信息学科创新人才培养途径探索与实践

李哲涛，李肯立，邓清勇，龙赛琴

（1.湘潭大学 计算机学院，湖南湘潭 411105；2.湖南大学 计算机科学与工程学院，湖南长沙 410082；3.广西师范大学计算机科学与工程学院∕软件学院，广西 桂林 541004）

0 引言

人才培养是高校的根本任务，培养质量是学校综合能力的具体表现。创新人才是具有创新精神和创新能力的人才，创新是新工科工程科技人才的首要能力要求。“双一流”大学是我国培养拔尖创新人才的主力军，从国家战略部署而言，培养的目标是高层次、国际化的学者和科学家。而地方综合性大学则立足地方，在服务地方经济的同时也肩负着服务国家战略需求，为支撑国家和区域经济社会发展培养多样性拔尖人才的重任。

创新人才是建设创新型国家的基石。赵树果等指出应与时俱进，适时调整与优化知识结构培养创新能力，地方高校与中央直属高校同样肩负着创新人才培养的历史重担，但定位需进一步明确，培养机制与教育模式也需根据各高校及所属区域的具体情况进行重构与实践；袁旦指出部分地方高校在逐步探索以实验班、基地班、试验区、精英学院等“特区”模式培养拔尖创新人才，但大都是定位在应用层面，过分强调服务区域经济，忽视了面向国家战略需求的科学研究；张兄武进一步提出通过科学研究、社会服务与教学协同培养应用型创新人才，通过教学活动“科研化”培养创新意识和精神，却未考虑地方高校的特征和具体校情；韩雪从学校层面思考如何利用地方综合性大学资源培养创新人才，却没有考虑具体学科特点及差异性，不具备普适性。为此，湘潭大学立足于校情，在明确人才培养定位的基础上，结合学校发展愿景和信息学科特点，通过构建多层次平台、创新培养模式以及探索多途径能力培养的形式充分利用学校资源及地区优势实现特色育人。

湘潭大学是典型的地方综合性大学，具有“地方性”和“综合性”两大特征。综合性大学的真谛在于用综合性的资源培育全面发展的人才，通过多学科交叉与融合促进科学的发展和学科的繁荣。学校学科门类齐全但教育资源有限，在服务地方经济的同时也面向国家战略需求培养创新人才。2018 年9 月6 日，习近平总书记作出重要批示，希望湘潭大学扎根伟人故里，努力把学校办得更好、更有特色。总书记的指示为学校的发展和人才培养指明了道路，如何因地制宜，依据信息学科特色和学校自身发展情况，完善人才培养方案，厘清“培养什么样的人”，明确人才培养目标，将地方性和综合性有机统一起来，形成培养信息学科创新人才的特色对于地方高校人才培养具有重要意义。

1 地方综合性大学信息学科人才培养目标

湘潭大学的发展愿景是全面建成有鲜明特色的高水平现代大学，一批学科进入世界一流，整体向世界一流大学行列迈进，即“双一流”。“双一流”不仅体现为“一流大学、一流学科”，其内核是“落实立德树人根本任务，培养一流的拔尖创新人才”。一流大学培养的人才应具备以下素养：宽广的学术视野、强烈的创新意识、强烈的社会责任。为此，湘潭大学将贯彻与落实党的教育方针，服务湘潭地方经济，建设高水平高校教师团队，培养有理想、有责任、有追求的多层次高水平优秀人才，实现学术研究、育才培养、服务地方“三位一体”，建设具有中国特色的双一流学科高校。

教育部副部长、党组副书记陈希指出，湘潭大学办学一开始就定位于综合性大学，办学起点高，希望学校继续保持优势学科发展，并适当加强工科发展，尤其是对有利于促进湖南省经济发展的工科要大力关注和扶植。湘潭大学作为地方综合性大学，要找准办学定位，在保持文化传承的同时，要大力培养应用型人才，大力发展应用型学科，为区域经济发展提供支撑和服务。

依据《湘潭大学服务湖南省“三高四新”战略实施方案》，为深入贯彻落实习近平总书记考察湖南重要讲话精神，主动融入湖南省“三高四新”战略，充分发挥湘潭大学人才培养优势和特色，服务国家需求、对接省内“八大工程”“七大计划”过程中，突出需求引领，强化成果导向，完善协同创新，提升学科核心竞争力与社会影响力。

湘潭大学本科人才培养方案紧紧围绕建设有鲜明特色的研究教学型高水平现代大学的办学定位和目标，构建与一流本科人才培养体系相适应的人才培养方案，培养适应经济社会发展需要、具有国际视野和创新创业能力的高层次专门人才。提出以学生为中心，树立多样化人才观念，注重学生个性发展，充分发挥湘潭大学学科门类齐全的综合优势，体现因材施教和分类指导的思想，促进交叉，打破跨院选课壁垒，积极为学生成才与全面发展创造条件。一方面，对接国家层面战略部署，努力为对科学研究有浓厚兴趣且具有发展潜质、勇于接受挑战、立志继续深造的拔尖学生创造有利条件；另一方面，也要深度考量地方经济社会发展趋势，将学术性与实践性有机结合，使学生毕业后能够快速成长为各行业领域理论水平高、实践能力强、综合素养一流的骨干人才。为此，拔尖创新人才培养要结合学校总体办学目标与定位，同时也要分析学科特征，聚焦学生全面发展，做到因地制宜，因人制宜。

信息学科是新工科支撑互联网+、智能制造、海洋空间、生物医药、新材料、新能源等新产业升级和发展的基础和核心，也是综合国力竞争的重要阵地。信息学科迭代迅速，日新月异，其发展速度远远超过众多基础学科。人工智能又掀起信息学科的新一轮浪潮，其迭代速度决定了它的发展离不开前沿的信息、一流的资源和优秀的平台。随着智能时代的到来，信息学科人才培养目标与信息时代将有很大区别。如何坚持以一流为目标、以学科为基础、以绩效为杠杆、以改革为动力，培养适应经济社会发展需要的信息学科人才成为重要课题。学科内涵有3 种形态：根据人才培养需要组织起来的专门的知识体系、根据科研发展要求所建构的知识范畴、根据社会服务需要所划分的工作领域。地方综合性大学往往由于地理位置、硬件条件、资源相对受限等原因，信息学科发展遇到前所未有的瓶颈。信息学科作为新工科的热门学科，强调以专业能力培养为核心，在培养计划和方案中强调了应用能力培养的重要性，相较于文史类学科及基础学科，仅仅局限于理论知识无法发现问题，还要深入工程实践，结合现实情况解决问题。2016 年6 月，我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，成为我国高等教育的一项重大突破，湘潭大学的计算机科学与技术、通信工程和自动化等信息学科专业相继通过了工程认证，反映出在培养应用型人才方面具有丰富经验，但工程认证没有对创新人才的科研能力提出要求，难以满足学校向“双一流”高校目标发展的需求。如何在资源受限的条件下探索出行之有效、因人制宜的信息学科科研型和应用型复合人才专属培养途径，将是湘潭大学面临的重要课题。

2 地方综合性大学信息学科人才培养困境

信息学科不同于其他学科专业，其研究内容和相关技术日新月异。如何紧跟学科前沿，突破人力、物力和财力等软硬件资源瓶颈，组织并利用有限的学术资源和创新平台培养科研型和应用型人才是突出问题。以湘潭大学为例，作为一所综合性全国重点大学，位于湖南省湘潭市雨湖区，区位相对偏僻。更重要的是育人资源相对不足，获取各类资源的途径也相对有限，师资队伍、办学经费等与一流本科教育建设要求相比存在一定差距，无法充分适应经济社会发展对拔尖创新人才培养的多样化需求。

在人才方面，一流人才队伍和高水平的创新团队是育人成才不可或缺的必要条件。顶尖高校往往利用地理位置、当地资源和环境优势，以及“人才落户”等相关激励政策，吸引了一大批国内外高精尖的创新人才作为后备育人资源。而地方性大学的师资队伍相形见绌，以湘潭大学为例，信息学科尚无院士团队，也没有该领域内重要的领军人才，缺乏“领头羊”，无法形成“以点带面”的人才辐射群。

在财力方面，相较而言，地方性大学办学经费远远比不上985、211 等高校。从省内情况来看，据网络数据显示，2021 年湖南省省属高校经费预算，与湖南师范大学预算为15.64 亿元相比，湘潭大学仅为9.64 亿元。湖南省教育厅官方发布了2017-2020 年湖南省本科高校“双一流”建设经费，如表1 所示，经费成为扼住众多资源的“咽喉”，导致地方性大学发展和人才培养举步维艰。

Table 1 Allocation of special funds for“Double First-Class”construction of some undergraduate colleges and universities in Hunan Province from 2017 to 2020 （10000 yuan）表1 2017-2020 年湖南省部分本科高校“双一流”建设专项资金分配情况 （万元）

信息学科的实践性意味着需要大量的硬件设备支撑，尤其是云计算、大数据和人工智能等需要大量的计算资源、存储资源，而且并非湘潭大学传统的优势学科，资源受限。资源匮乏、财政不足、发展资金短缺、师资薄弱、领军型人才匮乏、知识生产能力薄弱、高水平科技成果偏少，信息学科在这样的环境下所面临的困境不言而喻。为此，探索与实践一条创新人才培养途径尤为重要。

3 创新型人才培养探索与实践

高校要围绕创新人才培养的核心目标，形成人才培养、科学研究和社会服务三位一体的创新人才培养模式。因此，本文构建以教授、副教授、硕士、讲师∕实验师以及本科生组成的融学术与实践于一体的本科创新团队。

3.1 面向复合型人才培养的多层次人才培养平台构筑

多层次人才培养平台有利于构建多样化人才培养模式，突出以学生为中心的教育理念，重视学生个性化差异，科研平台与应用创新平台相结合为人才培养提供了多角度、宽视野的培养方向。围绕物联网、人工智能、网络安全、区块链等热门技术构筑多层应用和科研创新平台培养科研型和应用型创新人才，如图1 所示。其中，科研平台有智能计算与信息处理教育部重点实验室、物联网与信息安全湖南省重点实验室和智慧网络湖南省国际科技创新合作基地，应用创新平台有“湘潭大学—粤嵌科技”湖南省校企合作创新创业基地、物联网湖南省大学生创新创业教育中心、智能感知与计算湘潭大学大学生创新创业教育中心。

3.2 “导师制”和多主体协同培养机制深化

本科生“导师制”对于本科创新实验室人才培养成效显著，将继续深化本科生“导师制”，除校内导师外，还为学生配备外校科研导师和企业导师，坚持跨校科研合作与校企协作多主体协同培养。为了给学生提供更多近距离接触高水平科研团队的机会，始终坚持“走出去”和“请进来”相结合以帮助开阔学生学术视野，培养学生科研能力。为了有效地落实“走出去”，建立长效的访学机制，打造省内“1 小时”科研圈、国内“C9”科研圈和国际“亚太”科研圈。首先，导师团队利用长株潭一体化独有的地理优势紧跟省内双一流大学，依托湖南大学、中南大学等在信息学科方面优秀的教育资源和科研资源开展跨校科研。其次，积极搭建与国内外顶尖高校和科研院所的交流合作平台，包括清华大学、北京大学、中科院、北京邮电大学等在内的国内双一流大学，通过分批派送研究生和本科生前往学习交流，制定联合培养计划和短期访学机制等途径，让学生有机会近距离接受高水平大学科研环境的熏陶，为融入国际和国内学术圈创造有利条件，在疫情期间积极利用腾讯会议等实现线上交流，制定周汇报制度并指导学生开展科研。依托“智慧网络”湖南省国际科技合作基地与日本千叶大学、韩国亚洲大学建立起长达十年的学生教师互访和科研合作机制。“请进来”是根据导师团队研究方向、学生课题内容等邀请小范围领域内的专家以韶峰名家论坛、学术讲座、专家座谈会等形式作交流指导，如物联网、人工智能、信息安全等热门领域。此外，通过与计算机学会及其专委会以举办高端论坛等方式邀请全国各地的学术名家来校交流前沿科技，让师生近距离聆听大师的学术思想，紧跟学术前沿。

Fig.1 Multi-level training platform for compound talents图1 复合型人才多层次培养平台

Fig.2 Multi-agent collaborative training mechanism图2 多主体协同培养机制

校企协同育人“项目制、导师制”创新人才培养模式是提高创新型人才培养质量行之有效的重要手段，培养新工科的创新型人才离不开企业，尤其是高科技创新型企业。产学研合作是校企协作创新的有效模式，在为理论知识提供社会实践场景的同时，也培养学生在社会实践中的问题意识、创新思维和实践能力。紧跟产业前沿技术，在物联网、人工智能等信息领域全方位开展项目合作，促进校企协同创新。湘潭大学与广州粤嵌科技有限责任公司在嵌入式系统课程教学内容改革、创新人才培养以及新工科联合申请了多项教育部协同育人项目，培养了一批优秀的应用型创新人才；先后派出多名研究生和本科生到深圳鹏城实验室以项目形式开展科研合作，促进科技成果落地；与湖南长城科技在国产操作系统及软件等方面开展技术合作，助力推动PC 机的国产化进程。

3.3 多方式协同创新培养途径探索与实践

高素质创新人才培养离不开良好的育人环境。为此，智能感知与计算创新创业教育中心作为湘潭大学的校级创新创业教育中心，面向信息学科培养拔尖创新创业人才，致力于建设成为大学生课外科技实践与科研学术的重要基地，旨在积极落实“以学生为中心”理念，以学生学习为中心、以学生发展为中心、以学生学习成效为中心，营造可以进行交流互动、学术讨论、潜移默化地激发学生创新精神的实验室环境。对于基础学科创新型拔尖人才培养，湘潭大学陆续在一些基础学科诸如数学、物理学、化学、经济学和公共管理类开设“韶峰班”，以及材料类“师昌绪班”、法学“卓越班”等，集中学科优势资源专门为高分和有天赋的学生提供良好的培育环境和条件，近几年已取得了瞩目的成效。但信息学科与基础学科的人才培养方法有着本质区别，实践性强，无法沿用实验班的统一教学模式，采用创新开放型实验室模式更有利于信息学科人才个性化培养，鼓励学有余力的学生进入课题组，进实验室、进科研团队，激发学生的创新思维、突破自我。为此，本着服务学生的宗旨，以学生为主，促进科学研究与实践相结合，构建了集科研、企业合作、竞赛为一体的本科创新实验室，通过多种形式努力把学生培养成兼具实践能力和创新精神的创新型人才（见图3）。

Fig.3 Ways and practice of cultivating students'innovative ability图3 学生创新能力培养途径实践

（1）第二课堂。创新能力培养离不开扎实的专业知识，仅仅依靠专业第一课堂的知识是不够的，因此，创新实验室以学习兴趣小组团体模式开展部分必要课程的自主学习，如数据结构与算法课程，由团队成员挑选其中任意章节自主学习，然后以PPT 形式进行分组汇报，通过“学习—讲授—再学习”的循环模式加深学生对知识的理解，不仅能验证学习质量还能培养学生表达能力。

（2）阶梯式协同创新模式。明确阶梯式培养阶段划分及各阶段培养目标，低年级夯实专业基础，培养学生的专业学习兴趣，高年级注重专业素质培养，因材施教，注重个性化发展。同时，充分发挥综合性大学学科门类齐全的特点，组建跨学科创新团队，在大学生创新项目、学科竞赛、科研训练等环节引导学生采用知识互补实现协同创新。为了创新的持续性，本科生创新团队组建时由不同年级和不同专业构成。

（3）科研项目和学科竞赛结合驱动制。实验室导师积极指导学生参加科学研究项目、学科竞赛和各种大学生研究性学习与创新性实验项目，不同于传统的竞赛或者项目驱动培养机制，通过把握选题的科学性和实践性避免竞赛功利性，一方面将科研课题和竞赛结合，由导师从科研课题中提供合适的内容用于学科竞赛，使师生双方都能够充分享受学术探究的乐趣，将论文写在大地；另一方面与合作企业共同根据市场空白或者横向项目需求确定竞赛内容，促进问题解决能力培养，将科研落到实处，促进科研落地着力。

3.4 实施效果及分析

近5 年，智能感知与计算创新创业教育中心已培养优秀学生200 余人，通过跨校科研合作模式支持和鼓励更多的学生“走出去”开展跨校科研，如图4 所示，已累计派出学生62 人次，且表现出逐年增加的趋势，其中2020 年由于疫情影响有所减少。向985∕211 高校累计输送硕士研究生和博士研究生40 人，参加各类信息学科竞赛获得省级以上奖励67 项，指导本科生发表学术论文12 篇，申请发明专利27项，获得大学生创新创业计划项目21 项，与广州粤嵌通信科技有限公司合作获得协同育人项目3 项，学生培养成果显著。该成果已获得2021 年湖南省计算机学会高等教育教学成果奖一等奖。

Fig.4 Statistics of abroad studies in recent 5 years图4 近5 年外出研学情况统计

信息学科拔尖创新人才培养要求学术性和实践性有机结合，扎根伟人故里，服务地方经济。①依托技术服务学校其他学科，为化工学院开发了虚拟实验仿真平台，让学生提前熟悉实验步骤、操作及数据分析，以高度可视化的虚拟实物演示操作帮助学生提高实验效率，避免实验安全事故；②与湘潭市本土企业开展产学研合作，服务地方经济，如与湘潭凌天科技有限公司合作开发湘潭市集中制冷供暖示范项目，实现了中心机房的远程监控，为企业提供了技术支持和服务，成为服务民生的示范；③依托国家自然科学基金重点项目服务湖南红色文化经济，以韶山为试点景区，利用群智感知平台CrowdOS 结合人工智能技术开发了群智党建平台，由云端服务器，移动端APP 以及部署在景点的终端传感器设备构成群智感知网络，充分利用人机物的数据共融，共享党建活动数据，共享红色革命故事，让人人都当党史解说员，人人都当党建规划者，真正服务党史教育学习和党建活动。

4 结语

“地方”和“综合性”是湘潭大学等地方综合性大学的根基，“创新人才”是目标，坚持问题导向，以立德树人、特色发展、协同育人、持续改进为主要抓手，充分发挥“综合性”优势，跨院系、跨学科、跨专业形成协同育人合力，推动拔尖创新人才培养理性回归，根据学科特色及教育资源现状探索多途径的创新人才培养模式，因地制宜，因人制宜，真正做到将学校办得更具特色。