基于产出导向科教融合的“信息系统实训”课程教改研究

吴 俊

北京邮电大学经济管理学院，北京 100876

以云计算、大数据和人工智能为代表的新一代信息技术快速发展，为把握新时代对高等院校科研教学要求，积极应对产业范式变革，需要积极构建创新导向的人才培育体系。一方面，随着专业教学改革的深入，实践教学的重要性与日俱增，基于学习产出的教育模式（OBE）开始在工科院校实践课中应用[1]；另一方面，社会对复合型人才的要求不断提升，以科研促进教学，开展研究型教学实践已成为教学改革的重要部分[2-3]。2018 年8 月，教育部协同财政部、国家发展改革委联合出台《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》（教研〔2018〕5 号）指出，学科建设要以人才培养为中心，支撑引领专业建设，推进实践育人，积极构建面向实践、突出应用的实践实习教学体系。

当前信息管理类人才的培养存在着重教师课程教学、轻学生学习产出，重知识传授、轻综合应用与创新能力培养的问题，这与飞速发展的技术和变化的产业环境形成鲜明对比。为适应各行各业对应用型、创新型和复合型人才的要求，将产出为导向的OBE 教育理念与科教融合的人才培养方式结合，开展实践教学课程建设成为深化专业教育的重要方向[2]。本文以北京邮电大学经济管理学院开展的本科生“信息系统实训”实践教改课为例，说明如何推进实施以学生学习产出为导向，具有科教融合特色的实训类教学改革，完善理论与实践结合、教学与科研相互促进的课程体系。

1 产出导向，科教融合的实践课程培养思路

实践性教学是以学生为中心，以产出为导向的创新型人才培养的重要载体，传统的信息管理与信息系统专业课程存在着理论性课程与实践性课程衔接不紧的情况，只关注教学进程，而忽视学生学习结果。一方面，专业前沿知识跟不上新兴技术与产业应用的发展节奏，教师的科研经验难以融入学生的教学内容；另一方面，知识传授较为发散，难以培养学生有效应对复杂问题，综合应用所学创新解决问题的能力[3]。为此，北京邮电大学经济管理学院尝试以学生的学习产出为中心，提出“科教融合，实践育人”的信息系统开发实训培养思路。力求将原各实践环节散碎的实验内容设计联结成问题导向明确、创新探索突出的项目化行动式学习，通过实训问题悬赏，项目分组演练和成果展示汇报，一方面，让学生的信息系统开发实践及创新能力在干中学、学中干的螺旋式交互中有效提升；另一方面，将指导教师主持的国家级科研项目、大创课题项目等融入实训选题，让部分具有研究潜质的学生熟悉从文献查找、技术选择到算法实现的完整过程，培养他们科研动手能力和科研探索精神。此外，每次的实训成果也将为科教融合的研究型实践提供鲜活的教学案例。

2 科教融合的实训内容设计

不同于传统的实践教学，科教融合的信息系统实训课程旨在培养学生分解复杂问题，探索解决方案的研究与创新能力。在内容设计上具有6 个主要特点：①问题导向，知识应用。通过设置若干来源实践问题的练习，让不同层次的学生主动选择感兴趣的命题，构建解决问题的知识栈和技能栈。②鼓励探索，勇于试错。动员学习和动手能力强、有研究潜质的同学选择有挑战性、带研究性质的任务，指导教师和研究生助教在过程中指点，在试错中找到正确方向。③快速学习，敏捷开发。要完成实训任务，需要学生综合应用已学知识，快速自学一些新知识，通过分析—设计—开发的不断迭代才能在限定期限完成。这样的演练很大程度上是对企业生产实践的仿真，强化学生主动求新知的意识。④能力互补，团队协作。实训练习以项目组方式推进，组长和组员在项目化演练中加强了解，促进各自知识与能力的互补。⑤过程留痕，项目管控。整个实训持续一周时间，学生的过程文档、代码、设计图等都将上传网络平台，确保项目管理过程有迹可循，阶段任务循迹可索[4]。⑥成果多样，价值实现。根据任务性质和不同难度，实训交付成果除了统一的实训报告外，还有展示PPT、宣讲视频、可运行的系统原型、待完善论文等，让学生有十足的成就感，也满足不同水平学生差异化的成果要求。根据信息管理与信息系统专业培养目标及学生认知程度，按照任务导向和研究导向两个层次设置信息系统实训课任务选题，如表1 所示：

表1 信息系统实训课程内容分层设计

可以看到，实训内容采取分层教学设计，分别设置了系统设计开发类实践和科教融合类实践选题，前者以任务为导向，通过组建6 ～7 人的小组，多元化运用专业课所学知识与技能，完成中小型信息系统的设计与开发，并部署在腾讯云服务器上方便访问查看；后者以研究为导向，整合具有研究潜质的优秀学生，以完成指导教师的科研课题子任务为目标，通过文献查阅、研究设计、数据采集与分析等形式，强化培养学生自主创新意识和探索未知领域的兴趣。进一步地，实训课上结成的科研小组可以在实训结束后延伸为师生科研共同体，持续发挥学生的主观能动性和创造性。

3 项目化的行动学习实训过程

鉴于实训内容分层设计，涉及信息系统设计与开发、数据采集与分析等跨领域的知识技能较多，在实训过程中，尝试采用项目化的行动学习方式将科研融于实践，通过组建团队，创造协同学习环境，将“做中学”与“在反思中学习”相结合，相应地，教师从课堂的“主导者”转变为“引导者”，学生从课堂的“被动参与者”转变为“积极参与者”[5]。整个项目化行动学习实训流程如图1 所示：

图1 信息系统实训项目化行动学习流程

伴随实训推进的是教学手段和科教融合路径的探索性尝试。在教学手段改革环节，通过线上线下融合，开展线上互动+线下研讨的混合式教学。将实训指导书做成互动式电子讲义放在云平台上，方便学生提前阅读，自行选题，并自由组队。实训启动初期，教师在线下就技术难点和要点做讲解与提示，指引各组确定分析思路与技术路线，实训临近结束时，对各组交付成果与汇报进行点评和总结，帮助学生提升知识和技能水平。实训结束后，学生开发的信息系统原型部署在腾讯公有云环境，方便回溯查看。

在科教融合改革环节，一方面开展研究性实践，将教师承担的科技部国家重点研发计划项目分解为本科生能够承担的子任务，带领具有研究能力的优秀学生形成科研共同体，基于任务情境，开展算法设计优化，撰写研究论文；另一方面，与国内商业智能领域知名软件提供商帆软公司合作，将实训成果与数据可视化分析比赛衔接，不仅挖掘学生的数据分析潜能，也让学生在竞赛中获得成长激励，增进学习兴趣。通过上述“科研融入实训，校企合作实训”的做法，不仅培养了高年级本科生后备科研力量，也密切了校企双方“产教融合”联系。对参与的学生而言，形式多样的实训内容、分层设计的任务选题，让学生在“干中学、学中干”，补足专业知识不足，充实信息系统开发与数据分析技能，形成数据驱动、技术赋能的复合型知识体系。

4 科技融合的教改实践效果

从2017 年春季学期开始，相继为经管学院信息管理与信息系统专业2015—2018 级本科生开设“信息系统实训”，参与实训学生共计309 人，实训结束后收集了学习效果的问卷调查。超过93.8% 的学生认为短短6 天的实训开发受益较大，以项目团队方式进行，不仅提高了自身综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力，也培养了团队协作意识。其中近40% 的学生认为自己的数据分析和系统设计开发能力有较大提高，这显示出本课程对于提高学生科研能力具有积极的作用。有92% 的学生认为实训课程具有较强的实用性，对未来的工作或读研有很大帮助。此外，先后有数十位同学参加科研项目实践，撰写研究论文、研究报告近十篇，获得不同层次的竞赛奖励、知名期刊录用等，大大增进了优秀学生对学科前沿研究的兴趣。

5 未来展望

随着科技创新成为驱动中国经济转型升级和可持续发展的重要动力，实现教研融通、跨学科交叉融合将成为新时期高校专业教育的重要方向。北京邮电大学经济管理学院本科生“信息系统实训”实践课程教改的实施，目的是打通科研与教学通路，通过开展以行动学习、项目化演练为特征的产出导向实训，打造具有科教融合特点的专业课程体系。未来的课程教改还可以从以下几方面延展：首先，从商业应用与技术实践两维度延拓相关课程，丰富数据驱动、技术赋能的实践课程体系；其次，可以根据学生的兴趣偏好，将大数据、人工智能等前沿课题融入实训内容，拓宽学生的认知视野；最后，进一步探索教研相互促进的协同培养机制，促进信息管理复合型、创新型人才的高质量培养。