程格平 熊啟軍 曹文平 劉勇

摘? 要： 工程教育認證是評估高校工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑，對促進計算機專業(yè)教育改革和發(fā)展具有重要的意義。立足于解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的教育理念，探索實踐教學體系的設(shè)計思路，從實踐課程體系構(gòu)建、實踐教學內(nèi)容設(shè)計、實踐教學資源建設(shè)和實踐教學質(zhì)量評價等方面，著重討論如何構(gòu)建計算機類專業(yè)實踐教學體系，旨在為高校的計算機工程教育和專業(yè)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞： 工程教育認證; 計算機專業(yè); 實踐教學; 體系建設(shè)

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）03-69-03

Research on practical teaching system of computer specialties

for Engineering Education Accreditation

Cheng Geping， Xiong Qijun， Cao Wenping， Liu Yong

（School of Mathematical and Computer Sciences， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， Hubei 441053， China）

Abstract： Engineering Education Accreditation is an important way to evaluate the quality of engineering talent training in colleges and universities， which can effetely promote the reform and development of computer professional education. Based on the education concept of cultivating the ability of solving complex engineering problems， this paper explores the design ideas of practical teaching system， and particularly discusses the construction of practical curriculum system， the design of practical teaching contents， the construction of practical teaching resources and the evaluation of practical teaching quality etc. for constructing the practical teaching system of computer specialties， in order to provide reference for the computer engineering education and computer specialties construction in colleges and universities.

Key words： Engineering Education Accreditation; computer specialty; practical teaching; system construction

0 引言

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能已經(jīng)滲透到社會生活的各個領(lǐng)域，深刻影響和改變了人類的生產(chǎn)生活方式，成為國家新產(chǎn)業(yè)、新模式和新業(yè)態(tài)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。作為推動信息技術(shù)變革的重要力量，計算機專業(yè)教育為社會培養(yǎng)了大量工程技術(shù)人才，促進了國民經(jīng)濟和社會生活的全面進步，使得應(yīng)用型工程教育成為高等教育改革與發(fā)展的必然趨勢。2016年3月，中國正式加入華盛頓協(xié)議，成為國際工程聯(lián)盟的締約成員，標志著我國工程教育認證體系和工程教育標準具備了國際實質(zhì)等效性，為深化教育教學改革，培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才，提高工程教育質(zhì)量提供了新的戰(zhàn)略發(fā)展契機[1]。為了適應(yīng)新形勢下社會對創(chuàng)新型人才的變化需求，以市場需求為導(dǎo)向，重點圍繞工程教育認證的要求，探索與實踐計算機專業(yè)人才培養(yǎng)機制與模式，培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題能力的工程應(yīng)用型人才，切實推進工程教育背景下的專業(yè)建設(shè)與發(fā)展。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出，牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位，堅持能力為重，強化實踐教學環(huán)節(jié)，著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力[2]。計算機實踐教學是高校計算機教育的重要組成部分，也是培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。在工程教育認證的時代背景下，面向社會和行業(yè)發(fā)展需求，堅持以學生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進的教育理念，結(jié)合人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，進一步推動工程實踐教育的改革與創(chuàng)新，構(gòu)建與工程教育認證相適應(yīng)的計算機專業(yè)實踐教學體系，對培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的計算機工程技術(shù)人才具有重要意義。

1 計算機類專業(yè)實踐教學體系的設(shè)計理念

創(chuàng)新來源于實踐，實踐是創(chuàng)新的動力。在工程教育實踐中，根據(jù)計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)理念，解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)為核心，設(shè)計符合工程教育認證標準的計算機類專業(yè)實踐教學體系。主要設(shè)計思想包括以下一些方面。

1.1 明確專業(yè)定位

以培養(yǎng)滿足計算機行業(yè)企業(yè)需要的工程人才為目標，充分結(jié)合學校定位和本專業(yè)的辦學特色，明確畢業(yè)生應(yīng)具有的專業(yè)知識、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)，設(shè)計有利于實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求。

1.2 優(yōu)化教學體系

以學生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進為核心理念，根據(jù)計算機專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，將畢業(yè)要求分解為系列指標點，并設(shè)計對應(yīng)的實踐課程體系和實踐教學內(nèi)容，實現(xiàn)實踐教學體系的優(yōu)化。

1.3 改善支撐條件

以滿足實踐教學需要為原則，整合課程實踐、企業(yè)實踐、專業(yè)實習和產(chǎn)學研合作項目的軟硬件資源，科學地構(gòu)建有助于提升學生工程實踐能力的平臺，為實現(xiàn)課程目標和達成畢業(yè)要求提供支撐。

2 構(gòu)建以培養(yǎng)目標為導(dǎo)向的實踐教學體系

2.1 基于工程教育理念的實踐課程體系構(gòu)建

計算機專業(yè)課程體系是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的主要載體，而實踐課程體系則是工程實踐教育的重要支撐。實驗實踐課程能夠鞏固和拓展理論課程知識，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，提高學生的工程素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，為培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題能力提供了重要保障。針對專業(yè)人才培養(yǎng)目標，將工程實踐教育理念貫穿于本科教育的整個課程體系，采用實踐平臺與課程模塊相結(jié)合的設(shè)計原則，以實踐教學平臺為基礎(chǔ)，實踐能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，組織和集成相應(yīng)的實驗實踐教學環(huán)節(jié)，構(gòu)建立體化的實踐課程體系，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

為了實現(xiàn)實踐課程體系對培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的有效支撐，采用自頂向下實現(xiàn)畢業(yè)要求，自底向上支撐畢業(yè)要求的設(shè)計思想，構(gòu)建立體化的實踐課程體系結(jié)構(gòu)，可以通過六個具體步驟來實現(xiàn)。

⑴ 結(jié)合工程認證標準，根據(jù)實踐課程體系的總體目標設(shè)置相應(yīng)的畢業(yè)要求，逐條細化分解成指標點。

⑵ 根據(jù)實踐課程對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，認真梳理課程對知識、能力和素質(zhì)的作用，系統(tǒng)整合社會實踐、課程實驗、課程設(shè)計、工程實踐、專業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新項目等具有相互關(guān)聯(lián)、前后銜接的實踐環(huán)節(jié)，建立符合實驗實踐課程需要且能有效支撐畢業(yè)要求的實踐教學平臺。

⑶ 以提升學生工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力為主線，按照學生掌握基本實踐技能，具備實踐能力和創(chuàng)新能力，形成解決復(fù)雜工程問題能力的漸進性發(fā)展規(guī)律，將實踐課程劃分為具有不同功能且相對獨立的實踐課程模塊，主要包括基礎(chǔ)實踐模塊、專業(yè)實踐模塊、綜合實踐模塊和創(chuàng)新實踐模塊。

⑷ 將畢業(yè)要求指標點分配到每個實踐課程模塊，設(shè)置實踐課程模塊的培養(yǎng)目標。

⑸ 根據(jù)實踐課程模塊的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標，確定課程模塊中每門實踐課程的課程目標和畢業(yè)要求指標點，建立實踐課程體系與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系矩陣，其中每門課程需要支撐3～5個指標點，并設(shè)置相應(yīng)的達成標準與支撐強度。

⑹ 建立校企合作交流與聯(lián)動機制，定期邀請企業(yè)和行業(yè)專家參與課程體系的設(shè)計或更新，以保證實踐課程體系能夠適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要。

立體化實踐課程體系結(jié)合了層次化和模塊化課程體系的優(yōu)勢，既兼顧了計算機學科的發(fā)展規(guī)律，又充分考慮了學生的個性化發(fā)展。而且，通過每門課程畢業(yè)要求指標點的達成，實現(xiàn)對課程目標的支撐，從而保證培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系相互協(xié)調(diào)。

2.2 基于工程教育理念的實踐教學內(nèi)容設(shè)計

工程教育認證通用標準指出，課程體系中的每門課程必須為畢業(yè)要求的能力結(jié)構(gòu)提供支撐，學生能力的形成要通過明確的課程內(nèi)容和教學活動來實現(xiàn)[4]。為了保證畢業(yè)要求、課程目標和課程內(nèi)容的一致性，建立教授責任制的課程教學團隊，開展課程內(nèi)容的建設(shè)與規(guī)劃。具體而言，針對每個課程模塊的實踐教學環(huán)節(jié)，根據(jù)課程內(nèi)容與能力結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系，充分結(jié)合課程中蘊含的思想政治元素，課程負責人組織教學團隊成員，編制實踐教學大綱，優(yōu)化實踐教學內(nèi)容，設(shè)計實踐教學活動，以支撐課程目標的實現(xiàn)。

根據(jù)計算機類專業(yè)教學質(zhì)量國家標準，通識教育實踐課程、學科基礎(chǔ)實踐課程和專業(yè)基礎(chǔ)實踐課程能夠體現(xiàn)計算機應(yīng)用與實踐能力的培養(yǎng)，專業(yè)方向?qū)嵺`課程能夠?qū)崿F(xiàn)計算機系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)能力的培養(yǎng)，課外實踐與創(chuàng)新活動能夠提高計算機實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對于課程模塊中的實踐課程，重點圍繞實踐課程的課程目標和能力目標，結(jié)合工程認證標準，進行實踐教學內(nèi)容設(shè)計。

首先，將畢業(yè)要求指標點分解為不同的能力目標，利用計算思維、工程思維和創(chuàng)新思維的方法，建立實踐課程知識點與畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)矩陣。然后，根據(jù)畢業(yè)要求分解指標的能力要求，將實踐課程知識點植入到相應(yīng)的實踐教學環(huán)節(jié)，設(shè)計成具有明確達成度的課程項目。最后，根據(jù)每個課程項目對畢業(yè)要求指標點的支撐度來設(shè)置權(quán)重系數(shù)，形成實踐課程內(nèi)容的權(quán)重系數(shù)矩陣。因此，通過設(shè)計與實踐教學內(nèi)容的能力目標相匹配的課程項目，實現(xiàn)實踐課程畢業(yè)要求的有效達成。

2.3 基于工程教育理念的實踐教學資源建設(shè)

立體化實踐教學體系將分解落實的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程內(nèi)容以及教學活動相互關(guān)聯(lián)，從而形成一個有機整體，并通過實踐教學資源提供基礎(chǔ)支撐。突出以學生為中心的教育理念，緊密結(jié)合畢業(yè)要求的達成需要，按照工程能力培養(yǎng)的形成過程，采用設(shè)計型、綜合型、研究型和創(chuàng)新型的漸進方式，組織和集成課程模塊中的實踐教學資源，建立虛實結(jié)合的實踐教學資源庫。

⑴ 以能力提升為導(dǎo)向，結(jié)合企業(yè)實踐案例和工程項目，系統(tǒng)地整合課程模塊中的課程實驗、企業(yè)實踐、畢業(yè)實習、創(chuàng)新實踐等校內(nèi)外實踐教學資源，建立有利于學生能力和素質(zhì)培養(yǎng)的課程實踐教學資源庫;

⑵ 按照實踐課程體系的能力結(jié)構(gòu)，使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合超星平臺、中國大學慕課、程序設(shè)計類輔助教學平臺（PTA）、EduCoder實踐課程平臺等優(yōu)質(zhì)在線實踐課程資源，形成在線實踐教學資源庫;

⑶ 將現(xiàn)代信息技術(shù)融入到課程實驗項目，拓展教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法，延伸教學時空，開發(fā)和建設(shè)虛擬仿真實驗教學項目;

⑷ 利用大學生學科競賽、軟件設(shè)計大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽和軟件能力認證等課外實踐創(chuàng)新活動，構(gòu)建創(chuàng)新實踐教學資源庫。充分利用具有優(yōu)勢互補的線上線下實踐課程資源，最終形成多層次、多維度以及跨平臺的實踐教學資源庫，為培養(yǎng)學生的工程實踐和創(chuàng)新能力提供支撐條件。

2.4 基于工程教育理念的實踐教學質(zhì)量評價

實踐教學考核評價是用來衡量實踐課程和教學活動是否符合畢業(yè)要求的客觀依據(jù)，也是提高計算機工程實踐教育質(zhì)量的重要保障?；诋a(chǎn)出導(dǎo)向的工程教育理念，建立科學合理的實踐教學質(zhì)量考核和評價機制，主要包括三方面的內(nèi)容。一是教學環(huán)節(jié)質(zhì)量評價。根據(jù)每個實踐教學環(huán)節(jié)的目標實現(xiàn)程度，設(shè)置相應(yīng)的達成度標準。針對實踐課程的技術(shù)性和非技術(shù)性能力目標，結(jié)合教學過程和教學成果評價數(shù)據(jù)，把過程性評價與結(jié)果性評價、直接和間接、定性和定量相結(jié)合，進行數(shù)據(jù)分析與總結(jié)，形成對教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量評價。二是畢業(yè)生反饋評價，根據(jù)專業(yè)定位和培養(yǎng)目標，定期對畢業(yè)生做線上或線下跟蹤調(diào)查，對企業(yè)行業(yè)的人才需求做實證調(diào)研，收集專業(yè)人才培養(yǎng)方案、實踐課程體系設(shè)置、實踐教學方法方式，以及實踐教育教學資源等反饋信息，進行統(tǒng)計分析，得到培養(yǎng)目標的達成度評價。三是社會質(zhì)量評價，委托具備資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)，面向社會用人單位征集畢業(yè)生實踐應(yīng)用能力、工程實踐能力和實踐創(chuàng)新能力等培養(yǎng)目標的達成狀態(tài)數(shù)據(jù)，定期進行整理和分析，以獲取社會用人單位對工程實踐教育的質(zhì)量評價，為實踐課程教學的持續(xù)改進提供重要依據(jù)。

3 結(jié)束語

工程教育認證是國際通行的高等教育質(zhì)量保障制度，也是我國高等教育質(zhì)量檢測評估體系中的重要組成部分。本文以培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力為核心，分別從實踐課程體系、實踐教學內(nèi)容、實踐教學資源和實踐教學評價的角度，探索和研究計算機類專業(yè)實踐教學的內(nèi)涵，提出了實踐教學體系的建構(gòu)與實施方案，以促進專業(yè)建設(shè)與工程教育的深度融合，提高計算機工程實踐教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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