写科研论文、申报专利和计算机软件著作权；（5）指导其申报大学生研究性学习和创业创新性实验计划项目，形成集教学科研融合、校企融合、以赛促教、以赛促学于一体的全新育人模式。实践结果表明，这些举措实施对提高计算机学科学生拔尖创新人才的综合素质和实践创新能力有较大的促进作用。