面向新工科教育的IT类课程教学改革探讨

石兆英 洪亲 蔡坚勇 郑华 陈顺凡

摘  要： 以新工科发展为契机，以合格的IT人才培养为目标，分析应用型人才培养特点以及目前高校IT类人才培养中存在的主要问题。探讨应用型人才培养问题的解决方案，提出建设纽带课程的具体方法，给出了课程所需教材《面向工科教育的IT类系列项目训练集》的编写思路，并提出了IT类相关专业应用型人才培养的实施方案。

关键词： 应用型人才; 新工科; IT人才; 纽带课程

中图分类号：TP3-05          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2018）12-103-03

Abstract： Taking the development of emerging engineering education as an opportunity and aiming at the training of qualified IT talents， this paper analyzes the characteristics of application-oriented talents training and the main problems existing in the training of IT talents in colleges and universities. This paper probes into the solution to the problem of cultivating applied talents， and puts forward the concrete method of constructing the link course， gives the compiling idea of the course textbook "IT Series Project Training Set for Engineering Education"， and puts forward the implementation plan of cultivating applied talents for IT related specialties.

Key words： application talent; emerging engineering education; IT talent; link course

0 引言

当前，国家推动创新驱动发展，实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等重大战略，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，对工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革创新[1]。

新工科理念应运而生。“新工科”更强调学科的实用性、交叉性与综合性，尤其注重信息通讯、电子控制、软件设计等新技术与传统工业技术的紧密结合。现代已经向传统提出了挑战，大数据、人工智能、物联网等事物只是新事物的冰山一角，面向未来的知识和技术的更替必将变得越来越快。我们现在的工科教育现状是，教材的相对陈旧、极为现实的社会需求，以及面向未来的工程技术三者之间的严重脱节[2]。IT类专业人才作为新工科的主力军，迫切需要壮大。从就业与用人方面来看，与其他专业毕业生就业难不同，很多IT类专业的学生却很抢手[3]。人工智能、移动终端、云计算、大数据等相关专业应届毕业生备受企业关注，很多IT企业更是饥不择食[4]。然而，这些毕业生就业后发现自己的实践能力很弱，本应该自己完成的一些项目只能作为别人的帮手。毕业生无法快速地满足企业的用人要求，为了补足实践技能的不足，IT相关专业大学毕业生也纷纷报名参加专业IT培训机构充电，以适应职场发展和增加自身就业竞争力。IT企业看重的是员工开发、编程、测试等实际动手能力，很多IT毕业生的学历、学习背景还不能与他的实际能力划等号，一些学习软件工程专业的学生不懂开发，计算机专业的学生建不起数据库等这类现象很常见，相反参加过专业培训机构的毕业生进入公司却能很快独当一面[5]。培养当今社会所需的合格人才本来就是我们高等学校的历史使命，然而从我们大学校园走出去的毕业生却不能满足用人单位的需求，还需要IT培训机构帮我们回炉。这是我们高校在IT专业培养上的失败[6]。

1 存在的问题

作为高等学校的教育工作者，教书育人培养出顺应时代要求的合格人才是使命和责任。要找到教学中的问题及其原因，我们通过对很多高校IT类专业的培养方案、课程安排、课程标准及教材等多方面进行分析，与不同专业不同年级的学生进行交流，汇总了一些目前存在的问题。

1.1 综合实践训练有待加强

IT类课程属于实战性很强的课程，目前很多高校开设了相应的实践课程，但很多都只是一些局部知识的验证性小实验。学生虽然对每一个小实验都能顺利完成，对每一个知识点也都能基本掌握，但学生做实验是按照老师给定的具体实验步骤、实验方案得到想要的实验结果。这是被动的做验证性的实验，做实验没有主动参与的需要，进而积极性大打折扣。所以需要高质量的综合性实验。

1.2 课程与课程间缺少融合和衔接性训练

一直以来高校所开设的每门课程的实践题目都是相对独立的，但在实际应用中往往是多门学科的知识点的交叉结合才能完成一个具体的实际任务。所以现在从高校走出来的大学毕业生，很难适合用人单位的需求，用人单位需要的是综合型的，有实战经验的人才，我们的学生虽然掌握了丰富的理论知识，却无法应对简单的实际任务。企业需要的是有实用技术，实践经验以及很好的职业素质的人才，这样才能很快的适应环境。

1.3 传统教材的局限性

目前很多高校使用的教材是自成一体，很难与其他学科相结合。每门课程所用的教材，在不同的專业领域，都具有普适性。每门课程就像一个个通用的积木块，课程学习就是对积木块内部的学习。哪个专业需要就用一块，整个专业学习，就是积木块的堆砌，块与块之间如何衔接，整个建筑如何贯穿是我们高校所欠缺的课程。学生在学校里学了不少的基础知识和专业知识，虽然掌握了每一门课的知识，但遇到实际任务时却无处下手。学生拥有了一大堆的积木块，却盖不起一间小平房。

1.4 学生没有明确的学习目标

大部分学生的学习是盲目的，很多学生对自己的专业学习目的不是很明确，学习都是为了应付考试。很多高年级的学生都还不清楚自己所学的知识有何用，更不用说低年级的学生了。

IT类专业的培养还存在着很多不足，在此不一一列举，本文针对上面的问题提出解决方案。

2 解决的方案

要彻底改变现状需要我们每位老师都行动起来，在向学生传授各科知识的同时，还要告诉他们如何使用这些知识。为了把学生所学知识整合起来形成一个统一的整体，为相关专业的相关课程准备相应的切实可行的纽带课程，这是我们的首要任务。

2.1 组织编写纽带课程教材

对IT类相关专业的学生，为了弥补综合性的衔接课程，我们组织编写一本《面向工科教育的IT类系列项目训练集》，训练集分两期完成，第一期为软件类部分，这部分为“软件工程”、“数据库原理与应用”、“数据结构”、“java程序设计”、“c语言程序设计”等软件类核心课程提供辅助实践案例。第二期将增加硬件设计类实践案例，这部分为“计算机接口技术”，“电子系统设计”，“微机原理与接口”，“EDA技术”，“单片机技术”，“模拟电路”，“电路分析基础”等实践案例。学生通过完成其中的具体实践任务能够将所学的一系列课程知识串连起来，本训练集可以作为一条纽带起到贯穿各门课程的作用。项目训练集的设置主要是培养在IT方面的知识和技能。相关课程都可以借助案例作为上课的切入点，课程设置立足于企业的实际需求，尽量采用来自合作企业的真实案例，以项目为中心，将所需掌握的知识融汇其中。整个训练集是围绕一个完整的综合实例展开。

本文主要介绍第一期的工作，主要考虑软件设计类课程的实践任务。第一章为“软件工程”实践，通过需求说明，概要设计，功能模块划分引出我们整本训练集的主要内容。功能模块大致如图1所示。

此功能模块中包含了整个训练集的大部分实践题目。其中的每一个功能模块都是后续章节中的一个实践任务。第二章为“数据库应用”实践，第三章为“数据结构”实践，第四章为“java程序设计”实践，第五章为“c++程序设计”实践，第六章为“c语言程序设计”实践，这本与计算机软件相关课程都能用的项目训练集，可以作为IT类学生的专业实验课辅助教材，从一些小实验开始，当这一系列课程都学完后所有实验都完成。所有课程的学习都是围绕项目集中的项目进行展开的，所以这本项目集可以作为这几门课的配套实验教材或者参考书。

2.2 课程设置的创新点与难点

纽带课程是以项目案例为主线，它不是一门独立的课程，其分布于多门相关课程的实践环节中，伴随学生整个大学学习生涯。大一时就给学生展示总任务的全貌，让学生了解大学期间需要学习的是哪些知识，最终要完成什么任务，也让他们明白大学毕业后自己将具有什么样的能力，将可以胜任什么样的工作。整个学习过程中他们的目标和任务是明确的，带着任务去学习也可以提高同学们学习的主动性和积极性。

项目案例课程既要求课程设置反映项目开发设计的整体结构，也要求按照开发过程中的知识组织方式组织课程内容。每一门课程的项目与项目之间的关系，课程总体目标与项目的关系，各门课程之间的关系等，合理设计这些关系才能突破传统的学科教育禁锢，真正改善对学生动手能力的培养。

从宏观上看，每一门课程的案例都要达到一定的目标和要求（如“软件工程”的目标是对一个完整软件项目的整体设计，“数据库原理与应用”的目标是项目中数据库的设计，“数据结构”的目标是实现项目中底层数据的设计与实现，“c语言程序设计”的目标是项目中具体操作的实现），并且这几门课程是相互关联的，让学生动手能力逐步提高，即刚开始完成简单的任务，然后完成复杂的任务。这种基于项目驱动的课程体系，设计上呈现与传统的学科教育截然不同的模式，以前是从前期注重基础知识和理论到后期的部分理论验证，现在转变为从前期的简单的任务入手到后期的解决复杂的任务，呈现出注重项目开发逻辑和研发技能逐步提升良好态势。这种从具体应用的某个点入手，发展到更为一般的可迁移的动手能力，符合应用型人才教育模式。

在微观上看，围绕宏观目标精心设计项目教学方案和课程结构，每一个大的项目可分解为若干个子项目或子任务，每个单独的子项目在实践的对象、方式、内容、方法、组织及知识的使用上形成一个小的系统，在某一方面或局部形成一定的动手能力，而每门课程的整体实践的完成贯穿于各个子项目的综合运用，而每门课程总体目标又体现了前后关联和能力递进的关系，从而形成实践过程系统化课程。

案例设计的好坏关系着整个课程改革的成败，如何让课程案例与真实企业项目紧密对接，能真正起到它的训练价值而不是传统实训项目或技能训练的简单再现？每门课程在实践的对象、方式、内容、方法、组织方面与实际企业的对应度和关联度如何？也是本课题重点要解决的问题。

3 具体的实施计划

本教改方案分两个阶段实施。

第一阶段 搜集合适的项目作为系列课程中的案例，对案例进行筛选，切割，分离出一系列具有相对独立知识点的小项目，将各个小项目分配到它们所对应的课程中。编写项目训练集，分析每一个子项目的需求，撰写实训目的、实训内容、实训要求和实训方法。创建授课计划及教案，根据相关学科的教学目标、教学内容和教学基本要求，精心设计各教学环节，制定一套切实可行的实训计划。

第二阶段 组织课程实施。对大一到大四的学生相应的课程中试用新案例授课。开展课程评价，建立一套科学的可操作的课程考核制度。完善课程教学内容和课程结构，根据开课情况和学生的接受和掌握情况对前期的教学计划、教学安排、教学内容等进行更加合理的修订。整理课程文档，根据教学实施情况，对授课计划及教案、实践计划、课件等进行整理，进一步修订教程。

4 结束语

本教改方案建设已经顺利开展，目前项目的前期工作已经完成。训练集的编写是本教学改革的首要任务，训练集已经初具规模，部分实践教学已经用于相关的课程中，学生兴趣浓厚，相信通过对本方案的实施，能够为培养更合格的IT类实用型人才做出贡献。这种纽带式课程的建设思想可以应用在所有工科专业，对不同的专业可以建设不同的纽带，通过纽带将大学期间所学的专业课程紧密联系起来形成一个完整的知识体系，为新工科的基础教学奠定基础。

参考文献（References）：

[1] 教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[R].教高司函〔2017〕6号.

[2] 张轮.新工科，重塑高等教育人才培养体系[N].文汇报，2017.5.9.

[3] 钟登华.立足新时代 培養一流“新工科”卓越人才 [N].光明日报，2017.10.31.

[4] 张茧，张素娟.IT教育模式亟待改革[N].湖南日报，2013.

[5] 博思数据研究中心.2018-2023年中国IT培训市场监测及投资前景研究报告[R]，2017.11.

[6] 余寿文.大学的本质功能与中国科技人才的培养[J].高等工程教育研究，2017.2.