地方高校计算机专业实践能力培养及综合实践平台的建设

黄贤英 刘小洋 刘恒洋

摘要：卓越工程师计划实施四年来，取得了很多成果，但也有很多问题。文章首先分析了计算机专业学生实践能力不强的原因，然后介绍了重庆理工大学计算机学院的实践能力培养体系，在校内建立了卓越工程师综合实践平台，并详细介绍了工程案例库的设计和实现，使学生的工程实践能力得到了有效、稳步的提高。

关键词：计算机;实践;学生

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）44-0092-02

一、引言

自从2010年7月教育部批准第一批卓越工程师试点高校以来，已走过了四个年头，大部分高校均在按照教育部的《卓越工程师教育培养计划的若干意见》进行实施，或者或多或少在按照教育部工程教育的大方向进行教学改革。实施卓越工程师计划，就是根据工程教育的要求培养学生。在一般本科院校实施卓越工程师培养存在如下突出问题。

1.课程体系仍然以理论教学为主，理论带动实验，实践课程偏少，实用性和综合性不强，没有真正建设相应的工程实践能力和工程素质教育体系，缺乏系统性，培养方式和手段没有凸显实践应用特色，培养效果有待提高。

2.在整个实施过程中，要求企业有效参与，只有国有大中型企事业单位参与是远远不够的，希望更多的中小企业参与到卓越工程师的人才培养中来，但是学生的安全、实习的指导、实习的场地等多方面的问题，制约了企业接收更多的在校学生的实习。

3.多数高校设置了“3+1”的人才培养方案。学生在大四的时候到企业锻炼，但如果在前三年的培养过程中脱离了工程实际，对工程实际问题认识不足，缺乏真实案例分析和实践过程锻炼，轻视与产业需求和最新工程技术的紧密对接，学生实践能力没有得到有效提高，就无法快速适应实际工程领域的技术应用和实践创新，即使到企业实习也达不到希望的效果。尤其是要求无任何工程经验的学生到企业实习，很多企业也不愿接收学生。因此，很有必要从人才培养方案、工程能力培养体系等方面进行综合考虑，建立校内的卓越工程师培养综合实践平台。

二、工程能力培养体系和方法

基于上述问题，就要求我们在前三年的培养过程中采取有效措施，进行全面的教学改革，才能真正达到卓越工程师的培养标准。

根据卓越工程师培养定位和目标，我校组织专家讨论，首先制订了“2+1+1”的人才培养方案，包括累计2年的基础理论学习，累计1年的校内实践，累计1年的企业实习。其次进行了课程体系和教学内容的系统化研究，建立独立的工程能力培养体系。最后认识到构建校企合作的人才培养模式是解决卓越工程师培养的理性选择。

为充分发挥学校和企业的优势，在校内建立卓越工程师综合实践平台，构建了新型校企合作模式，和企业实现了无缝衔接，有效统一。学生从大二开始逐步参与到卓越工程师综合实践，通过参与项目获得不同的岗位体验和角色扮演，有效提升了工程能力，获得了参与工程项目的经验，只有具备了一定的工程能力，才能进入合作企业实习。

在新型的校企合作模式中，校内的卓越工程师综合实践平台是学生能力培养的关键。我们研究了如图1所示的工程能力训练与提升体系，该体系独立于理论教学。通过对学生四年学习的知识点和能力点进行提炼，形成知识素材库，再从已完成的企业实际项目、教师科研项目、学科竞赛项目和学生科研项目中，针对不同年级的学生、不同的能力要求、不同的领域选出了多个项目案例，构成了“模块化的工程能力训练案例库”。每一个学生都可以根据达到的能力目标从项目库中抽取一个项目来进行训练，完成能力提升。

三、卓越工程师综合实践平台的设计与实现

卓越工程师综合实践平台不仅仅是一个场地或实验室，更多的是一个架构，我校通过总体设计，建立了一个基于云架构的多应用综合集成的可扩展系统，学生、教师或其他用户可以通过各种终端服务接口（如手机、平板、电脑等）来访问其中的资源，进行训练。当开发了新的成熟案例，就可以放入库中，挂在校园云平台上，供训练的学生访问，如图2所示。每个案例都必须按照总体设计的要求来规范。目前案例库中的应用或案例分为网站设计、智能小车、信息检索、远程监控、数据库应用、图形图像处理算法、智能家居、智慧大棚蔬菜等多个模块，各模块可根据教师的科研方向和学生的研究情况逐步扩展。每个应用或模块在学生工程能力培养过程中的作用是相同的，只是涉及到的知识点不同。

案例库是综合实践平台的核心，是其中的软件部分，只有案例库完善，才能在学生工程能力培养过程中达到预定的目标。下面以“智能小车走迷宫”的设计为例，详细介绍了案例的规范、作用和具体实现。

1.项目目标。自主设计一款机电一体化的智能小车，可以在由墙组成的迷宫中穿行，找到从起点到终点的一条路径，并能找到最短路径返回起点。

2.项目面向的学生。该项目可以由大二以上的学习过模电、数电和单片机课程的学生独立完成，也可以在教师和高年级学生的指导下完成。

3.智能小车涉及到的相关知识点包括单片机及其接口、电阻、电容、放大电路、电源、载波发生器、振荡电路等模电相关知识，电机、红外传感器、译码器、开关设计等数电知识，C语言基础、Keil uVision4软件的使用等，并将涉及到的各相关知识点，以文档或视频的方式放在网站上，让学生可以随时自主查阅和学习。

4.建立搭建智能小车的基础实践项目，可分为：（1）智能小车总体模型设计（包括智能小车的设计目标、评价标准、模型构成、机械、电子元件的选型等）;（2）单片机最小系统的设计（包括电源电路、振荡电路、时钟电路的使用和设计）;（3）电机驱动设计（包括码盘电机、步进电机等的原理和使用方法）;（4）传感器设计（包括载波发生器、红外传感器、译码器的原理及使用）;（5）走迷宫算法设计（包括多种走迷宫的算法介绍）。这5个基础实践项目都配有教师指导的微视频、详细的实验指导等。

5.完成方式。学生顺序完成各个基础实践项目就可以完成整个智能小车的设计，学生可以在任何地点完成实验项目，也可以到指定的综合实践实验室现场实验，现场有专门的指导教师、研究生和高年级的学生进行指导。设置有专门的答疑区和答疑时间，学生还可以直接在网上答疑。

6.答辩。学生完成智能小车的设计后，进行调试。然后通过指定的由教师、研究生和高年级学生组成的答辩小组答辩后，完成该项目，就可以获得相应的实践学分。

四、结语

学生工程能力的培养效果依赖于校内实践，设置有效的工程能力培养体系和模式，能有效促进学生工程能力的提升，校企合作是解决卓越工程师培养的理性选择。然而在没有解决企业自愿参与人才培养过程的问题之前，建立校内的卓越工程师综合实践平台是保证卓越工程师培养效果的有效措施。我校实施三年来，取得了一定的成效，案例库是综合实践平台的核心，规范的案例是保证该项目有效实施的关键。作为一般本科院校，研究生比较少，教师教学任务重，所以有效指导、让高年级本科学生参与到项目梯队中是最有效的手段。高年级学生指导低年级学生，进一步锻炼了本科生的项目实践能力和责任心，为学生后续参与企业实习和就业打下坚实的基础。

参考文献：

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