徐周波,古天龍,常 亮

（桂林電子科技大學 計算機與信息安全學院， 廣西 桂林 541004）

1 計算機科學與技術(shù)人才培養(yǎng)模式改革的必要性

隨著高等教育大眾化發(fā)展,國內(nèi)各高校競相開辦相關(guān)專業(yè),其中計算機專業(yè)是目前國內(nèi)高校開辦最多的專業(yè)之一,在校生數(shù)量也是位列各專業(yè)之首。此外,培養(yǎng)應用型人才已成為高等教育的重要任務和主要內(nèi)容[1]。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,企業(yè)對計算機專業(yè)人才需求逐年增加,但計算機專業(yè)的畢業(yè)生卻面臨著巨大的就業(yè)困惑。許多用人單位招不到合適的人才,呈現(xiàn)出就業(yè)難和人才短缺同在的尷尬局面。究其原因,主要是現(xiàn)代企業(yè)對工程技術(shù)人員的知識、能力和素質(zhì)都提出了更高的要求,要求工程技術(shù)人員在經(jīng)濟全球化的背景下能運用科學理論和技術(shù)的手段在“大工程”的環(huán)境中從事具體的實踐活動[2],而高等學校在教育方式上仍以應試教育為主,重理論、輕實踐,與企業(yè)聯(lián)系不緊密,使得教學內(nèi)容與行業(yè)產(chǎn)業(yè)脫節(jié)、學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識不足。因此,工程應用型人才培養(yǎng)必須將工程實踐能力培養(yǎng)貫穿整個教育過程的始終,使素質(zhì)教育與專業(yè)教育相承、理論教學與實踐教學相融、學校教育與行業(yè)需求相通,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與校企協(xié)同相契合,優(yōu)化人才培養(yǎng)體系,搭建人才成長平臺。

2 工程應用型人才培養(yǎng)目標

在大工程觀的視野下,高等工程教育的任務是培育學生的責任意識、培養(yǎng)學生的學習能力、指導學生建構(gòu)工程所需的基礎知識和基本能力、培養(yǎng)學生的工程思維能力、指導學生建立基本的價值判斷能力、培養(yǎng)學生基本的社會活動能力[3]?；诖蠊こ逃^教育理論,根據(jù)學校地方性、綜合性的特點和教學研究型大學的定位,對畢業(yè)生跟蹤調(diào)查和相關(guān)企事業(yè)單位的需求調(diào)研進行分析,明確桂林電子科技大學計算機科學與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標為:培養(yǎng)具有計算機科學與技術(shù)的基礎理論、基本知識、基本技能和相關(guān)學科知識,善于計算思維和系統(tǒng)思維、具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和國際視野,具備良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和團隊合作精神,具備計算機軟硬件系統(tǒng)設計、開發(fā)和應用能力,能在電子信息行業(yè)及相關(guān)部門從事計算機應用、教學、科研等方面工作的高素質(zhì)工程應用型人才,成為具有終身學習和自我可持續(xù)發(fā)展能力的行業(yè)骨干。

3 工程應用型人才培養(yǎng)模式改革與實踐

人才培養(yǎng)模式是指培養(yǎng)主體為了實現(xiàn)特定的人才培養(yǎng)目標,在一定的教育理念指導和培養(yǎng)制度保障下設計的,由若干要素構(gòu)成的具有系統(tǒng)性、目的性、中介性、開放性、多樣性與可仿效性等特征的有關(guān)人才培養(yǎng)過程的理論模型與操作樣式[4]。

3.1 突出工程應用教育，更新人才培養(yǎng)理念

人才培養(yǎng)理念旨在回答“培養(yǎng)什么樣的人”“如何培養(yǎng)人”等問題?；凇案咚刭|(zhì)工程應用型人才”培養(yǎng)目標,以學生全面發(fā)展和適應社會需要為總體目標,根據(jù)計算機技術(shù)與信息技術(shù)的最新發(fā)展和行業(yè)企業(yè)需求變化,優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。為突出工程應用教育,提出素質(zhì)教育與專業(yè)教育相承、理論教學與實踐教學相融、學校教育與行業(yè)需求相通、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與校企協(xié)同相契合的人才培養(yǎng)新理念?；诖蠊こ逃^的教育理念,以面向?qū)嶋H工程和應用為導向,以工程實踐和項目驅(qū)動為手段,改革實踐教學體系,將計算思維能力、系統(tǒng)設計能力、工程應用能力和創(chuàng)新實踐能力(簡稱“四種能力”)的培養(yǎng)貫穿整個教育過程的始終。在此基礎上,提出以“四種能力”為核心的“創(chuàng)新驅(qū)動、能力導向、校企協(xié)同、服務行業(yè)”的人才培養(yǎng)模式。

3.2 以“四種能力”培養(yǎng)為主線的一體化課程體系

根據(jù)以“四種能力”為要素的計算機工程應用型人才核心能力要求,優(yōu)化人才培養(yǎng)方案,可按層次遞進方法從第一學期到第八學期設置“素質(zhì)教育、學科基礎、軟硬件技能、學科前沿、工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”6類課程模塊,將知識、能力、素質(zhì)貫穿于課程體系之中。根據(jù)專業(yè)的辦學實際,重點發(fā)展嵌入式技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等特色方向課程群。嵌入式技術(shù)方向著力培養(yǎng)學生掌握嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件知識,嵌入式系統(tǒng)的分析、設計與開發(fā)方法。軟件技術(shù)方向著力培養(yǎng)學生軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理知識,主流軟件工具和軟件開發(fā)環(huán)境知識,軟件測試與維護知識,軟件系統(tǒng)設計與開發(fā)方法。網(wǎng)絡技術(shù)方向著力培養(yǎng)學生掌握計算機網(wǎng)和通信網(wǎng)技術(shù)知識,網(wǎng)絡運維管理技術(shù),計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)的設計與開發(fā)方法。由此構(gòu)建的“六類模塊、三個方向”的人才培養(yǎng)課程體系,如圖1所示。

為培養(yǎng)學生完整的計算機軟硬件系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu),從軟件基礎與算法設計、硬件基礎、網(wǎng)絡基礎出發(fā)務實學生的學科基礎。軟件基礎與算法設計課程組用來培養(yǎng)學生問題求解的思維能力和程序設計能力以及從學科的三個形態(tài)培養(yǎng)學生的算法設計能力;硬件基礎課程組包含電子技術(shù)基礎、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)等兩個模塊課程組,培養(yǎng)學生的基本電路和數(shù)字邏輯系統(tǒng)的分析和設計能力、研制簡單計算機模型機的能力;網(wǎng)絡基礎課程組主要用來培養(yǎng)學生計算機網(wǎng)絡技術(shù)知識、設計原理和關(guān)鍵算法?；趯W科基礎,通過單片機系統(tǒng)設計、嵌入式系統(tǒng)設計、工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)遞進培養(yǎng)學生的單片機系統(tǒng)設計與實現(xiàn)能力、嵌入式系統(tǒng)設計與實現(xiàn)能力、工程應用能力和創(chuàng)新實踐能力;通過系統(tǒng)軟件設計、工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)從軟件工程角度遞進培養(yǎng)學生的軟件系統(tǒng)的設計與開發(fā)能力、工程應用能力和創(chuàng)新實踐能力;通過網(wǎng)絡運維管理技術(shù)、網(wǎng)絡攻防協(xié)議設計、工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)遞進培養(yǎng)學生的計算機網(wǎng)絡與通信系統(tǒng)的設計與開發(fā)能力、工程應用能力和創(chuàng)新實踐能力。

此外,基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地,通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、學科競賽和科研項目,進一步強化學生計算思維和系統(tǒng)思維的訓練,夯實計算機基礎知識,培養(yǎng)系統(tǒng)設計能力;設置專門的企業(yè)課程,突顯行業(yè)特色,將行業(yè)知識與工程能力密切融合。可見,人才培養(yǎng)體系確保了計算思維能力、系統(tǒng)設計能力、工程應用能力、創(chuàng)新實踐能力4種能力的培養(yǎng)。

3.3 改革實踐教學體系，建立“分層遞進式”實驗教學模式

針對提高學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的要求,構(gòu)建“課程實驗-綜合設計-實習實訓-第二課堂”4個層次的實踐環(huán)節(jié),設置“基礎操作型、綜合應用型、研究創(chuàng)新型、企業(yè)驅(qū)動型”4層次遞進式實驗教學項目,通過分年級、分層次,構(gòu)成由簡單到復雜,由驗證、設計、綜合到創(chuàng)新實踐,由校內(nèi)到校外的“分層遞進式”的實驗教學模式,如圖2所示。

圖1 計算機科學與技術(shù)專業(yè)課程體系圖

圖2 “分層遞進式”的實驗教學模式

基礎操作型實驗教學項目是對專業(yè)理論知識的驗證和實踐,培養(yǎng)學生對計算機科學與技術(shù)的基礎理論知識的理解,對基本編程方法的掌握,對軟硬件開發(fā)的主流技術(shù)、基本方法與基本技能的掌握,培養(yǎng)學生的計算思維能力,面向一、二年級學生。綜合應用型實驗教學項目是根據(jù)不同專業(yè)方向能力培養(yǎng)需要,在學生掌握一定的理論知識和軟硬件開發(fā)技術(shù)基礎上開展的多個知識點相交叉、相結(jié)合的實驗,重點培養(yǎng)學生的計算思維能力、系統(tǒng)設計能力和工程應用能力,面向二、三年級學生。研究創(chuàng)新型實驗教學項目以創(chuàng)新能力為導向進行開設,在實驗教學內(nèi)容設計上以學生自擬、學生科技制作和教師科研轉(zhuǎn)化等實驗項目為主,培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力、合作與創(chuàng)新思維能力,面向三、四年級學生。企業(yè)驅(qū)動型實驗教學項目以專業(yè)能力為導向進行開設,依托“校企合作”單位,在企業(yè)自設課程、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)中,以完成具體的企業(yè)項目為目標,在教師和企業(yè)導師的輔助下,由學生獨立完成實驗方案的設計、實驗環(huán)境的搭建和實驗過程的實施,并最終得出項目的解決方案,進而使學生了解真實的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)需求及相應的解決技術(shù),面向三、四年級學生。

為適應社會以及行業(yè)對人才要求的不斷提升,在4層次的實驗教學項目中,將企業(yè)實際工程項目和科研項目貫穿4個層次的實踐環(huán)節(jié),體現(xiàn)計算機專業(yè)能力與行業(yè)應用的融合。在具體操作中,4種類型的實驗分別占比30%、50%、10%和10%,充分體現(xiàn)開展創(chuàng)新實踐教育、培養(yǎng)務實創(chuàng)新高素質(zhì)工程應用型人才的辦學宗旨。

4 人才培養(yǎng)模式改革實踐效果

桂林電子科技大學是以工為主,電子信息類學科優(yōu)勢突出,多學科相互滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展的大學[5]。桂林電子科技大學的計算機科學與技術(shù)專業(yè)結(jié)合地方需求和學校的辦學定位,不斷更新教育觀念,探索、創(chuàng)新和完善人才培養(yǎng)模式。通過近20年的全面綜合改革實踐,計算機科學與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)建設水平得到極大提升,2010年獲批國家級特色專業(yè),2011年入選教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃高校實施專業(yè),2013年遴選為國家級地方高校本科專業(yè)綜合改革試點項目;建成1個國家級教學團隊和1個自治區(qū)級教學團隊,1個國家級實驗教學示范中心和1個區(qū)級虛擬仿真實驗教學中心,2門國家級精品課程和3門區(qū)級精品課程,1門國家精品資源共享課,2部教材入選“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材。

此外,學生工程應用能力和創(chuàng)新實踐能力明顯提升,2015年、2016年和2017年指導國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目分別為6項、9項和6項,指導區(qū)級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目分別為16項、15項和20項。專業(yè)的綜合改革為本專業(yè)較高的就業(yè)率奠定了重要基礎。在日趨嚴峻的就業(yè)形勢下,本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率一直保持在92%以上。2015屆、2016屆、2017屆畢業(yè)生的初次就業(yè)率分別為93.65%、92.64%和93.05%。通過對當屆畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量分析,2015屆畢業(yè)生中,薪資在4000～6000的占52%;2016屆畢業(yè)生中,薪資在5500～6000的占42%;2017屆畢業(yè)生中,薪資在6000～7000的占56%。畢業(yè)生以“專業(yè)基礎扎實、實踐動手能力較強”贏得了社會各界廣泛贊譽,薪資待遇的分布比例也說明我校培養(yǎng)的畢業(yè)生在工作能力、工作態(tài)度方面得到企業(yè)的認可。

[1]車承軍, 蘇群. 應用型人才培養(yǎng): 大眾化高等教育的責任[J]. 黑龍江高教研究, 2004(7): 44-45.

[2]中國工程院工程教育研究課題組. 我國工程師培養(yǎng)的重要性與培養(yǎng)途徑研究[J]. 高等工程教育研究, 2005(1): 1-7.

[3]王雪峰, 曹榮. 大工程觀與高等工程教育改革[J]. 高等工程教育研究, 2006(4): 19-23.

[4]董澤芳. 高校人才培養(yǎng)模式的概念界定與要素解析[J]. 大學教育科學, 2012, 133(3): 30-36.

[5]古天龍, 景新幸, 郭慶, 等.本科院校工程應用型人才培養(yǎng)模式改革探索: 基于桂林電子科技大學電子信息類工程應用型人才培養(yǎng)實驗區(qū)的思考[J]. 中國高教研究, 2012(1): 107-110.