蔡 英 周維真 王鐵峰 董 宛 孟慶昌

摘要:本文闡述了通過利用厚基礎,強實踐,重市場,寬途徑等方法,從培養(yǎng)高素質應用型人才的目標出發(fā),在教學體系建設、課程體系和內容建設、實踐能力培養(yǎng)等方面進行了探索,提升了理念,形成了教育教學方案,并在實踐中取得可觀的成效。

關鍵詞:人才培養(yǎng);課程體系;實踐教學;教育教學改革;校企合作

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

在北京高校林立,且絕大部分學校都設置有計算機科學與技術專業(yè)。我校作為在京的一所普通院校,對計算機專業(yè)的人才培養(yǎng),沒有仿照重點大學的傳統(tǒng)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式,而是根據(jù)我校的生源、師資、辦學條件等具體情況,充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢和特點,探索具有自身特色的人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式,以及與其相適應的人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)途徑。

我校的計算機科學與技術專業(yè)從30年前設立之初的“培養(yǎng)工程師的搖籃”,到近年更明確地定位于“培養(yǎng)應用型人才”,對計算機人才培養(yǎng)進行了長期的探索和積極實踐,逐漸形成了自身的辦學特色,具體體現(xiàn)為“厚基礎,強實踐,完善教學體系,拓展培養(yǎng)途徑”的辦學思路和與之相應的教學模式。多年來該專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生在社會上得到廣泛好評。該專業(yè)2002年列為“北京市高校重點建設專業(yè)”,2005年進入“北京市品牌專業(yè)建設”行列,2008年入選“北京市首批特色專業(yè)建設”隊列。

2構建符合本校特點的計算機專業(yè)教學體系

我校雖是普通高校,但計算機專業(yè)生源中達到生源地重點錄取線以上的學生比例顯著高于在京其它普通高校。作為原信息產業(yè)部下屬的學校,行業(yè)歷史特點等因素也使我校計算機專業(yè)具有不同于其它普通院校同名專業(yè)之處。

我校該專業(yè)突出應用型的人才特色,構建以能力培養(yǎng)為重心的高層次應用型本科人才培養(yǎng)體系:以夯實理論基礎為目標的理論課程體系,以提高專業(yè)應用能力為目標的實踐課程體系,構成人才培養(yǎng)的主體框架。

2.1厚基礎——構建寬厚的理論教學體系

該專業(yè)在對人才培養(yǎng)目標進行整體研究的基礎上,對主干理論課程進行整合和內容更新,構建出較為系統(tǒng)完整的理論教學體系,同時為實踐教學保留充足的學時。以專業(yè)主干課程為核心,將課程組合成若干個課程群,明確課程群在整個培養(yǎng)計劃中的地位、作用及其與其他課程群的關系,通過對群內課程內容的精選、重組和充實,使整個課程群的教學內容整體優(yōu)化,促進教學質量的提高與專業(yè)特色的形成。整個課程體系由公共基礎課一級平臺、專業(yè)基礎課二級平臺、專業(yè)課三級平臺,以及公共任選課和專業(yè)任選課四級平臺組成。對計算機專業(yè)重要的基礎性理論課程和核心專業(yè)課程,如“離散數(shù)學”、“數(shù)據(jù)結構”、“操作系統(tǒng)”、“C程序設計”等,在課時上給予較充分合理的保證,在內容深度和知識覆蓋面上保持較高的標準要求。

2.2強實踐——構建層次化的實踐教學體系

2.2.1實踐教學理念

實驗教學與理論教學并重,實踐教學是培養(yǎng)學生應用所學知識分析和解決實際問題的實踐能力、科研素質和創(chuàng)新意識的必要手段。

2.2.2實踐教學模式

建立以能力培養(yǎng)為主線,分層次、分階段、多模塊、循序漸進的實驗教學模式,突出對學生的實驗能力、工程能力、綜合能力、創(chuàng)新意識等方面的培養(yǎng),形成多層次、多方位的實踐教學體系。多層次即根據(jù)實驗內涵將實驗劃分為:基礎技能層、技術提高層、系統(tǒng)綜合層以及畢業(yè)設計四個層次;多方位即是將課內實驗、專業(yè)實習、企業(yè)實踐、企業(yè)實訓、第二課堂作為實踐教學的有機組成部分。

在實驗項目的設計上,減少驗證性實驗比重,增加設計性、綜合性實驗的比例。目前該專業(yè)所有專業(yè)必修課中除離散數(shù)學以外均在課內設置有實踐環(huán)節(jié),或設置該課的課程設計或項目實踐。所有實踐類課程的實驗項目中均含有綜合性設計性實驗內容。在該專業(yè)的培養(yǎng)計劃中,獨立開設的集中實踐類課程十門,在第七學期提供一學期的企業(yè)實踐。

2.2.3層次化實踐教學體系

基礎技能層以低年級的程序設計類課程內的上機、電路與電子學實驗、數(shù)字邏輯電路實驗、電子工藝實習為主,重點針對基礎編程、電子電工方面的實踐訓練。技術提高層以數(shù)字系統(tǒng)EDA、計算機組成原理、微機接口技術、匯編語言程序設計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎、數(shù)據(jù)結構、嵌入式操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、計算機體系結構、軟件工程等專業(yè)課程的實驗與上機為主,重點解決專業(yè)理論課程中所學的概念知識如何與實際的運用、實現(xiàn)相結合。在這一層次的教學中增加綜合性設計性實驗項目的比例。系統(tǒng)綜合層以獨立設置單獨考核的軟件設計項目實踐、計算機原理綜合設計、單片機系統(tǒng)設計、操作系統(tǒng)課程設計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計、嵌入式系統(tǒng)設計、Web應用系統(tǒng)設計等課程設計和綜合性實驗為主。在學生具有一定的專業(yè)基礎知識以后,使他們能夠綜合運用所學知識完成設計性、綜合性實驗,使學生建立起系統(tǒng)設計的概念,并提高運用各種先進設計工具和手段以及綜合運用知識進行創(chuàng)新實踐的能力。

畢業(yè)設計是學生在校期間最后的實踐環(huán)節(jié),是對學生運用所學知識和技術解決實際應用問題的綜合訓練和檢驗。該專業(yè)對畢業(yè)設計選題大量采用實際工程背景的課題。在近幾屆的畢業(yè)設計選題中,結合科研、工程類的題目占總題目數(shù)的80%以上。要求學生在畢業(yè)設計中完成真實的軟硬件設計開發(fā)工作,而不是紙上談兵。為使學生的畢業(yè)設計更結合社會需求和具有工程背景,該專業(yè)每年聘請部分高新技術企業(yè)的技術人員指導部分學生到企業(yè)從事畢業(yè)設計,并對安排有畢業(yè)設計學生的企業(yè)提供畢業(yè)設計的管理規(guī)范和要求,從而保證了學生在企業(yè)進行畢業(yè)設計的質量。

3課程內容與時俱進,適應社會需求

計算機專業(yè)的特點之一是該領域的技術發(fā)展變化快,不斷出現(xiàn)新的理論、新的軟硬件技術、新的應用等。我校該專業(yè)十分注重教學內容的適時調整與更新,及時將該領域中的新發(fā)展、新知識、新技術引入到教學中。

3.1及時增設反映技術發(fā)展的新課程

在九十年代初微軟剛推出Windows環(huán)境(Windows 3.1)不久,該專業(yè)就于1993年為本科生開設出了“Windows程序設計”課程,這在一般高校中屬于較早之列。

XML技術出現(xiàn)不久,該專業(yè)在2002年開始開設了“XML基礎及應用”課程,而此時XML作為課程還未在許多高校的課程中體現(xiàn)。在該課的教學中引入DOM內容也屬于一般高校中很早的。

在九十年代末Linux操作系統(tǒng)剛在行業(yè)內引起關注時,該專業(yè)在尚無正式教材的條件下,采取收集資料和開設討論型課程的形式及時開設了Linux課程。

3.2跟蹤技術領域的發(fā)展變化,不斷更新傳統(tǒng)課程內容

對傳統(tǒng)類課程,該專業(yè)注意課程內容的與時俱進。比如,“計算機圖形學”是計算機專業(yè)較早就有的課程,但該課程不因循守舊,教學內容及時更新,在2002年開始使用互聯(lián)網(wǎng)上的圖形編程技術和最新的SVG技術作為對圖形算法的描述,受到選課學生的歡迎。

3.3吸收國外最新教學內容,推進雙語教學

針對計算機專業(yè)的新技術文獻大量為英文資料的特點,該專業(yè)早在1998年起就積極推進雙語教學,采用國外最新的原版教材,并多次更新教材版本,使學生能獲得最新的技術信息并提高英文技術文獻的閱讀能力。計算機專業(yè)開設的雙語授課課程有“數(shù)據(jù)通信基礎”、“計算機網(wǎng)絡原理”、“數(shù)據(jù)結構”、“面向對象程序設計”、“Windows程序設計”等,深受學生歡迎。

4加強實踐教學環(huán)境建設,提升辦學條件

實驗室環(huán)境是對學生實踐能力培養(yǎng)的必要條件。實驗室建設要跟上時代發(fā)展,不斷完善、提升實驗基礎設施的水平,這是多年來該專業(yè)在實驗室建設上堅持的理念,并為此付出了艱辛的努力。其中不論是在早期的建設經(jīng)費短缺年代,還是在近年專項經(jīng)費有大增長的時期,該專業(yè)都將實驗室建設放在十分重要的地位,使實驗室的建設在一般高校中居于較好水平。

4.1在早期建設中,克服經(jīng)費不足,自行研制實驗設備

在八、九十年代,該專業(yè)通過學校的建設立項積極推進實驗設備的自行研制工作。多年來共計自行開發(fā)、設計、制作了十余種實驗設備,其中的典型產品是九十年代中期本專業(yè)岳文元教授研發(fā)的8088微機實驗設備。該設備的實驗功能和性能在當時具有較高的技術先進性和教學適用性。當時共制作了此設備45臺,保證了在實驗中學生一人一臺設備,這在當時的高校中屬于較高的設備配置水平,對學生增強動手能力訓練的效果起到了重要的作用。

4.2跟上新技術發(fā)展步伐,增設業(yè)務新方向

近年來,計算機行業(yè)新技術的層出不窮和快速發(fā)展,對該專業(yè)實驗室的建設工作提出了挑戰(zhàn)。面對新形勢,該專業(yè)組織教師和實驗人員多次到外校參觀學習,吸取其他高校的建設經(jīng)驗,積極推進本專業(yè)實驗室的設備更新,以及開辟新的業(yè)務領域。例如,近年來對嵌入式系統(tǒng)應用人才呈現(xiàn)較大的需求。該專業(yè)及時跟上形勢,大力推進嵌入式系統(tǒng)實驗室建設。近三年中,選派教師共計10余人次培訓進修嵌入式技術。2006年共投入60萬元建設嵌入式系統(tǒng)實驗室,共配備了70余套嵌入式教學設備,開設出本科生的嵌入式類課程三門,及時適應了社會對該方面技術人才的需求。

又如,當今計算機技術的發(fā)展使得集群機和并行處理趨于流行。為適時培養(yǎng)集群機和并行程序開發(fā)人才,該專業(yè)于2007年投入190余萬元建立了具有29個節(jié)點的集群機實驗室,開設出了集群機系統(tǒng)組建實驗和并行程序設計原理實驗,為學生提供了先進的現(xiàn)代計算機新知識、新技術。目前該實驗室在全國高校范圍內屬于先進水平。該實驗室也為日后將到來的并行程序開發(fā)時代培養(yǎng)儲備性技術人才。

近年新建的還有網(wǎng)絡安全實驗室、網(wǎng)絡原理實驗室以及網(wǎng)絡工程實驗室等。

4.3大力更新改造,提升實驗設施水平

該專業(yè)近年除上述新建實驗室以外,更新了微機與接口技術實驗設備、EDA/單片機實驗設備等,顯著提升了實驗設備性能和功能,改善了實驗教學條件,為學生提供了更好的實踐訓練環(huán)境。

該專業(yè)在實驗環(huán)境建設中,構建了面向計算機及相關專業(yè)的專業(yè)基礎課和專業(yè)課實驗教學大平臺,實現(xiàn)了設備先進、層次提升、功能增加、資源共享的實驗教學場所。在實驗室建設中,強調了實驗設備的更新要在提升和增強實踐能力訓練方面具有先進性,尤其注重了要增加設計性綜合性項目的實驗功能。自2000年以來,有措施、抓落實地在各實踐類課程中增加綜合性設計性實驗項目。通過實驗室建設項目立項,更新實驗設備,提升設備功能,增設新實驗項目,修訂實驗講義,改進實驗方式,不斷完善實踐課程內容。

5推進校企合作,加強學生社會實踐

以校企合作方式由企業(yè)提供工程實踐環(huán)境是教學體系中的重要環(huán)節(jié),其著眼點是構建一個與產業(yè)技術水平同步的教學實踐環(huán)境,為學生提供工程實踐機會,使學生能在畢業(yè)前深入體會企業(yè)文化,完善自身職業(yè)素質和工程能力。

5.1校外專業(yè)實習基地建設

校外實習基地作為培養(yǎng)學生的載體,是學生接觸社會、培養(yǎng)和提高實際技能與動手能力的重要場所,專業(yè)實習是對校內教育的有力補充。該專業(yè)與國內著名的中國電子科技集團公司第十五研究所(太極公司)建立了專業(yè)實習基地合作項目,雙方精心準備翔實的生產實習計劃和實習要求,規(guī)范實習過程,注重專業(yè)實習的成效。對學生動員到位,嚴格要求。參加實習的學生在實習期間參加企業(yè)進行的培訓和考試,根據(jù)成績可獲得不同等級的企業(yè)級“黑盒測試證書”。許多學生反映,通過實習提高了實踐能力,增強了責任意識和團隊合作能力,收獲頗豐。

5.2校企合作實訓項目和企業(yè)實踐

該專業(yè)已經(jīng)同一些IT企業(yè)建立起密切的合作關系,開展包括項目開發(fā)、學生培訓等合作項目。如亞和維公司對本專業(yè)學生進行面向IT大型企業(yè)需求的培訓,數(shù)十名學生參加,反映獲益匪淺。通過培訓,已有學生提前被相關IT企業(yè)錄取。

為了讓該專業(yè)學生更好地了解IT企業(yè),該專業(yè)進行了課程體系改革,在第七學期安排學生到企業(yè)進行為期六周或一學期的企業(yè)實踐,參與企業(yè)的項目開發(fā),使學生提高運用所學知識進行實際項目開發(fā)的能力,把專業(yè)學習與社會需求及今后的發(fā)展更緊密地結合起來,提前做好學生融入社會的心理準備及角色轉換。

5.3加強同企業(yè)的溝通與交流

該專業(yè)充分利用企業(yè)資源,組織不同形式的校企學術交流活動,邀請企業(yè)的高層次技術和管理人員舉辦不同類型的企業(yè)專題講座、學術報告會、就業(yè)指導等。這些活動的開展開拓了學生的學術視野,讓學生及時了解最新的業(yè)界動態(tài),跟蹤IT領域的最新成果,縮短了學生與社會、企業(yè)之間的距離。

6開展第二課堂活動,拓寬實踐能力培養(yǎng)途徑

該專業(yè)積極開展和拓寬學生的第二課堂活動,其內容包括:組織多屆學生科技節(jié),擴大實驗室開放,開展Java科技活動等。具體做法是:

6.1以專業(yè)教師為主導,加強實踐項目指導

在教學環(huán)節(jié)中,注重專業(yè)教師對學生實踐訓練的指導和引導。如在低年級程序設計類課程教學中,專業(yè)教師除課內教學外,還通過課外題目指導,組織學生完成較有難度的實用軟件開發(fā)。

6.2以實驗室為培養(yǎng)基地,為學生提供鍛煉能力的機會

本專業(yè)以開放系統(tǒng)實驗室、Java實驗室、教學開放實驗室為基地,廣泛吸納學生參與科研項目,為學生提供了良好的科技活動環(huán)境和鍛煉學生的實際動手能力的機會。如在開放系統(tǒng)實驗室,學生可以自擬課題,研究感興趣的內容,從而培養(yǎng)自主創(chuàng)新的能力。引導學生建設網(wǎng)站,目前學院的學生黨支部網(wǎng)站、學生科協(xié)網(wǎng)站等都是學生自主開發(fā)建設、自主維護。學生通過網(wǎng)站建設實踐提高了軟件系統(tǒng)設計開發(fā)的能力。組織學生參加到教師的課題中,進行項目分析、設計和編碼實現(xiàn)以及文檔編寫工作。在與清華合作的Java實驗室,學生參與實驗室的項目開發(fā),畢業(yè)班學生被推薦到清華大學做畢業(yè)設計。近年來,每年都有多名同學在Java年會上發(fā)表論文。近十年來,該專業(yè)學生在Java年會及全國計算機學術刊物上發(fā)表論文共計近70篇。

6.3以科技活動為平臺,展示個性,鼓勵創(chuàng)新

通過第二課堂和各種科技競賽增強學生的實踐能力。該專業(yè)組織了軟件程序設計競賽,支持學生參加國內外舉辦的各種軟件設計大賽和電子設計競賽,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和迎接挑戰(zhàn)的能力。

本學院的學生科技節(jié)是科技創(chuàng)新活動的傳統(tǒng)項目,至今已舉辦七屆。其內容包括程序設計大賽、科技作品成果展、系列科技講座等。每一屆均出現(xiàn)不少學生創(chuàng)新科技作品,為我校的科技創(chuàng)新營造了良好的氛圍。特別值得一提的是,在第七屆科技節(jié)上,引進了企業(yè)現(xiàn)場招聘會,是科技活動走向社會的有益嘗試。

學生第二課堂活動的積極開展,使得在培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力方面有了較好的成效。2005年該專業(yè)的學生在北京市第九屆“挑戰(zhàn)杯”大賽中分獲一等獎1項和三等獎2項。其中我校學生作品“基于中醫(yī)脈象理論的生命體征遠程監(jiān)測系統(tǒng)”代表北京市參加全國“挑戰(zhàn)杯”大賽,獲得全國挑戰(zhàn)杯大學生科技作品二等獎。2006年全國大學生電子設計競賽嵌入式系統(tǒng)專題大賽中該專業(yè)兩名同學獲三等獎,北京市電子設計大賽中該專業(yè)兩名同學獲三等獎。2008年該專業(yè)三名同學獲全國大學生電子設計競賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽(英特爾杯)三等獎。這些科技競賽促進了學生實踐能力的提高。

7應用型人才培養(yǎng)的特色與亮點

7.1畢業(yè)生就業(yè)情況

在近年畢業(yè)生就業(yè)形勢較嚴峻的情況下,計算機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率保持較高。歷年中,該專業(yè)的畢業(yè)生中70%～80%被高新技術企業(yè)錄用,如表1所示。

7.2考取研究生情況

本學院計算機專業(yè)畢業(yè)生的考研率和考研質量多年來保持在一般院校中的較高水平。根據(jù)研究生所在學校和科研院所調查反饋,普遍認為這些學生不僅具有較寬厚的理論基礎,而且具有較強的實踐動手能力,其良好口碑也促使這些學校在歷年愿意招收本學院該專業(yè)的學生。近年的研究生錄取情況如下:

2002年共21人被錄取,其中北京大學10名,北京大學計算機系錄取的前十名中(包括第一名)就有四位為本學院同學。

2003年共25人被錄取,其中北京大學10名。

2004年共34人被錄取,其中北京大學10名。

2005年共54人被錄取,其中北京大學和清華大學25名。

2006年共64人被錄取,其中北京大學和清華大學24名。

7.3畢業(yè)生的社會評價與聲譽

該專業(yè)參加工作的畢業(yè)生通過自己在校學習的專業(yè)知識和技術能力在社會上做出了成績,其中不少人已經(jīng)踏入大型集團公司的管理階層,贏得了社會的廣泛認同。

本學院曾對畢業(yè)學生所在的61個就業(yè)單位進行了反饋調查。調查結果反映出用人單位對本專業(yè)學生評價很好,認可率為100%。對學生的評價主要是有三大優(yōu)勢:“一是動手能力強;二是環(huán)境適應快;三是工作態(tài)度踏實。”如百度(中國)有限公司對在該公司工作的本專業(yè)畢業(yè)學生的評價為“貴校培養(yǎng)的學生具有扎實的理論和專業(yè)知識,為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)輸送了大批有用的人才”。大唐移動通信設備有限公司的反饋意見為“貴校畢業(yè)生在我單位表現(xiàn)優(yōu)異”,普華永道(上海)公司的認為“我們對貴校的學生印象較好,樸實,實干”。

8結束語

以上內容是計算機科學與技術專業(yè)在歷史傳承和積累的基礎上,立足于社會所需的應用型人才培養(yǎng)定位,多年來不斷更新教育理念,推進教學改革,勇于探索創(chuàng)新,積極付諸實踐所獲得的成績。本文從培養(yǎng)高素質的應用型人才的目標出發(fā),在課程體系建設、實踐能力培養(yǎng)等方面進行了探索,提升了理念,形成了教育教學方案,并在實踐中取得可觀的成效。本研究獲2008年北京市教育教學成果二等獎。

我們正面臨著一個以創(chuàng)新為主導的新時代。創(chuàng)新精神已成為當代和未來中國高等教育肩負的最具挑戰(zhàn)性的課題之一。我們要在此成果基礎上,繼往開來、與時俱進,推陳出新,將教育教學工作做得更好,培育出更加符合社會所需的應用型人才。

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Thick Foundation, Strong Practice, Re-market and Way Wide——Exploration and Practice of

Computer Specialty Cultivation

CAI Ying, ZHOU Wei-zhen, WANG Tie-feng, DONG Wan, MENG Qing-chang

(Beijing Information Science & Technology University, Beijing 100101, China)

Abstract: We make use the way of thick foundation, strong practice, re-market and way wide. From the training goal of high- quality application cultivation, we explored in the system of teaching, curriculum and content building, practical ability and enhanced the concept of a teaching program. Based above, we formed a education program and obtained substantial results in practical.

Key words: personnel cultivation; curriculum system; the practice of teaching; education and teaching reform; university- enterprise cooperation