高校实验教学示范中心建设探索与实践

邸 馗, 张 骁, 陈 晨

(1. 东北大学 离退休党委, 辽宁 沈阳 110819； 2. 东北大学 软件学院, 辽宁 沈阳 110819)

我校软件学院作为首批“国家示范性软件学院”之一,以企业实际需求为导向,以培养学生能力为核心,创建了一整套与企业实际需求有效结合的工程化实验教学体系。软件学院实验中心(简称中心),作为国家级实验教学示范中心,在实验室建设、实验教学体系建设上进行了初步探索,并取得了成效。

1 实验教学示范中心建设原则

在软件工程人才培养体系中,实验教学和理论教学具有同等重要的地位,实验教学贯穿整个人才培养过程。中心实验教学结合专业特点,以软件行业实际需求为导向,以培养实用性高级软件人才为目标,以提高学生的工程实践能力、创新能力、国际竞争能力为宗旨,分为课程实验、程序实践、项目实训、企业实习4个层次开展实验教学。在各个层次的实验设置上,坚持“夯实基础、训练技能、贯通知识、拓展能力”,注重学生个性化培养,为高级软件人才创造成才条件。

1.1 深化改革,不断完善实验教学体系

中心把学生作为实验教学改革的主体,不断强化学生工程化能力的培养[1-2],以企业实际需求为导向,以培养应用型高级软件人才为目标,以提高学生综合素质为核心,引入CDIO工程教育理念作为实验教学的理论指导,结合国家“卓越工程师教育培养计划”,努力构建一整套与企业实际需求有效结合的“三个阶段、四个层次”的工程化实验教学体系。

通过全面改革软件工程专业的人才培养模式、调整课程体系、充实教学内容、改进教学方法,在教学过程中全面体现工程化能力和职业素质培养的思路,进而形成一个融基础理论、实验教学、工程实践为一体的整体化培养机制,让学生各方面的能力都得到全面均衡的发展,以适应现代软件产业的需求。改革主要内容包括:贯彻CDIO工程教育理念,以学生为中心开展教学；以工程教育为导向,改革学生培养模式,积极开展“611”教学改革；根据企业需求,改革实验教学内容。

1.1.1 跟踪国际工程教育理念

贯彻CDIO工程教学理念,将其作为实验教学的理论指导,强调“做中学”和“基于项目教育与学习”[3],以软件产品从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、洞悉课程之间联系的方式学习。重在对学生进行能力拓展训练,通过设置可选择的实验题目开展个性化实验教学,突出学生个性化培养,实验教学方法体现了互动性和案例教学2个特点。实验考核方法由传统的单一提交实验报告改为结果验收、现场问答、个人答辩、报告评阅相结合的考核方式。

在实验教学、工程训练、项目研发、科学研究、课外科技活动等多方面,加强对学生工程实践能力的培养,培养学生的职业道德、运用知识解决问题能力、终生学习能力、团队协作能力和沟通能力。

1.1.2 划分“三个阶段”,实行“611”教学模式

教育部“卓越工程师教育培养计划”具有3个特点:一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力[4]。根据其“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,以完善知识结构、强化综合能力和提高工程素质为培养核心,不断丰富工程内涵、优化学生知识结构,进一步加强学生的工程意识、工程素质、工程设计能力、工程实践能力和工程创新能力,培养面向未来、高素质、具有国际竞争力的创新型卓越工程师。

与国内知名企业和研究机构积极合作,探索工程化实验教学体系。中心改革原有的“7+1”2阶段教学模式(7学期理论授课、1学期毕业设计),进行“611”3个阶段、4个层次的教学模式改革(见图1)。3个阶段即“6个学期校内学习、1个学期项目实训、1个学期企业实习”,4个层次即“课程实验、程序实践、项目实训、企业实习”,使学生累计有1年时间在企业学习和开展毕业设计。

图1 “三阶段、四层次”教学模式改革示意图

1.1.3 加强企业作用,“四个层次”有机结合

中心创建了“课程实验、程序实践、项目实训、企业实习”4个层次有机结合的,企业项目库、教学案例库、各类实验室、实训实习基地相互依托的,面向企业需求培养实用型高级软件人才的实验教学体系。其中,以课程实验作为理论知识掌握的实际检验,以程序实践作为编程设计能力的综合训练,以项目实训作为企业实际项目的模拟训练,以企业实习作为学生实际工作的实战演习。该体系涵盖了设计性、创新性、综合性等多种类型的实验。

实验教学体系以培养学生6种能力为目标,即“分析与解决问题能力、交流与组织协调能力、主动获取知识能力、科学创新能力、工程实践能力与国际竞争能力”,培养“实用型、复合型、国际化”的高级软件人才。遵循知识和能力并重、实验教学与理论教学有机结合又相对独立的思路,通过校企共建实验室和实训实习基地、聘请企业资深工程师参与实验教学、将企业实际项目及教师科研成果转化并融入实验教学、引进国际先进教学成果等多种方式,不断完善实验教学体系,力求获得良好的教学效果,有效缩小高校培养的软件人才与企业需求的距离。

1.2 深化校企合作,拓宽培养学生实践能力的渠道

在实践教学方面,中心充分利用企业资源,不断拓展中心与企业、科研院所之间的合作,加强各种形式的实践教学基地和实验室建设。加强校企合作,不仅是坚持以企业需求为导向有效培养学生能力的需要,也是优化高等学校教育资源、提高高等教育质量的需要,更是服务国家经济建设、培养高级应用型软件人才的需要[5]。不断深化教育、教学改革,坚持走产学研用相结合的道路,不断探索与行业、企业多模式、深层次的合作共建,是提高实践教学水平的有效途径。校企双方优势互补、资源互利、成果共享,是实现软件人才培养及行业可持续发展的长效机制。

1.2.1 深化改革,探索校企合作新机制

中心积极探索推进实验教学工程化改革,在传统的以学校和课程为中心的教学模式基础上,逐步实现专业实验与专业训练相结合、专业技能培养与实践体验相结合的新教学模式。针对实验教学的“课程实验、程序实践、项目实训、企业实习”4个层次,中心通过引入企业资源的方式,深度实施实验教学模式改革。

(1) 联合企业专家设计实验方案,“双导师”指导实验。鼓励实验教师的实验技术研究,定期与企业技术专家开展技术研讨会、座谈会,根据国际先进软件技术的演进和国内外知名企业的实际项目,与企业技术专家共同合作选择实验项目、设计实验方案,开展“双导师”指导实验。聘请国内外知名企业具有多年软件开发经验的技术专家,在实验指导过程中以企业专家为主,以企业实际项目为基础,由企业专家和实验教师共同制定程序实践项目,双导师共同指导学生。实验题目力求结合生产、科研、管理、教学等方面的实际需要,与学生日常熟悉的问题相结合,以实用、易用为主。

(2) 强化实训基地建设,探索多种模式。项目实训是需要企业全程参与的实验教学层次,是全面集中提高学生实践动手能力的重要环节。本着软件学院对本科毕业生高端就业的培养宗旨,中心根据不同学生在实训过程中的不同需求,加大实训投入力度,逐渐探索多种实训模式,在保留原有实训基地的基础上,不断开拓顶岗实习企业作为实训基地,使不同层次水平的学生在实训过程中得到不同程度的锻炼和提升。

(3) 扩大高端企业实习基地规模,促进高端就业。实习经历不仅可以一定程度提升学生实践动手能力,也是学生接触社会、明确未来就业方向的重要环节。中心依托学院政策,积极扩大学生校外实习基地建设规模,与国内大型IT企业联合建立学生校外实习基地。中心将根据学生实习单位安排的实习内容与校内课程的相关程度,对学生的课程进行学分转换,使学生能够顺利完成在企业的实习。学生通过参与企业实际项目开发积累实践项目经验、提高就业竞争力、提升就业层次。

1.2.2 联合建立校外实践基地,实现校企“双赢”

实验室共建是学生实践能力锻炼提升的重要保障,大力推进实验室共建是校企合作协同育人的又一重要措施。中心成立校企合作共建委员会,由高校、企业、行业的领导和专家组成,共同签订委员会合作协议,明确各理事单位拥有各自的权利和义务,组织各项活动的开展,实现校企合作“双赢”的长效机制。

另外,学生技术俱乐部也是校企合作的新模式。中心坚持“整体优化,特色鲜明”的指导思想,鼓励学生开展丰富多样的俱乐部活动。学生在俱乐部有更多的自主权,通过俱乐部和企业取得联系,获得企业技术相关支持。企业通过俱乐部开展技术讲座、发布技术题目、遴选需求人才,大大节省了企业招聘成本。目前中心已建成搜狐畅游、乐道互动等多家学生技术俱乐部。

与此同时,中心通过资源共享方式与校外有关科研院所合作建立的专业实验室、研究室,也是在不影响科研院所正常的科技开发活动的前提下,利用科研院所先进的仪器设备满足学校教学计划需要的一种合作办学形式。一方面,学生可以通过在科研院所的学习,尽早获取科研经验,提升自身的综合实力和竞争力，教师深入科研院所可以提高自身技能,与科研院所合作制订人才培养方案、实验教学体系等改进落后的教学理念、管理方式,调整学科专业和科研方向等；另一方面,通过积极引入在科研院所工作的实践性强、知识丰富的技术专家和能手充实到教师队伍,既有利于实验教学,又能促进双方的合作共建。

1.3 依托科技创新,强化学生实验能力

中心以培养学生的创新能力为目标,以全过程开放为原则、以创新实验为手段,搭建创新的基础平台,鼓励学生“自选项目、自主设计、自己动手、自由探索”,激发学生的自我创造力,引导学生在科学研究中学习[6],提高学生勇于探索的创新意识和善于解决问题的实践能力,使实验室成为开展创新竞赛和特色主题实验活动的场所,使中心成为“学生创新实验基地”。

1.3.1 建立开放式科技创新实验室

开放式实验室是学生进行创新活动的重要条件,中心指定实验室为有指导教师的学生创新团队开放,使学生有指定场所进行创新创业相关活动,大大激发了学生创新创业意识。参与创新活动提高个人能力,在越来越多的学生中形成共识。

1.3.2 加大对学生创新创业的资助力度

《普通本科学校创业教育基本要求(实行)》强调创新创业教育重在提高学生社会责任感、创新精神和创业能力,促进全面发展[7]。

针对学生思维活跃、创新需求高这一情况,结合学生个性化培养计划,开设创新实验班和创新实践班,并加大对学生科研创新活动的资助力度,提高奖励基金额度；针对学生创业热情高涨这一情况,成立创业实训模拟公司,通过模拟公司项目的培训、实训、实岗演练和导师的指导,强化学生的创业意识,熟悉公司各岗位的职责,体验真实的商业环境和行为,提升学生的整体素质,提高学生参与市场竞争的综合能力,为自身的就业和创业打下坚实的基础。

1.3.3 丰富科普活动,营造特色创新文化氛围

开展品牌活动,如“软件学院科技节”对大一学生进行创新意识培养,对大二、大三学生进行科技创新训练,对大四学生进行创业引导,构建链条式的科普教育[8]。以普及和提高为目标,开展科学技术竞赛、科技人文讲坛、IT文化体验等科技创新活动,为科技创新奠定基础。

1.3.4 深化科研训练,不断提高拔尖创新人才质量

遵循对学生的教育规律和人才成长规律,深化创新人才培养模式,完善创新人才培养体系,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌出的局面。坚持以“国家大学生创新性实验计划”的实施为核心,不断完善院级科研训练平台,加大对学生自主科研项目的投入力度,构建一套以学生需求为出发点,内容丰富、形式灵活有效的创新人才培养体系。整合校内外资源,发挥“大学生创新基地”的育人功效,为学生科研提供实践平台与科技成果孵化平台,扩大教育覆盖面。

1.3.5 规范科技竞赛,不断提高人才培养质量

抓重点、重实效,做好国家级科技竞赛的组织工作,例如挑战杯、数学建模、信息安全大赛、软件创新大赛、ACM程序竞赛、机器人大赛等[9],不断提高获奖数量和层次。不断完善学生创新实验基地的改造扩建工作,完善各实验基地的管理制度,打造开放性、创新性、综合性的学生创新实践平台。

1.4 合理优化配置,有效整合实验资源

实验室资源整合,须以功能整合为基础,以优化结构、合理配置资源和提高使用效益为目标。中心根据自身特点,在不断完善实验教学基础设施的基础上,采用云技术构建“实验教学资源云”,实现对实验室资源的有效整合。实验教学资源整合示意图如图2所示。

图2 实验教学资源整合示意图

2 实验教学示范中心建设成果

中心建设从学生实践能力着手,全面提高学生综合能力和素质。多年来,在学生实践能力、创新创业能力、就业层次提高几方面取得了一定成效。

(1) 学生实践能力综合素质提升。实验实践课中CDIO工程教学理念的贯彻和实施,使学生对软件项目开发周期有清晰明确的认识,并掌握软件开发周期中需求分析、设计、开发、测试、维护、项目管理过程[10-11],再通过实习实训进一步强化,使学生有较强的工程实践能力、运用知识解决问题能力、终生学习能力、团队协作能力、沟通能力和较高的职业道德。毕业生跟踪调查也显示学院毕业生具有强烈的责任感和事业心,能够很快转换角色适应岗位的要求,具有较强的实践动手能力、行业竞争能力、自主学习能力和积极创新能力,广大毕业生具有良好的发展潜力,表现出良好的发展趋势,在公司的评价中居于同类大学毕业生前列。

(2) 学生创新创业能力显著增强。截至2016年,学院学生累计在科技竞赛获省级以上奖项2 049人次,其中,国际和全国奖项1 311人次,仅2016年学生获国际、全国和省部科技竞赛奖项就达325人次,包括ACM国际大学生程序设计竞赛亚洲区金奖、全国大学生英语演讲大赛一等奖、MCM数学建模竞赛一等奖等。

(3) 毕业生就业率与就业质量稳步提高。近3年,毕业生一次就业率均在95%以上, 40%左右的毕业生到国内外知名学府继续深造,60%的毕业生到国内外知名企业、央企、企事业单位、政府机关就业。在每届选择就业的毕业生中,90%的学生集中在信息传输、软件和信息技术服务业以及制造业,85%以上的学生到高端企业就业,90%以上的学生到与专业相关的企业从事研发、运维、测试等岗位,学生最高年薪26万元以上,平均月薪7 000元左右,薪酬水平远远高于其他专业毕业生(见表1)。

表1 2014—2016届本科毕业生月薪情况 %

3 结语

推动高校实验教学示范中心建设是本科生实践能力提升的重要保障。我校软件学院国家级实验教学示范中心建设取得了一定成效,根据毕业生跟踪调查结果,学院毕业生以其良好的专业基础、扎实的实践技能、卓越的创新能力、敏锐的竞争意识与高效的协作能力,深受企业青睐,大批毕业生逐渐成为企业的中坚力量，这与企业、社会共同参与中心建设密不可分。

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