计算机科学与技术专业应用型人才培养的研究

陈 明

摘要:计算机科学与技术专业教育已进入大众化阶段,社会需要大量的计算机应用型人才。而应用人才的培养是倍受关注的问题。本文阐述了计算机应用学科的产生与发展过程、研究了应用型人才的培养目标和人才特征。在此基础之上,提出了计算机应用型学科课程体系和基于职业划分的各方向课程的架构。

关键词:应用型学科;培养目标;人才特征;课程体系

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

在本文中,将计算机科学与技术专业(应用型)学科简称为计算机应用型学科。

1.1计算机应用型学科产生背景

随着计算机科学与技术的发展,社会对计算机人才的需求发生了巨大变化,凸显了职业特征的计算机应用型学科异军突起,迅速发展,倍受关注。

1.1.1当前计算机学科特点

计算机学科呈现学科内涵宽泛化、分支相对独立化、社会需求多样化、专业规模巨大化和计算教育大众化的特点。

(1) 学科内涵宽泛化

当今社会趋向于信息化,计算机专业显现动态和泛化的特性。动态是指知识体膨胀快,内容更新快。泛化是指大众化。

(2) 分支相对独立化

计算机科学与技术专业分解为更多的、更具体的分支。教育部本科招生目录中的与计算机相关的专业有:计算机科学与技术、软件工程、计算机软件、网络工程、信息安全、电子商务、信息与计算科学、智能科学与技术等。

(3) 社会需求多样化

对计算机专业本科人才需求与信息化的目标和进程密切相关,学科的发展与应用的宽泛化导致人才需求的多样化,计算机市场很大程度上决定了计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。

陈明老师

(4) 专业规模巨大化

计算机科学与技术是信息化的核心技术,信息化建设需要大量人才,计算机专业是规模最大的专业,高校专业点最多771个(2005年);学生数最多44万(2005年);计算机专业是情况最复杂的专业;学科涵盖面和应用面宽、应用层次跨度大;办学条件差异大;学生素质跨度最大。

(5) 计算机教育大众化

计算机教育已由精英教育转化为大众化阶段。这是学科发展的必然。

1.1.2教育定位

传统的研究型计算机学科是以学术教育为基础,以培养计算机精英为目的的计算机教育,但是,随着知识经济的产生与发展,科技迅速发展的需要,社会和行业对计算机高等教育人才需求迅速增大,尤其需要大量的计算机应用型人才。因此,计算机教育的定位发生了巨大分化,出现了以应用教育为基础的计算机应用型学科。

1.1.3培养目标

计算机教育要面向市场和面向应用,以市场所需为导向的计算机教育是计算机应用型学科发展的推动力。不仅在人才的规模上增加巨大,而且培养目标也发生了根本的变化。强调对学生的知识、技能和适应力的培养。

1.1.4计算机学科

人类经过几十年的研究与探索,致使现代的计算机系统功能强大、应用广泛,效果显著,对人类社会的发展做出了卓越的贡献。应用是推动计算机学科发展的源动力。社会的发展需要大量的计算机应用型人才,研究和实施计算机应用型人才培养势在必行。

1.1.5计算机企业

计算机企业已成为朝阳企业,软件公司、网络公司等IT企业需要大量的具有专门计算机技能的人才,因此,大学的单一的计算机精英型教育培养的人才已不能满足实际需要,计算机应用型教育应运而生。

1.2计算机精英化教育与大众化教育

美国高等教育社会学家马丁•特罗在1973年提出高等教育从精英化向大众化过渡是历史的必然。并定义入学率在15%以下水平时是一种精英化教育;当入学率达15%水平时是一种大众化教育;当入学率达到50 %水平时高等教育走向普及化。

在高等教育大众化阶段,呈现多元性,仅精英化的高等教育评价标准不能描述出现的各种类型的高等教育。

在科学研究成果上,从精英向大众过渡的主要表现为理论研究向应用研究的转向。

计算机科学与技术专业已成为我国高等教育本科中最大的专业,在校生已达到40余万人,已进入大众化教育发展阶段。

1.3计算机应用型学科的职业性

1.3.1加强与企业合作

在知识经济的影响下,知识的生产、流通、交易和培养具有核心知识的人才已上升到国家发展战略的高度,加强了学校与管理部门、行业、企业的联系和合作。

很多大型公司与企业将部分业务外包给高校,甚至在高校设置研究中心和开发机构;学校通过与企业的合作了解最新的业界动态、政策、技术和用人需求等,并通过分析这些信息来制定更有利于学生就业的教学计划或课程体系。

1.3.2课程设置

为了满足企业的需求,大学需要提供企业和行业急需的技术人才,这些人才从事计算机职业的工作,所以部分课程设置显现职业性。

1.3.3教学模式

教学模式呈现了职业性。在培养面向知识应用和全面能力方面,出现了多种职业性教学模式。例如:网络工程师、软件工程师、动画设计与制造、硬件工程师等教学模式。

1.4社会需求与培养定位

目前,针对社会的需求,计算机人才规格可分为下述三类。

1.4.1科学型

为了国家根本利益,培养从事基础理论与核心技术的研究的科学型人才。主要从事以知识创新为基本使命,研究如何发现规律,什么能够被有效地自动计算等。

1.4.2工程型

为大部分IT企业,培养从事开发满足国家需求的产品的工程型人才。主要注重基本理论和原理的综合应用,不仅要考虑系统的性能,还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用;可以是以硬件为主的系统,也可以是软件系统(应用软件、系统软件)。研究如何构建系统、如何低成本和高效地实现自动计算等。

1.4.3应用型

为企事业、国家信息系统的建设与运行(主流需求)培养信息化技术型人才。本类型人才能承当信息化建设的核心任务,掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能,善于系统的集成和配置,有能力管理和维护复杂信息系统的运行。研究如何实现服务,如何方便有效地利用系统进行计算等。

2培养目标与人才特征

培养目标是人才培养的基本出发点,是人才培养的抽象描述。计算机应用型教育已成为计算机教育体系中极重要的组成部分。研究计算机应用型人才的培养目标有重要意义。

2.1培养目标

2.1.1培养目标的概念

培养目标是根据教育目的,对教育活动的预期结果的描述,也是对各类各级学校的具体培养要求,培养目标是教育理论研究和实践活动过程的的基石。培养目标决定了教育规范、教育质量和教育评价体系。

2.1.2培养目标的重要性

培养目标决定了培养人才类型的问题,只有在培养目标明确之后,才能进入到具体的教育活动,包括培养方式、教育方法、规格、标准,教学资源配置、师资队伍、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、教学管理制度、教学质量评估等。

2.1.3知识、能力和素质

知识、能力和素质是培养目标的三个基本要素。知识处于基础地位,而能力和素质位于其上;知识可以转化为素质和能力;能力对知识具有反作用,促进知识的不断增加。

知识可分为人文知识、社科知识、自然知识、工具知识和专业知识;能力分为研究能力、学习能力、创新能力、实践能力和适应能力;素质分为思想素质、文化素质、身体素质、专业素质和心理素质等。

计算机应用型学科培养目标可以用知识、能力和素质描述如下:计算机应用型学科是培养具有计算机专业知识、能力、综合素质及德、智、体、美全面发展,面向生产、建设、管理和服务第1线高级的计算机应用型专门人才。计算机应用型学科培养目标主要包括人才培养类型和人才的特征两方面,

2.2计算机应用型人才特征

基于知识、能力、素质三方面的考虑,计算机应用型人才特征如下所述。

2.2.1知识

知识是基础、载体和表现形式,从根本上影响着能力和素质。能力和素质的培养必须通过具体的知识传授来实现,能力和素质也必须通过知识来表现。计算机应用型人才的知识主要分为素质性知识和专业性知识两部分,素质性知识指人类、社会、自然发展及其规律的基本知识和基本理论;专业性知识指计算机学科的理论知识、经验性知识和工作过程性知识。

2.2.2能力

能力是核心,是人才特征的最突出的表现。计算机学科人才应具备计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力(系统的认知、设计、开发、应用能力)。学习知识的目的是为了获得能力和不断地提升能力。计算机应用型人才的能力主要包括应用能力(专业能力)和关键能力。

(1) 应用能力

应用能力主要是指用计算机科学与技术专业知识解决实际专业问题的能力。

(2) 关键能力

关键能力是指跨职业能力,并不是具体的计算机专业能力和职业技能,而是对不同职业的适应能力,也就是即便当职业发生变更时,这些能力依然在从业者身上起作用。计算机应用型本科人才所应具备的三种关键能力是:学习能力、工作能力、创新能力。

(3) 能力和知识之间的关系

应用能力的培养需要计算机专业知识的支撑,并且在培养过程中还应该使学生得到更多与应用能力相关的学科性知识、经验性知识和工作过程性知识。理论与实践相结合可提高应用能力。

2.2.3素质

计算机应用型人才的应用能力与责任心、道德感、心理素质、意志品质等密切相关,并直接影响工作的效果与质量。因此,计算机应用型学科要避免重专业知识和能力、轻视非专业基本素质,在培养目标上,必须将素质作为重要组成部分之一,科学地构建素质内涵,并在培养过程中得到实现。

而基本素质是指具有良好的公民道德和职业道德,具有合格的政治思想素养,遵守计算机法规和法律,具有人文、科学素养和良好的职业素质等。计算机应用型学科人才素质主要是指工作的基本素质,要求在从业中必须具备责任意识;能够对自己职责范围内的工作认真负责地完成。

基本素质主要决定于校风、学风、人才培养方式、相应课程设计和实施以及教育教学思想。

2.3中国工程教育专业认证

中国工程教育专业认证的8点要求如下。从中可以看出基于知识、能力和素质的关系和特征。

(1) 人文素质、社会责任感和职业道德:具有较好的人文社会科学素养、较强的社会)责任感和良好的工程职业道德。

(2) 数学、自然科学、经济管理知识:具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识以及一定的经济管理知识。

(3) 专业理论、知识、实验技能、工程实践等专业知识与能力:具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力。掌握必要的工程基础知识以及本专业的基本理论、基本知识;受到本专业实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。

(4) 文献与资料获取:掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。

(5) 专业相关法律法规、认识工程对于客观世界和社会的影响:了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发的法律、法规,熟悉环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响。

(6) 组织管理、交往能力以及团队能力:具有一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。

(7) 终身学习能力:具有对终身学习的正确认识和学习能力,具有适应发展的能力。

(8) 国际视野、交流、竞争与合作能力:具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。

3计算机应用型学科的课程模式

课程是载体、是实现培养目标的重要手段。教育理念的实现必须借助于课程来完成。教育类型和教育层次的划分实质上是课程内容和课程性质的划分。因此,计算机应用型学科培养目标的实现关键在于课程体系的构建,即课程内容和课程性质的确定。

课程是教学科目和有计划的教学活动,课程的范围主要是指计算机学科的知识结构和知识内容。在知识体系中,要明确划分各种科目,系统地选择和设计学习内容,促使学生在计算机学科的各种能力上迅速地获得提高和发展。

3.1课程模式

模式是指某种事物的标准形式。课程模式是根据某种思想和理论,选择和组织教学内容、教学方法、教学管理手段以及制定教学评价原则而形成的一种形式系统。简而言之,课程模式就是基于教育理论的、具有特定功能和结构的课程体系,一方面要规定课程的组成要素及其各个要素之间的相互关系,另一方面又要建立具有特定功能的结构。

3.1.1课程模式的特点

(1) 典型性

课程模式具有特征方面的典型性和功能方面的代表性;

(2) 抽象性

课程模式提供了一种理论模型或图示的抽象;

(3) 规范性

课程模式规定了一系列的课程构建的约束和原则。

3.1.2计算机应用型学科课程模式含义

计算机应用型学科的培养目标是为经济建设培养具有计算机专业知识、应用能力和综合素质的计算机专门人才。实现这一培养目标,课程模式包含以下三层含义。

(1) 在课程研究中获得的典型成果;

(2) 课程的组成要素和实施环节等关系的描述;

(3) 课程开发和组织及实施的基本原则。

3.2计算机应用型学科课程模式构建原则

3.2.1社会需求

计算机应用型学科是为经济服务、并根据市场的需求来设置课程,具有明显的职业性特征。应用型学科课程模式的构建,首先要对实际需要进行分析,将工作分解为多项工作任务,并确定完成各项工作任务所需要的能力,在能力分解的基础上,以能力与知识的对应关系,将课程内容进行归类、整合、安排,进而形成应用能力培养的课程模式。

3.2.2能力培养

应用型学科的课程模式是以培养应用型人才的应用能力为核心,将能力培养体现在课程模式的各环节中。在课程模式的授课方式上,更侧重于从做中学,强调实践教学环节的作用,尤其是一些综合性的实践环节,产、学、研合作教育是实现应用能力培养的基本方式。

3.2.3学科知识

计算机应用型学科的课程模式以学科知识为基础,这些学科知识能够满足应用型人才所需的技术和技能的要求,应用型人才具有较宽的知识面和比较扎实的基础理论及获取新知识和技术的能力。在设计学科知识体系时需要考虑应用型人才职业性的需要及特点。

3.2.4过程性知识

计算机应用型学科的课程模式应具有系统性、完整性并达到计算机本科水平的理论课程,但这些理论课程与研究型培养规划与设计能力的理论课程不同,要求具备在工作现场实施计算机系统及应用的设计和方案而必需的过程性知识。计算机应用型人才在工作现场必须具备解决实际问题的能力,这就要求理论课程是以计算机专业的工作过程性知识为重点,培养学生在实际的工作中如何做和如何做得更好。

3.2.5素质教育

随着科学技术的飞速发展,工作环境呈现复杂化和多变化,变换工作的机遇大大增加,必须培养具有较高的素质和较强的应变能力的人才。另外,技术的更新往往表明一个全新领域的出现,而不是在原有基础上的局部改进。这就要求计算机应用型人才具备可持续发展的潜力,能够学会学习,掌握知识的知识,体现知识的知识才是力量的哲理,进而适应社会发展的需要。

3.3计算机应用型学科课程类型

计算机应用型学科课程类型有以下几种。

(1) 通用课程

通用课程指通识教育课程,主要由一些素质类课程和工具类课程所组成,主要是培养计算机应用学科的人才应该具备的基本素质和基本能力。素质类课程主要是指政治类课程、人文素质类课程、体育类课程等;工具类课程主要是指外语类课程等。

(2) 基础课程

① 数学基础:高等数学、线性代数。

② 物理基础:力学、电磁学和物理。

③ 程序设计基础:计算机导论、C语言程序设计与实习、数据结构与实习。

④ 电子学基础:电路基础和电路基础实验。

(3) 专业核心课程

专业核心课程又称为专业基础课程,主要是由专业原理性知识构成的课程。专业核心课程主要由四个课程群组成,简述如下。

① 软件基础课程群:编译技术、编译技术实习、操作系统原理、操作系统原理实习、程序设计语言原理。

② 硬件基础课程群:数字逻辑设计、数字逻辑设计实验、计算机组成原理、计算机组成原理实验、计算机体系结构、计算机体系结构实验。

③ 理论基础课程群:离散数学、数理逻辑、概率统计、算法设计与分析。

④ 智能基础课程群:人工智能导论、神经网络模型等。

(4) 专业选修课程

主要包括下述课程群:软件工程、计算机网络、程序设计、数据管理、数字媒体技术、自然语言处理、计算机体系结构等。

(5) 应用课程

面向应用课程主要是指与某一特定的工作或某一类职业相关的课程,用来培养学生解决实际问题的能力。例如,网络工程师方向的计算机网络工程课程,软件工程师方向的软件测试技术、UML教程和信息化技术方向的SQL Server、Oracle等课程。

(6) 实验课程

课程实验是针对课程相关知识点设置的实践教学活动,是课程教学的重要组成部分,对加深理论理解起着重要作用。课程实验主要包括验证性实验和设计性实验。

课程实验是侧重于课程中某一局部内容开展的实践性教学过程,一门课程由多个实验组成,验证性实验是通过实验来验证理论知识,而设计性实验是运用学过的知识来求解问题,设计性实验是实验课程的主体。

(7) 实践课程

将课程设计、专业实习和毕业设计归为实践课程。课程设计是指与课程相关的实践环节,具有综合性和设计性。课程设计可以以一门课程为主,也可是多门课程的综合。

专业实习能够使学生直接接触专业的生产实践活动,让学生在真实的工作环境中,综合而创造性地运用所学的知识和技能来完成具体的工作任务。应该选择IT企业和大型研究机构作为专业实习的单位。

毕业设计能够使学生以适当的课题研究为背景,进行科学研究,接受科学研究的全过程的训练。

3.4计算机应用型学科课程体系

计算机应用型学科课程体系由五个平台组成:公共基础课程平台、专业基础课程平台、专业选修课程平台、应用能力课程平台和基本素质课程平台。

3.4.1公共基础课程平台

公共基础课程平台包括较宽广的基础课程,主要包括数学基础、物理基础、程序设计基础和电子学基础。

3.4.2专业基础课程平台

专业基础课程平台是依据计算机学科来设置课程,侧重于培养专业基础理论。专业基础课程平台主要包括专业核心课程和专业实验课程。专业核心课程主要涉及计算机学科的基础理论,提供必要的理论基础、培养学生面向工作的应用能力和解决某些实际应用问题打下坚实理论基础。

专业基础课程平台主要包括软件基础课程群、硬件基础课程群、理论基础课程群等。

3.4.3专业选修课程平台

计算机应用型人才在知识结构上应具有知识面宽,基础扎实,应用性强的特点。因此,专业选修基础平台课程的内容应该根据应用型人才的工作和职业的需要来加强课程内容的整合,突出理论教学的应用性,主要有专业选修课程组成。总体来说,专业选修基础平台的课程内容应该具有学科知识覆盖面宽;理论深度适度降低;并能不断把最新的与应用有关的学科知识加入到课程内容中,使用的案例应该结合实际不断更新;学科知识的传授要有应用的针对性。

专业选修课程平台主要由软件工程、计算机网络、程序设计、数据管理、数字媒体技术、自然语言处理、计算机体系结构等课程群组成。

3.4.4应用能力课程平台

应用能力课程平台根据计算机行业的用人需求来构建、培养应用型专业人才所需要的应用能力,按照能力的要求设置职业课程和实践课程。应用能力课程平台是应用课程的集合,可以按照未来职业工作的不同来设置专业方向课程,应用能力课程平台课程侧重于特定的职业能力的培养。理论课程主要包括与应用能力培养相关的课程,而且尤其重视经验性知识在理论课中的体现。应用能力课程平台还应设置综合性、任务性训练和综合项目实习等工作过程性实践教学环节。因为应用能力课程平台与职业工作直接相关,所以应该把职业工作要求作为课程开发的基础,从行业向教育内部辐射,从事课程开发的人员应该由计算机企业代表和教师共同组成,这样才能保证课程的设置符合需要,有较强的针对性和实用性。

应用能力课程平台强调传授过程性知识,课程的编排遵循做中学的教育理念,是以工作过程为基点,实现理论

知识与实践的融合。在应用能力课程平台中,对相关知识的掌握和技能的培养,可以由简单到复杂,由易到难同步进行,并体现出关键能力培养。

3.4.5基本素质平台

基本素质课程平台侧重于基本素质和职业道德的培养,以职业素质、职业道德的培养为目标。基本素质课程主要是指通用课程,包括英语、政治理论课、德育和体育等本科教育的必修课程,侧重培养应具备的基本素质。职业素质和职业道德的培养也是基本素质课程平台的另一部分任务,但职业素质和职业道德的培养不能单由基本素质课程完成。“两课”应该成为培养职业素质和职业道德的主要环节。基本素质平台课程涉及自然科学、人文、社科等多个学科门类;课程不是职业教育或专业教育,而是提高基本素质的普通教育。

4结束语

“他山之石,可以攻玉”,我们应学习和应用各种有关计算机应用型人才培养的先进理念和方法,探索计算机应用型人才培养之路。计算机科学与技术学科具有两种品格,其一是工具品格,其二是文化品格。工具品格对应于应用,而文化品格对应于学科。计算机应用是将理论应用到实际中去的演绎过程,而计算机科学是从应用到理论的归纳过程。计算机科学与技术人才分为研究型、工程型和应用型,而且应用型人才数量巨大、涉及范围广,规格分类培养势在必行,意义深远而重大。在课程设置研究中,必须贯彻按知识点教学,并逐步走向按能力培养的道路。

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