“新工科”背景下地方高校计算机科学与技术专业人才培养模式改革研究

摘要：从“新工科”的建设目标入手，分析了地方高校计算机科学与技术专业的建设现状及存在的问题，针对该专业建设与“新工科”的建设要求，提出了计算机科学与技术专业的人才培养模式的改革思路；以思维方式和专业能力培养为主线，重构了通专融合、创新创业教育和专业教育深度融合的“互联网+”与“思维+能力”的人才培养新模式；探索了“新工科”背景下本专业的建设途径，以期进一步推动本专业的内涵式建设。

关键词：新工科；计算机科学与技术专业；培养模式；改革与创新；对策

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）22-0171-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

1 新工科的概念与建设

1.1 新工科的出现

随着物联网、人工智能等信息技术的迅速发展，对工程技术人才提出了新的要求。传统的工科教育与培养大学生创新和实际应用能力的要求还不相适应[1]。因此，一些高等教育机构开始反思工程教育的模式，提出新工科的概念。

新工科的发展历程主要集中在近十年左右的时间段内，是中国高等教育和工程教育领域进行改革的产物。从2013年“新工科”概念的提出，发展到2021年，“新工科”已上升为我国国家战略发展历程[2-4]，如图1所示。在这个过程中，新工科发展不仅关注工程技术的发展，更注重人才培养模式的创新，以适应科技变革和产业升级的需求。未来，新工科的发展仍将在政策引导、高校实践和行业合作的共同推动下不断深化。

1.2 新工科的建设目标

新工科的建设目标是构建一个适应新技术、新产业、新经济发展需要，具有一定的工程教育体系，培养既具备专业知识又具备实践能力和创新精神的高素质工程人才。这种综合能力的培养有助于学生更好地应对未来科技和产业的发展变化，主要有以下几个方面[5-8]。

1.2.1 教学内容和教学方法的创新

新工科的建设目标在于推动计算机科学与技术专业的教学内容和教学方法的创新。随着新技术的不断发展和产业的升级，计算机科学与技术专业需要不断更新其知识体系，引入前沿技术和理论，并创新教学方法，以适应新技术、新产业、新经济的发展需求。

1.2.2 实践能力和创新能力的提升

计算机科学与技术是一门实践性很强的专业，因此，新工科建设注重加强实践教学环节，为学生提供更多的实践机会，培养其实际操作能力和解决问题的能力。同时，新工科也强调培养学生的创新思维和创新能力，鼓励其参与科研项目和创新活动，提高其创新能力和综合素质。培养学生的实际应用能力，使他们具备在工程实践中解决实际问题的能力。这主要包括项目设计、实习经验和实际工程经验的积累。

1.2.3 创新能力和综合素质的培养

计算机科学与技术专业作为技术密集型专业，对学生的创新能力和实践能力有较高的要求。因此，新工科建设通过设立创新实验室、开展科研项目等方式，为学生提供更多的创新实践机会，培养其创新思维和解决问题的能力。

1.2.4 交叉学科融合的推进

随着信息化技术的快速发展，计算机科学与技术已经融入各个行业和领域，因此，加强与其他学科的交叉融合，培养具有跨学科知识和能力的人才，是新工科建设的重要方向之一。新工科建设鼓励计算机科学与技术专业与数学、物理、经济学等学科进行交叉融合。

1.2.5 社会服务需求的提升

通过培养学生具备自主学习、终身学习的观念，使他们能够不断适应科技发展的快速变化，不断提升自己的技能。加强工业界与学术界的合作，促进工程教育与实际应用之间的紧密结合，使学生更好地适应实际工程项目的要求。从而提升工程教育服务于社会需求，使学生的学习与实践更贴近社会的实际需求，促使工程技术更好地造福社会。

2 地方高校专业建设现状

2012年，教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录（2012） 》，将计算机确定为专业类学科，计算机科学与技术专业从此开始设立[9]。经过多年的建设与发展，目前该专业正朝着内涵式建设方向发展。在新工科背景下，地方高校计算机科学与技术专业（以下简称“计科”专业）的建设现状受到多方面因素的影响，包括地区特色、学校规模、师资力量、产业需求等。以下是存在的主要问题。

2.1 培养模式同质化较为严重

新建地方本科院校“计科”专业大多创建于2002年前后，其人才培养模式同质化较为严重[10]。起初，其培养方案是在重点高校的“计科”专业培养方案基础上进行课程增删而形成的，有的地方高校甚至“照抄”重点大学“计科”专业的培养方案。其培养模式及培养方案的制定没有考虑地方高校的生源特点及办学实际，人才培养定位同样存在“同质化”。在“新工科”背景下，地方高校“计科”专业课程设置没有充分考虑新工科的要求，造成课程内容与地方社会对本专业人才的需求吻合度不高。

2.2 重理论，轻实践

“计科”专业是实践性、应用型较强的专业，然而在本专业的教学过程存在“重理论轻实践”的现象，实验方面还是以演示类和验证类为主。实验内容往往是沿用以往的教学内容，或者是利用现成的模拟软件进行，缺乏创新性思维，动手实践的机会少，抑制了大学生的创新能力，大学生的工程化实践能力得不到有效的训练。

2.3 校企合作缺乏原生动力

校企合作是培养应用型人才的有效途径。在我国，由于目前校企合作机制还不完善，而且校企合作过程中责、权、利不对等诸多因素影响，企业参与校企合作的积极性还不高。加之，我国校企合作激励机制、约束机制还不健全，许多政策也相对滞后。

2.4 评价体系还不够完善

目前，由于大部分地方本科院校缺乏科学有效的应用型本科评价标准和体系，地方本科院校与研究型高校的同质化倾向一直比较明显。推动地方本科院校向应用型转变是一项复杂而艰巨的任务，需要加强顶层设计和政策引导，以培养应用能力为评价导向，研究制订应用型本科高校教育教学评价指标体系和考核办法。

总体而言，地方高校在新工科的背景下，逐渐认识到计算机科学与技术专业需要更加强调实践、创新和产业对接。随着对工程人才需求的深入理解，一些地方高校已经或正在调整计算机科学与技术专业的培养模式，以更好地培养适应行业需求的工程人才。

3 专业人才培养模式改革的思路

在新工科的背景下，结合我校的办学定位，依托我校“计科”一流专业，以地方经济建设人才需求为抓手，以培养高素质应用型、技能型IT人才为目标，把“计算思维”“创新创业思维”战略作为“计科”专业新工科建设的核心，从人才培养模式、专业培养方案、课程体系结构、师资队伍建设等方面进行探索，有序地推进“计科”专业建设，培养符合行业发展的高质量、应用型人才，推进本专业的内涵式发展。

3.1 重构创新创业教育和专业教育深度融合的人才培养新模式

在新工科背景下，围绕思维方式和专业能力培养为主线。首先，以通识教育、专业基础、专业核心、专业方向4个课程群为底座，培养4个思维方式，即：逻辑思维、计算思维、系统设计思维和智能思维；其次专业能力方面，以软件为核心转向以硬件和软件集成为核心，以“算法”层面转向“系统”层面，突出“系统”设计，培养4个专业能力：计算思维能力、算法设计与分析能力、编程能力和系统能力，重构通专融合、信息技术、智能技术、创新创业教育和专业教育深度融合的“互联网+”与“思维+能力”专业人才培养模式，如图2所示。

3.2 新工科背景下专业建设的途径

在新工科背景下，加强计算机科学与技术专业建设的途径涉及多个方面，包括课程设置、实践教学、创新创业教育、师资队伍建设等。以下是一些关键的途径。

3.2.1 课程体系更新

引入跨学科课程，计算机科学与技术专业不仅涉及计算机科学本身，还与其他学科如数学、物理、经济学等有紧密的联系。因此，新工科建设需要增设跨学科课程，强化学科之间的联系和互补，培养学生的综合能力。

更新教学内容，将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入教学过程，更新教学内容和课程体系，建成满足行业发展需要的课程和教材资源。构建以知识本位的教学模式转向以能力本位的“线上+线下”混合式教学模式，按照省级一流专业的建设指标，加强专业优质课程资源的建设，通过计算机新技术、新平台完成专业课程建设，专业课程实现微课、MOOC的教学方式比例达到30%。

重构适应时代需要的 “知识+能力”培养体系，优化培养方案。立足本专业挖掘创新创业元素，包括创业课程、创业实践项目、创业导师制度等，不断培养学生的创新精神和创业能力。通过计算思维能力培养和专业能力培养两条主线设置与建设系列课程，构建能力培养的“进阶式”课程群，优化课程内容、推进实践教学改革，并更新课程评价体系指标。

3.2.2 实践基地建设

与企业合作建立实践基地，新工科教育强调实践能力的培养，通过与企业的紧密合作，可以为学生提供更多的实践机会，加强理论与实践的结合。这些实践基地可以引入实际工程项目，让学生在实践中学习，提高实际操作能力。

提供实践教学和科研场所，实践基地不仅提供学生进行实践教学的场所，也为学生和教师提供科研实践的设备和环境，促进教学与科研的深度融合。

推进校企合作深度融合，探索协同育人新范式，挖掘协同育人“新动能”。在众创空间建设、“订单式”人才培养及“卓越班”培养等方面取得新突破。创建产学研合作平台，推动校企合作项目落地。完善学科竞赛制度，以赛促学，使得实践教学方式呈现多样化，构建适合本专业的实践教学体系。

3.2.3 师资队伍建设

引进高水平教师，具有国际视野和创新精神的教师是新工科建设的关键。通过引进高水平教师，可以提高整体的教学水平和科研能力，为学生提供更好的教育资源。

加强教师培训：加大对教师的培训力度，提高教师的教学水平和科研能力。鼓励教师参与跨学科的科研项目，引导学生参与科研实践，促进教学与科研的深度融合。

3.2.4 学生评价体系改革

建立多元化评价体系，注重学生的综合素质和实践能力的考核，除了传统的考试成绩，还应考虑学生的项目完成情况、团队协作能力、创新能力等多方面的表现。

加强过程性评价，重视学生在学习过程中的表现，及时反馈学习成果，帮助学生调整学习策略，提高学习效果。

3.2.5 政策与资源整合

政策支持，政府应加大对新工科建设的政策支持力度，为学校提供更多的经费和政策倾斜，鼓励学校开展新工科建设实施方案。

资源整合，学校应整合各方资源，与企业、社会等合作伙伴建立长期稳定的合作关系，共同推动新工科建设实施方案的落地实施。

根据地方社会产能结构调整及社会需求，及时优化计算机科学与技术专业方向课，在人工智能、大数据应用等方向有所突破，使毕业生能够更好地满足地方经济发展的需要，以提高该专业毕业生市场竞争力。

3.2.6 国际合作与交流

加强与国际先进水平的对接：通过与国际先进水平的交流与合作，引进国际先进的教育理念和教学资源，提高我国计算机科学与技术专业的教育水平和国际竞争力。

鼓励学生参与国际交流：为学生提供参与国际交流项目的机会，拓宽其国际视野，提高跨文化交流能力。

新工科建设的具体建设途径是一个系统工程，需要政府、学校、企业等多方面的共同努力和配合。通过不断更新课程体系、建设实践基地、加强师资队伍建设、改革学生评价体系、整合政策与资源以及加强国际合作与交流等措施，可以有效地推动新工科建设，培养适应新时代发展需求的行业高素质工程人才。

4 专业建设的展望

总之，自“新工科”提出以来，我国各工科专业在建设方面取得了一些成绩，但地方高校的新工科建设相对较晚，提升空间较大。以上新工科背景下“计科”专业的建设途径可为地方高校本专业建设提供参考，各地方高校“计科”专业应按照新工科建设的基本要求，分析“计科”专业对标新工科建设目标的差距，根据学校办学条件及生源实际，制定符合自身实际的“计科”专业新工科建设计划。高校“计科”专业在新工科背景下应致力于培养具有广泛知识、实践能力和创新思维的复合型人才，不断更新课程内容、加强实践教学、推动跨学科融合和国际合作与交流等措施的实施以，更好地适应科技的快速发展和社会的需求。

参考文献：

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[9] 中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍：2012年[M].北京：高等教育出版社，2012.

[10] 冯双成.“新工科”背景下本科院校计算机科学与技术专业转型策略研究[J].佳木斯教育学院学报， 2020，36（4）：266-267.

【通联编辑：梁书】