IT类专业多层次实践创新平台建设

郑秋梅, 吴春雷, 崔学荣, 李华昱, 李世宝

(中国石油大学(华东) 计算机与工程学院， 山东 青岛　266580)



IT类专业多层次实践创新平台建设

郑秋梅, 吴春雷, 崔学荣, 李华昱, 李世宝

(中国石油大学(华东) 计算机与工程学院， 山东 青岛266580)

传统教学模式存在学生自主学习能力差、实践和创新能力相对不足等问题。以“引导学生自由发展”为理念,突出引导,强调自由发展,强化实践和创新能力培养,制订了有利于学生自由发展的人才培养方案,构建了“程序设计基础实验—系统开发专业实践—工程应用企业实训—科技创新自主发展”的多层次实践创新平台。4年应用实践表明,实践创新平台的建设在提升学生实践创新能力和自主发展意识方面效果显著。

IT类人才； 实践教学； 平台建设； 科技创新

传统教育对学生的“自由”限制太多,制约了学生的个性发展,阻碍着他们创新和创造能力的提升[1]。自2011年始,我校以“引导学生自由发展”为理念,以CDIO现代工程教育思想为指导,以提升学生“程序设计能力、系统开发能力、工程应用能力和科技创新能力”为根本,对计算机科学与技术、软件工程和通信工程专业在培养方案的制订、实践创新平台建设等方面,进行了积极探索与实践,取得了显著成效。

1　“引导学生自由发展”的教育理念

大学阶段是人生发展的重要阶段,是个性形成与发展的关键期。这期间,给学生提供一种自我选择、自我发展、自我实现的空间,营造一个有利于学生自由发展的氛围,对于学生能力、性格、世界观的形成至关重要。中国工程院院士李培根指出：“让学生自由发展,是更高层次的教育。”[2]当然,自由是有责任的自由。

自由是个性发展的必要条件,而个性的发展会使学生达到一种理性上的发展,更好地行使自己的自由权利[3]。

传统教育模式倾向“以教师为中心”。这种模式有利于发挥教师的主导作用,有利于教师组织、监控整个教学活动进程,有利于师生互动、促进情感交流,有利于传授系统的科学知识、形成完整的知识体系。但这种模式过分强调教师的主导作用,忽视了学生的自主学习、自主探究,扼制了学生的个性和创造性。 现代教育理念提倡“以学生为中心”。这一教育理念是美国人本主义心理学家卡尔·罗杰斯于20世纪50年代提出的，它体现了人本主义心理学的原理,符合辩证唯物主义的基本原则,反映了教育学的内在规律,对于当代教育,特别是高等教育的改革实践具有一定的指导意义[4-5]。

“以学生为中心”的教育理念强调学生在学习中的主体地位,尊重和适应学生的认知规律和心理特征,重视学生的自身价值和权利,以学生自身提高为目的,最大限度地激发学生的创新能力。但是,没有教师引导的“以学生为中心”可能会使学生过于自信或自负,在学习生活中没有方向和最终目标,天天要么忙忙碌碌,要么无所事事。

树立“引导学生自由发展”的教育理念，即在教学活动中,给学生充分的自由空间,让学生自主学习、自由发展,教师仅给予必要的引导。这一理念,不但没有否定教师在执行教育理念和教育活动中的主导地位,反而对教师提出了更高要求,不仅要求教师更具有责任心和爱心,而且要求教师的教育教学活动应该更具有创造性和艺术性。这一理念,将学生的需求和自由发展放在第一位,而自由与学生的个性发展密不可分,个性发展又意味着创新能力的发展,因此这一理念更看重学生在能力素质上的发展。这一理念,能够弥补“以教师为中心” 教育理念的缺点,能够辩证地认识师生在教育教学过程中的重要地位和作用,实现教为主导和学为主体的真正统一[6-7]。

2　突出教师引导、强调自由发展、强化实践创新的人才培养体系

科学制订人才培养方案、构建与之相符的教学体系是转变教学理念,是实现教育教学目标的首要前提。而旧版培养方案存在学生缺少自主选择空间、个性化培养严重缺失、培养过程与学生兴趣脱钩等问题。为此,围绕学校“三三三”本科人才培养体系的顶层设计[8],以树立“引导学生自由发展”的教学理念为前提,以注重兴趣为导向,以拓宽基础、强化实践创新为举措,以提高能力为目的,制订了新版培养方案。新版培养方案充分体现“引导”和“自由发展” 的理念、强化实践和创新精神,为学生的自主学习、自由发展以及实践创新提供多元化的发展途径[9-10]。本科培养方案结构如图1 所示,重点改革内容包括4个方面。

图1　本科培养方案结构

(1) 设置“自主发展计划”模块,发展空间由课内延伸到课外。设置10个创新学分,学生可通过社会实践、科技创新及学科竞赛、文体发展、专业认证等第二课堂的活动来获取学分。鼓励学生参加科技创新、学科竞赛、专业认证等活动,在奖学金评定、保研等方面给予认定,使学生自由发展空间由课内延伸到课外。

(2) 大幅压缩必修学时,增加选修学时,为学生自由选择课程提供保障。在夯实基础的前提下,选修课程比例由原来的20%增加到30%。同时分方向设置专业选修课,以满足学生不同的专业兴趣。如计算机科学与技术专业,专业限选课程设置了学科基础、软件工程、网络通信、系统控制等4个方向。这种根据学生的发展去向设置专业限选课的方式,为大学生的自主学习和自主发展提供了广阔的选择空间,使他们学业发展的自由度更大,选择更为多元。

(3) 实施学业引导,促进学生最大化的自由发展。为让不同特长的学生找到适合自己的发展方向和发展途径,设置了完善的学业引导体系,包括专业教育、新生研讨课、培养方案解读、学生选课指导、升学就业讲座等[11],如图2所示。

(4) 突出实践和实训环节,每门专业核心课程和学科基础课都设有相应的实验或实践环节。增加设计型、创新型和研究型实验项目的比例,在实验内容上设置必做和选做环节,以鼓励学生根据自己的兴趣和特长去尝试和自由发挥[12]。各专业每个暑期小学期都安排3～4周的专业实习。同时,从实训、毕业设计到实习等实践性环节强化以企业为主,开展校企联动的工程实践教育,让学生的发展空间由校内拓展到企业，面向业界、面向社会培养学生的工程素质、工程视野和人文情怀。

图2　贯穿四年的大学生涯学业引导

3　强化多层次实践创新平台

多层次实践创新平台的构建是引导学生自由发展、促进实践能力和创新意识提高的有力保障。首先,从学生认知和发展角度将3个专业的主要课程划分为程序设计与算法类、专业基础与核心类、综合实习实践类3个层次,并针对其特点分别实施“交互式教学”、“研究性教学”和“基于项目的教学”等教学模式。其次,针对以前的实践教学平台存在的标准体系不完整、项目案例不规范、环节衔接不合理等诸多问题,围绕如何扎实有效地开展IT人才工程实践能力培养的问题,在实践教学平台建设和拓展等方面进行了大量的研究探索,逐步建成了“程序设计基础实验—系统开发专业实践—工程应用企业实训—科技创新自主发展”的多层次的实践创新平台,实现了从课内到课外、从校内到企业的培养空间拓展,为“引导学生自由发展”教育理念的有效落实提供了保障,如图3所示。

图3　多层次实践创新平台

(1) 统筹规划,加强基础实验平台的建设,强化基础技能知识体系和程序设计能力培养。计算概论、程序设计(C 与C++)、数据结构与算法等上机和实践课程,是对学生基本技能和基本软件编程能力培养的通识教育课。这类课程的实践平台搭建时,充分整合专业实验室现有优质资源,协调利用学校公用机房和学院校实验教学示范中心,统筹规划,统一管理,既提供优质的上机环境,也实现资源共享。不断完善的基础实验教学平台建设,强化了学生基础技能知识体系和程序设计能力。

(2) 突出特色,加强专业实验平台的建设,强化专业综合素养和系统开发能力培养。专业实验平台由学院的校级实验教学示范中心统一管理。中心18个专业实验室,有6个由学生自主管理,全面开放。为引导学生自由发展,先后成立了CISCO网络技术学院、Oracle数据库技术学院等合作办学或培训机构,学生可以根据自己的兴趣爱好自主选择发展方向,实现个性化培养。

(3) 积极强化网络教学平台建设,研制并应用了先进的网络辅助教学系统、程序设计自主学习平台以及网络化教学过程管理平台等。尤其是程序设计语言C的“知码开门”、ACM测评系统等获得了学院师生和学校专家的一致好评。这种开放式的网络平台实现了教学从课内向课外的拓展,实现了全开放式的资源共享和师生交流,为学生的自主学习、自由发展提供了充分的保障。

(4) 校企联合,加强实习和实训平台的建设,强化职业胜任资格和工程应用能力培养。重点建设校企联合的实训和实习平台,加强与行业、企业合作,深入探索校企联合的工程应用能力培养的新思路。企业参与专业培养方案的制订,并参与部分专业课程的教学,学生的部分实践在企业进行。如,由企业选派经验丰富的工程师担任指导教师和项目经理,按照企业文化理解、业务谈判、需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、上线模拟等软件开发流程对学生进行指导,让学生

能真实体验在企业里标准项目是如何做出来的。目前已经建成与IBM、西门子等联合的软件工程实训实验室,与东软联合的暑期实习教学机制,与朗讯、浪潮、华为、海信等企业联合的认知与职业规划实习基地。引入职业资格证书制度,使学生拥有毕业证书和职业资格证书的“双证书”。目前已经与国际知名企业建立了红帽(Red Hat) Linux认证、Cisco认证、Oracle认证、单片机C程序设计师认证、嵌入式工程师认证、西门子PLM认证(工业4.0)等专业认证。通过校企联合实现了实践教学平台从校内到校外的拓展,使“双真”(即真实的企业环境、真实的项目案例)模式在实践和实习教学中得以实现,解决了学校实习、实训设备不足问题,真正做到企业与学校资源共享,培养了学生的综合素养和工程实践能力。

(5) 校院齐心,完善科技创新平台建设,强化学生科技创新能力。按照学校“三三三”人才培养体系的“个性化”培养要求,大力学院制订了“搭建平台,典型引导,重在普及”的科技创新工作思路,创立了具有我院特色的“三自三结合”(“三自”：大学生科协自行组织科技活动、学生自发参与科技赛事、教师自觉给予指导,“三结合”：创新与竞赛相结合、课外与课内相结合、自由与引导相结合)的科技创新模式,组建了科技创新团队,拓展了大学生科技创新和学术发展空间。经过多层次实践创新平台的系统训练,提高了IT类专业学生的实践创新能力。

4　应用效果

经过4年多的探索和实践,取得了明显成效。制订了与“引导学生自由发展”理念相适应的新版培养方案,创设了有利于学生自由发展的条件与空间,促进了学生最大化的自由发展,提高了教师综合教学素养。其次,优化了面向实践和创新能力培养的实践教学体系,营造了有利于学生自主探究的环境,构建了多模式多层次工程实践平台,提升了学生的工程应用素养,夯实了学生的程序设计、系统开发力、工程应用和科技创新能力。实践证明,在“自主探究”和“自由发展”氛围下成长的学生工程实践能力和创新能力明显增强。据学校统计,近4年来计算机科学与技术、软件工程、通信工程专业学生参加省级以上学科竞赛并获奖的人数逐年提高,2014年获奖85项,同比增长近25%,获国家软件著作版权15项。近4年学院3个专业毕业生初次就业率均实现了持续增长。根据学校统计数据,2012年—2015年通信工程专业初次就业率分别为96.39%、98.8%、100%、100%；软件工程专业分别为93.75%、96.67%、98.78%、100%；计算机专业分别为91.8%、94.25%、97.75%、98.2%。该教育理念以及实践教学体系和平台的改革建设做法也得到了领域教育专家的较高评价,2014年获邀参加教育部“高校计算机类专业应用型人才培养方案研究”研讨会并作大会交流。企业代表普遍认为改革思路代表了IT类教育改革发展的基本方向,与企业IT工程师的培养路径一致。

References)

[1] 张庆荣,冯其红. 基于自主发展教育理念的本科人才培养路径探析[J]. 教育与职业,2015(7):113-115.

[2] 李培根.让学生自由发展：也谈教育的目的[J].高等教育研究,2010(11):1-3.

[3] 杨建朝. 自由成 “人”: 教育精神的时代诉求[J]. 教育理论与实践,2013,33 (1):7-10.

[4] 刘献君. 论 “以学生为中心”[J]. 高等教育研究,2012,33(8):1-6.

[5] 李嘉曾.“以学生为中心”教育理念的理论意义与实践启示[J]. 中国大学教学,2008(4):54-56.

[6] 张佳,蒋云. 搭课程改革平台 促学生自主发展：以上海市育才中学课程改革为例[J]. 教育理论与实践,2011(26):31-32.

[7] 季卫兵. 从帕赢斯 AGIL 图式看大学生自主发展[J]. 教育评论,2014 (6):69-71.

[8] 施晓秋,金可仲. 卓越计划“3+1”模式下的课外专业教育体系[J]. 高等工程教育研究,2012(4):40-44.

[9] 林建. 卓越工程师创新能力的培养[J]. 高等工程教育研究,2012(5):1-17.

[10] 付坤,凌振宝,王金国. 高校工科大学生自主实践创新教育的探索[J]. 实验室研究与探索,2015,34(4):196-198.

[11] 刘华东.构建“三三三”培养体系推进本科教育迈向更高目标[J]. 中国高等教育,2012,18:34-36.

[12] 曹贺,刘春生,陈国晶,等. 卓越计划背景下科学构建工程化实践教学模式研究[J]. 实验技术与管理,2014,31(10):40-42，127.

Construction of multi-level practical and innovative platform for IT majors

Zheng Qiumei, Wu Chunlei, Cui Xuerong, Li Huayu, Li Shibao

(College of Computer and Communication Engineering, China University of Petroleum ,Qingdao 266580)

The traditional teaching modes have problems on poor learning ability of students,the relative lack of practice and innovation,etc. This paper proposes the concept of “guiding students to freely develop,” which stresses guidance,free development,and cultivation of practice and innovation abilities. Then the new training program in favor of the free development of students is developed,and a multi-level practical and innovative platform is constructed,which can provide the support for program design experiments,professional practice for system development,engineering application of enterprise training,and independent development of scientific and technological innovation. In four years, the application practice shows that the platform of practice and innovation has a significant effect in students’ practical innovation and the development of self-awareness.

IT talents; practical teaching; platform construction; scientific and technological innovation

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.05.003

2015- 11- 23修改日期：2016- 01- 04

教育部-IBM专业综合改革项目“软件工程过程建设”(2012-17)；山东省卓越工程师教育培养计划专业建设项目(2013-10)；中国石油大学教学改革项目(QN201419)；中国石油大学研究性课程教学改革项目(YK201415)

郑秋梅(1964—)，女，山东高密，硕士，教授，副院长，主要研究方向为图形图像处理.

E-mail：zhengqm@upc.edu.cn

G642.0

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1002-4956(2016)5- 0007- 03