新时期教育理念下计算机专业实践教学体系构建与实施

缪贤浩,罗世奇,刘志远,纪 鹏

（湖北理工学院计算机学院，湖北 黄石 435003）

计算机专业实践性很强，在过去应用型本科转型过程中，各本科院校都特别注重学生动手能力的提高，通过加大实践教学比重逐步向实践教学环节倾斜，并且在转型的过程中都取得了一定成绩。随着“大众创业、万众创新”政策推出，现代社会对学生专业领域的综合素质要求也进一步提高。随着“专业认证”工作在全国范围内的推广，各高校对现有教学模式改革进行了新一轮的探索。湖北理工学院计算机学院在过去的十年间，积极推进应用型本科教学，不断探索，逐步形成“理论课－基于校企合作的项目实训－IT企业顶岗实习+就业”的“三元互动，协同创新”的教学模式，取得的一些成绩，但随着全国专业认证工作的推进，出现了一些新问题：

第一，基础、实训教师之间授课缺乏沟通。基础课实验环节的教学缺乏实际应用领域的范例，实验教学组织验证实验多，实验中模拟的问题与其他课程关联较少，缺乏实际意义。实训课的实践缺乏外延，很难融入专业基础知识。基础实验课与专业课之间各自为阵，很难有机联系在一起。

第二，学生动手意识薄弱，独立思考能力不强。作为地方本科院校，学生在学习过程中主动学习能力不足，动手意识薄弱，教师在教学过程中需要花费大量的精力对课堂的学习情况进行把控，难以达到预期的学习效果。学生在基础课学习上不善于思考课程间的相互联系，导致对整个专业认识不够深入，不利于未来的自我提升。这也从某种程度上影响了研究生升学率。

为此学院结合专业认证的要求提出了 “三三”教育理念。第一，确定“学以致用，招之能用，创新耐用”人才（“三用”人才）培养目标；第二，进一步实践“三元互动、协同创新”的做法机制；第三，结合专业认证，融合“知识、能力、素质”，逐步构建三位一体的实践教学体系。

1.“三三”教育理念

1.1 确定以理论教学为基础，以实践教学为中心的教学理念，培养“学以致用”人才

首先，确定实践教学为中心的教学理念。人才教育定位工程人才培养，学院一方面确保实验课以及课程设计等实践教学环节的主导地位，让学生熟练掌握理论知识在工程领域里的应用，另一方面，为了培养学生工程应用能力，在第五第六学期按照不同专业领域的项目工程流程开设了为期一年的实训实践课，提高学生该工程领域的动手能力。

其次，加大基础课程的实践环节，通过综合课程设计加深对专业基础课程的理解，让学生不再认为基础课无用，而是认识到基础课应做到“学以致用”。分别在大一大二的暑假前开设为期一个月的小学期实践课程，对一年来学习的专业基础课程进行回顾，总结，完成一项综合课程设计。

1.2 落实学生导师制，深化学科竞赛、专业技能证书“考证”指导工作等第二课堂环节，培养“招之能用”人才

首先，由于计算机行业发展地域差异等原因，地方高校在计算机工程领域获得先进知识时效性先天不足，学生获得新知识一个最快捷的途径便是学科竞赛。通过竞赛获奖这一形象化的知识获得模式刺激学生学习主观能动性，引导学生根据个人专业兴趣自我学习，学生在竞赛做项目的过程中主动应用基础知识、学习新知识新技能。另外，教师也通过竞赛开阔了眼界，在指导过程中进一步熟悉专业知识技能，提高自身的业务能力。学院的物联网工程方向教师常年扎根于“蓝桥杯”、“TI杯”等省级国家级比赛，将比赛成果应用于教学，教赛相长，比赛成绩、教学水平逐年提升。

其次，计算机行业中数据库、网络方面的证书以及传统软件工程师方面的证书含金量较高。计算机行业权威证书也是学院师生技能提升的一个方式。近5年学院网络工程方向教师指导多名学生获得华为公司网络工程师中级、高级的证书，师生的专业水平共同提高。

再者，落实学生导师制。学生入校对计算机行业普遍不够了解，很多学生依然对计算机专业抱有错误的认识。通过导师对学生在入学阶段的指导，可以有效地引导学生提前进行大学规划，让学生更好地适应大学生活，加快对计算机专业的认识。由于大三要进行工程专项性学习，学生在头四学期需完成除了公共课外所有专业基础课程学习，学习任务重。学生导师制一方面可以让老师更好地指导学生的专业基础课，更重要的是把控学生在校的学习状态，为养成良好学习习惯打基础。

1.3 深化 “三元互动，协同创新”，培养“创新耐用”人才

“创新耐用”人才即学生在工作以后能灵活运用所学的知识学习新知识并解决工程上的实际问题，是学生综合素质的体现，专业基础课为学生后续学习的基石。计算机专业基础课实践主要是C语言、数据结构、操作系统、计算机组成原理、计算机网络等课程的课内实验以及对应的实践教学环节培养学生运用计算思维理解计算机专业基础知识的能力；工程项目实训主要通过计算机软硬件应用系统项目开发培养学生利用所学知识解决系统工程问题的能力，让学生在校内接触实际工程项目开发，提高动手能力。在学生进入高年级，通过校企合作，将企业里最新的项目引入教学，学生在具备基本的算法思维以及工程应用能力的基础上，借助学校的创新实践平台激发学生不断思考，培养具有一定创新意识的“耐用”人才。

2.基于“课赛证业”实践教学体系的构建

计算机学院下实践教学体系涵盖计算机科学与技术、网络工程、物联网工程、软件工程四个专业，按照实验难度分为认知、验证、综合及设计类、项目类、比赛类、毕业设计类实验六个级别，按照作用分为基础类、工程类、比赛证书、创新创业四大类。学生入学从认知、验证类实验开始学起，每到一学年暑期通过综合设计类大型实践环节总结一年所学为下一学年的教学以及竞赛打基础。学生在学完三个学期以后按照自己学习兴趣分方向，在第五学期按照兴趣方向进行工程类专项学习，完成一学年的综合设计类项目，在第四学年进行并完成工程创新与实践、毕业实习及毕业设计并最终就业。

表1 典型的实验课程分类情况

以上课程以及实验项目的设置坚持以“学科竞赛、职业认证”为目标，“以赛（证）导学、以赛（证）导教，以教促赛（证），课赛（证）共生”。

“算法认知与实践”主要面向CCF-CSP认证，学生在学习基本语言以后参加考试，着重提高学生的基本算法认知能力，为“蓝桥杯”输送比赛人才；“单片机原理及接口技术”面向硬件方向的“蓝桥杯”比赛，着力培养学生基于接口的硬件程序设计能力，为后续的比赛做准备；学生参加了硬件方向蓝桥杯后在第三学年学习“物联网综合设计”等课程可以参加全国物联网大赛；对网络构建感兴趣的同学可以参加华为认证；对数据库感兴趣的同学可以参加数据库类认证。比赛、证书类实践环节采取分级指导管理，三年不断线，用学科竞赛鼓励学生自主学习，提前学习，培养学生“创新意识”，提高学生的“创业能力”。第四学年为通过工程创新与实践的学习将之前的竞赛学习成果总结融合，在毕业设计阶段形成一个好的作品，达到“三用”人才的要求，为后续的就业或创业提供良好的机遇，提高自身竞争力。通过上述形式，以竞赛、认证为指导，逐步优化基础类课程。同时，在教学过程中，教师也不断开阔眼界，提高个人业务能力，总结教学经验，再次促进教学各方面进步。

3.“课赛证业”实践教学体系的实施，促使实践环境持续改进

教师通过比赛、校企深度合作，教学水平逐步提高，学院的实践教学环境也逐步改进，具体体现如下：

3.1 硬件环境逐步集成化，虚拟化

通过比赛、校企以及兄弟院校间的相互交流，总结经验学院组成原理实验、单片机类课程实验逐步虚拟化，过去的实验箱更多用来实验入门以及硬件体验。部分网络原理课程的实验逐步走向虚拟化。

3.2 基础实验逐步复杂化

虚拟化让更多的实验通过软件模拟进行，这样加大了实验的机动性，教师可以设计更多个性化的实验，学生由于软件的引入学到了更多以前学不到的知识。在网络实验中，学生可以进行协议的分析，在硬件组成原理的实验中，由于软件的引入，学生可根据个人兴趣学到EDA方面的基本知识。

3.3 形成师生共创的实验室建设氛围

通过比赛、认证，参与的教师可以将其中的具体项目分割出来，引入新实验或者改进旧实验，通过与旧实验的对比理解行业发展的趋势，科学地更新实验项目。

参加比赛的学生，也可以结合自己比赛经验帮助老师改进实践内容，这样鼓励学生参与到实验项目设计中，提高了学生主人翁意识，可以扭转学生“被动学习”现状，提高学生创新意识。

表2 实践环境持续改进成果

4.“课赛证业”实践教学体系的实施成果

计算机学院自2014年起，逐步加大实践教学环节的改革，借“全民创业万众创新”以及“专业认证”的东风，教学质量逐年提高，主要体现在以下几个方面：

4.1 学生满意度逐年提高

“三元互动”教学模式引入，第一次将企业先进的技术引入到学校，计算机各专业学生就业薪酬高居榜首，平均薪酬高学校第二名专业近两倍，近几年学院学生的平均薪酬仍然高居首位。根据第三方麦可思公司数据统计，2017届毕业生对学院教学满意度达到95%以上。

4.2 学生实践成效

该实践教学体系实施以来，近三年学生参加竞赛成效显著。学院参加“蓝桥杯”比赛成绩突出，嵌入式、java、C语言团队多点开花，被授予“优秀组织单位”的称号。在“多媒体”方向的全国程序世界比赛中，学院获得了国家一等奖，在最近的全国物联网大赛上，学院学生也获得了全国一等奖。

5.结语

经过十余年学院教师的不懈努力，围绕以学科竞赛、学科职业认证建设了一支年轻具有活力的实践教学队伍，紧跟行业人才需求，持续改进实践环节的各方面，构建了基于“课赛证业”的实践教学体系并取得了一定的教学效果，基本勾勒出以培养“三用”人才为目标，坚持“三元互动、协同创新”的教学机制的教育体系轮廓。当前，大学生学科竞赛以及大学生创新创业的道路还很漫长、艰辛。培养“能用、好用、耐用”人才是一项长期努力奋斗的目标，需要我们抓住行业的脉搏持续改进。