新工科背景下地方高校计算机类专业实践教学模式改革探究

官骏鸣，张 坤，胡 伟，田 吉，方徽星

（黄山学院信息工程学院，安徽 黄山 245041）

0 引 言

目前，我国已建成门类齐全、规模最大、质量稳居世界第一方阵前列的高等工程教育体系[1]，培养了大批具有家国情怀、国际视野、批判精神、实践能力及创新能力的卓越工程师，为新经济的发展提供强有力支撑。新经济的本质是工业经济向信息、数字经济的过渡，是基于技术创新和产业革命所产生的经济形态。新经济的快速发展迫切需要新型工科人才支撑，“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”等一系列纲领性文件和顶层设计吹响了高校“加快建设和发展新工科”的号角，新工科建设迅速得到工程教育界强烈关注和热烈响应[2-4]。

计算机类专业是新工科背景下各类学科进行融合的基础，主要培养驱动新经济增长的信息技术人才，在新技术、新经济、新产业、新业态不断涌现的背景下，其专业内涵与外延均发生了深刻变化[5，6]。显然，在当前新工科建设的时代背景下，计算机类专业人才培养应具备更高的目标。

“复旦共识”明确了工科优势高校、综合性高校与地方高校分别实施新工科研究与实践项目，高校类型的差异决定着它们的建设目标、内容和路径各不相同。目前每年地方高校计算机类专业毕业生占据全国同类毕业生数的80%以上，他们构成了我国信息技术人才的基础和中坚力量。地方高校一般以培养应用型人才为目标，办学定位是为地方区域经济社会发展和产业结构调整提供才智支撑。然而，作为“老的新工科”的计算机类专业同质化培养倾向比较严重，在一定程度上加剧了就业难度，因此，积极探索适合地方高校计算机类专业的新工科建设路径与方法，是教育工作者亟须面对的一个命题。

1 新工科背景下地方高校计算机类专业实践教学存在的主要问题

实践教学是学生吸收、巩固、掌握、深化、转化课堂理论知识的重要手段，也是锻炼学生动手能力、培养学生探索精神的有效途径，对提高人才培养质量发挥着重要作用。然而，由于地方高校实践教学目标不够明确，教学内容、体系尚未与区域行业企业形成有效对接，从而造成毕业学生的实践能力、创新能力无法满足区域社会经济发展需求。

传统实践教学定位更多地是面向课程而非面向产出，即一味强调课程知识点的覆盖而忽视学生解决复杂工程能力背后所应具备知识、能力和素质的培养，实践教学活动场景往往拘泥于课堂之内而很少拓展至课堂之外。实践教学内容中的验证性实验侧重于理论检验，主要考查学生对具体知识点的了解而未关注学生内化到其心灵深处的过程，综合性实验通常是知识点的简单叠加和重复，且实验项目之间相对孤立，学生难以通过项目的内在联系持续构建知识能力。课程设计与设计性实验的目的在于检测学生理解问题、分析问题、凝练问题以及综合运用知识解决问题的能力，但目前这些拔高性实践项目设置不够科学合理，缺乏课程衔接、学科交叉所涉及知识的综合运用，从而妨碍了学生系统解决复杂工程问题的能力以及创新思维的培养。

实践教学评价考核方式单一，重结果轻过程，依赖于提交实践报告内容而忽略实操过程中问题的分析解决过程；任课教师及教学管理者未能与时俱进地去深入了解当前地方企业真正采用的主流技术，并进一步科学精细地遴选、融合这些技术于实践教学，从而造成培养学生的实践内容落后于行业企业发展，无法将企业工程项目开发流程传授给学生。

上述现象究其根本原因，在于尚未真正认识到大众化教育的内涵，在实践教学过程中未能解决学生在校时间的有限性和知识的无限性之间的矛盾[7]。依然沿用精英化教育方式，重理论轻实践。因此，地方高校计算机类专业如何适应新经济的需要，探究新的实践教学体系已成为亟待研究的课题。

2 构建覆盖人才培养全过程的专业课程实践教学体系

新工科的培养目标是“造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才”，因此需要培养学生在多学科交叉、跨领域融合情景中的复杂工程问题的设计、实现及解决能力[8]。通过分析新工科对人才知识、能力、素质的细化指标，构建“案例驱动，赛研赋能，校企合作”的实践教学体系，如图1 所示，主要包括通识实验/实践、专业核心课程实验、专业拓展课程实验和专业综合实践4个模块。

图1 “案例驱动，赛研赋能，校企合作”的实践教学体系框架图

低年级学生通过通识实验，培养“职业规范”、“个人和团队”、“沟通”、“终身学习”等非技术能力和综合素质的同时，注重理解专业发展规律、树立专业意识、激发专业学习兴趣，完成课堂知识的学习与认知[9]，高年级学生通过专业核心/拓展课程实验以及专业综合实践培养创新意识与人文素养。其中专业综合实践内容选取学生竞赛、教师研究以及校企合作项目案例，力求案例具备创新、复合特性以及跨专业、学科属性。将学生参加的各种学科竞赛及创新创业训练项目作为检验课程教学质量成色的“试金石”，提高学生创新能力和自主学习水平，注重理论与实践的螺旋上升，从而增加毕业生的核心竞争力。

2.1 针对服务面向，构建双师队伍

地方高校应明确其服务面向为所在区域经济，培养新工科人才最重要的一个环节在于要提升教师解决复杂工程能力的水平，只有贯通知识内涵外延的教师才会在授课过程中针对性地指导学生，因此必须大力培养适应新工科教学需要的、既具备较强业务能力又深谙实践教学的“双师型”师资队伍。

然而，地方高校教师引进基本属于“校门来、校门走”，大多是一个从高校到高校的自我学习、自我复制过程。高校毕业教师本身接受的多为科学研究而非工程研究或技术研究训练，缺乏项目锤炼导致自身复杂工程问题的解决能力欠缺，容易在指导学生实践过程中产生“纸上谈兵”现象[10]；部分教师仍存在“轻实践重理论、轻技术重学术”思想，新工科人才培养理念尚未根植于心；同时在思想上未能清晰认识到地方高校、工科优势高校、综合高校在新工科建设上定位与差异，这使得教师对实践内容的改造不够精准，无法真正契合地方产业需求。

正是在这些背景下，地方高校秉承“面向地方、内培外引、校企互聘、专兼结合”原则培养“双师型”教师。一是积极迎合地方政府产教融合政策，主动对接地方企业，寻求资源共享和优势互补。黄山学院信息工程学院依托黄山市“四千工程”，以“教师应用能力发展工作站”为抓手，主动参与“博士入企”、“挂职科技副总”等政府工程，通过有计划、有目的、分批次选派骨干教师到企业一线中完成技术、生产、管理、服务等角色历练，能够深刻理解企业文化、工作流程、岗位需求并感受市场脉搏、行业进展。在企业提问、教师答题的互动过程中，教师自然而然完成了角色转变。二是企业讲师进课堂，校企携手育英才。多措并举，邀请企业高管、优秀校友等社会贤达担任兼专职讲师、设立工作室，定期以论坛、讲座、班会等形式向同学们解读产业发展政策、介绍产业发展趋势，使学生充分了解地方对计算机专业人才能力需求。

总之，通过企业、高校优秀人力资源的相互渗透，可以进一步锻炼人才，优化人才队伍结构，从而达到学生、高校、企业三方共赢。

2.2 突出能力培养，学科竞赛育学生

当前依然存在着“工程科学化”、“工程理科化”倾向，然而工程“本质上是造物活动、实践活动”，工科人才需具备的“建构性、创新能力、整合能力、实践能力”必须通过工程实践完成[11]。学科竞赛是提高学生工程实践能力的有效途径，它能显著整合课内外实践教育教学相关环节，紧抓业内热点技术应用，从而达到训练、提高学生创新思维和实践能力的目的。中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究工作组每年会发布全国普通高校大学生竞赛分析报告，根据项目等级、项目类型、项目历史和获奖数量四要素推出教育部认可竞赛清单，统计显示清单中电子信息类竞赛占比较大，这为计算机类专业基于竞赛的教学改革提供了便利[12]。教师通过深入研究往年竞赛项目，及时追踪技术热点，形成特色优质课程教学资源。

竞赛及项目实操经验对学生个人和协作能力的培养具有相当大的促进作用，对标教育部竞赛清单以及安徽省大学生学科和技能竞赛A、B 类项目列表中的竞赛项目，鼓励有项目或竞赛经验的青年骨干教师、企业兼职教师参与组队建设。首先，依托各实验室及小组进行相关竞赛的校内组织选拔工作，招生主要面对大一大二学生，通过模拟考试选拔小组成员；其次，借鉴CDIO 工程教育理念，各小组建立从理论学习、动手实践、探究学习的竞赛教学链条。以软件兴趣小组为例，每年以3-6 个自定项目为依托培训，为竞赛选拔提供很好的土壤；最后，教师指导队员进行赛前模拟限时训练，营造比赛气氛，提升学生应对比赛中突发情况处理能力和心态调整，确保稳定发挥。

实践证明，学科竞赛培育学生的效果显著，学生的实践创新能力不断增强。学校在近几年全国大学生智能汽车竞赛、中国大学生计算机设计大赛、全国软件与信息技术专业人才大赛等赛事中均斩获国家级奖项，在安徽省机器人大赛机器人类项目、安徽省机器人大赛单片机与嵌入式系统项目均获省级一等奖，每年均有学生获批国家级大学生创新创业训练计划项目，学生将竞赛、创新创业训练知识与实践课程结合，能有效地促进他们在软件开发、程序设计、电子信息、大数据等领域实践及创新能力的提高。

2.3 深耕校企合作，资源共享育人才

以产业结构变革、升级为主要任务的供给侧改革是我国经济转型的重大举措，同时也是制造业转型和发展的重要推手。习近平总书记指示：“自主创新是增强企业核心竞争力、实现企业高质量发展的必由之路”。传统企业转型升级以及新业态的产生，迫切需要一批具备较强实践、创新、适应能力的新工科人才，校企合作能够有效衔接学校人才培养过程和社会用人需求，创新教育组织形态和管理形式。

专业综合实践中的部分课程由企业承担教学工作，课程开设一般在大三、大四，聘请企业教师安排实际工程项目的集中实训，锻炼学生软件开发、文档编写、团队协作能力，提高工程应用水平和创新意识；同时依托创客空间等形式，邀请合作企业导师指导大学生创新创业项目；依托本地企业建立实习实训基地、学生在实习实训期间遵循公司开发流程和管理方式，切实感受公司氛围，培养实用技能，提高专业兴趣和就业竞争力；与此同时，鼓励教师与基地单位开展横向课题开发，带领学生在校内外参与企业实际项目，在学习专业知识的同时，接受“职业化”熏陶。

3 结 语

地方高校应充分把握新工科改革机遇，积极调研地方企业用人需求，构建覆盖人才培养全过程的专业课程实践教学体系，充分利用学校、企业资源互补，共同培养“双师型”教师，为学生提供实践机会，并借助竞赛检验学生培养成色。后续我们将大胆开展各类改革创新，不断细化、完善实践教学体系细节，进一步提高地方高校计算机专业人才的培养效果。