李香菊,朱林,謝修娟,操鳳萍,朱艷
(東南大學(xué) 成賢學(xué)院,江蘇南京 210088)
當(dāng)前,隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、邊緣計(jì)算等技術(shù)的推廣應(yīng)用,計(jì)算機(jī)行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。因此,高校計(jì)算機(jī)專業(yè)要緊跟時(shí)代發(fā)展,培養(yǎng)掌握計(jì)算機(jī)技術(shù),具有系統(tǒng)觀,能夠進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、構(gòu)建計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、主動(dòng)適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的軟硬件貫通人才。本文針對(duì)東南大學(xué)成賢學(xué)院存在的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)不足問(wèn)題,結(jié)合應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)定位,分析應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)在價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力提升方面的要求,提出著力培養(yǎng)學(xué)生在系統(tǒng)層面進(jìn)行自主分析、設(shè)計(jì)、調(diào)優(yōu)、檢錯(cuò),解決本領(lǐng)域復(fù)雜工程應(yīng)用問(wèn)題的能力——應(yīng)用系統(tǒng)能力,以應(yīng)用系統(tǒng)能力的強(qiáng)化為抓手,推進(jìn)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。應(yīng)用型大學(xué)應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)能解決復(fù)雜工程問(wèn)題,具有系統(tǒng)觀的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才,尤其是培養(yǎng)學(xué)生以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力為核心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力。但是,應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)能力的培養(yǎng)未受到充分重視,教師缺乏對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)的整體考慮,能力培養(yǎng)目標(biāo)不夠明確,計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力的內(nèi)涵不夠清晰,培養(yǎng)步驟不夠明確,教學(xué)體系不夠清晰,尤其是未充分體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生系統(tǒng)觀和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系由計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論知識(shí)、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)構(gòu)成,但由于缺少主導(dǎo)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)所需知識(shí)鏈的實(shí)踐平臺(tái),實(shí)踐技能訓(xùn)練更新速度與企業(yè)發(fā)展不同步,制約了學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。
專業(yè)課程設(shè)置覆蓋面較寬,人才培養(yǎng)的指向性不夠明確,課程之間缺乏關(guān)聯(lián),知識(shí)點(diǎn)之間缺乏必要的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容對(duì)學(xué)生核心能力的培養(yǎng)不足。
課程內(nèi)容重概念、重理論,輕細(xì)節(jié)、輕實(shí)例,訓(xùn)練規(guī)模和難度不大,與教育部提出的“兩性一度”“金課”標(biāo)準(zhǔn)有一定差距,培養(yǎng)的學(xué)生缺乏對(duì)核心技術(shù)和復(fù)雜工程的綜合分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力,只能解決局部的應(yīng)用問(wèn)題。
應(yīng)用型本科高校應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[1],尤其是計(jì)算機(jī)專業(yè),要培養(yǎng)具有系統(tǒng)全棧能力和創(chuàng)新意識(shí)的復(fù)合型應(yīng)用人才。計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生還應(yīng)該具備計(jì)算思維和創(chuàng)新思維能力,對(duì)復(fù)雜計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)知、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和優(yōu)化能力,對(duì)跨多學(xué)科知識(shí)的交叉融合能力和對(duì)領(lǐng)域變化快速適應(yīng)的能力[2],即計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力。
應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)精準(zhǔn)把握人才培養(yǎng)的定位,創(chuàng)建計(jì)算機(jī)應(yīng)用型系統(tǒng)能力模型,構(gòu)建符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力課程體系,建立“貫穿實(shí)踐全程、貫通課程內(nèi)外、連接校內(nèi)校外”的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系,營(yíng)造多樣化、層次化、多元化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境[3],著力打造學(xué)生軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的能力,培養(yǎng)學(xué)生成為滿足行業(yè)新需求的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才。應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用型系統(tǒng)能力模型和新的課程體系,構(gòu)建具有專業(yè)特色的遞進(jìn)式能力培養(yǎng)體系,能夠促進(jìn)基于應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)的教學(xué)改革,全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
按照分層次培養(yǎng)的原則,應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)類人才培養(yǎng)既要與研究型大學(xué)錯(cuò)位發(fā)展,又要符合國(guó)家和行業(yè)發(fā)展的需求,以具有系統(tǒng)觀的“應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型”人才為培養(yǎng)目標(biāo)。通過(guò)分析研究國(guó)家人才培養(yǎng)新要求和計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)人才在系統(tǒng)觀、創(chuàng)新思維、復(fù)合型應(yīng)用等方面所需知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求,應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)在新的人才培養(yǎng)要求下,基于“立足應(yīng)用、強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、自主創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)新理念,以計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)為目標(biāo),以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為導(dǎo)向,提出能力培養(yǎng)要從局部專業(yè)能力向系統(tǒng)級(jí)、創(chuàng)新級(jí)和面向高端應(yīng)用型人才的能力培養(yǎng)層面提升,在深度調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了如圖1 所示的“四橫雙縱”的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型系統(tǒng)能力模型,通過(guò)增加系統(tǒng)基本原理知識(shí),提供統(tǒng)一的系統(tǒng)觀和通用的概念基礎(chǔ)等[4],著力進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、設(shè)計(jì)與優(yōu)化能力等方面的培養(yǎng)模式探索實(shí)踐。
圖1 “四橫雙縱”的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型系統(tǒng)能力模型
所謂“四橫”,對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力的四個(gè)層次:
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)知能力層:這是最基本的層次,是設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的先決條件,這一層面包括對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)的基本認(rèn)知和對(duì)軟硬件結(jié)合系統(tǒng)的認(rèn)知,了解底層硬件,理解高級(jí)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)原理和方法,考慮如何通過(guò)系統(tǒng)支撐上層應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)分析能力層:是在系統(tǒng)認(rèn)知的基礎(chǔ)上,能夠?qū)σ粋€(gè)簡(jiǎn)單或較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分析,其關(guān)鍵點(diǎn)是學(xué)會(huì)從問(wèn)題入手,通過(guò)分層分模塊,最終進(jìn)行具體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的分析。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力層:要求學(xué)生以某個(gè)具體的應(yīng)用系統(tǒng)為背景,掌握自頂層向下的設(shè)計(jì)思想,通過(guò)分層結(jié)構(gòu)層層細(xì)化,完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這一過(guò)程還包括算法的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的抽象層次理解等。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力層次的最上層是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化層。在設(shè)計(jì)能力層的基礎(chǔ)上,通過(guò)自下而上、逐層實(shí)現(xiàn)的方法,完成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn),其中最重要的是采用工程化的方法和流程解決問(wèn)題,根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)實(shí)時(shí)性需求確定取舍,充分考慮系統(tǒng)的健壯性。
貫穿于四個(gè)層次的是在方法論和實(shí)踐論上的“兩縱”。在方法上,計(jì)算思維始終指導(dǎo)著四個(gè)層次能力的培養(yǎng)。計(jì)算思維能力包括抽象和分解能力、遞歸分解能力、封裝能力、交互能力等,還包括系統(tǒng)思維能力,如系統(tǒng)邊界辨識(shí)、系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部的交互描述、系統(tǒng)內(nèi)部分析方法、系統(tǒng)內(nèi)部矛盾協(xié)調(diào)等。
在實(shí)踐論上,主要表現(xiàn)為四個(gè)層次能力的培養(yǎng)始終貫穿實(shí)踐創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。四個(gè)層次從下往上層層遞進(jìn),學(xué)生逐漸掌握思維方法,同時(shí),計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)觀也不斷成熟,在認(rèn)知—分析—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—優(yōu)化中螺旋上升,并逐步掌握創(chuàng)新能力。
計(jì)算機(jī)專業(yè)基于國(guó)家對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求,以計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)為目標(biāo),在深度調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)原有的課程體系進(jìn)行了解構(gòu)和重構(gòu),從系統(tǒng)觀、復(fù)合性、創(chuàng)新性等方面入手,以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為頂層教學(xué)目標(biāo),從價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)三個(gè)維度重構(gòu)課程體系。
首先,確定符合能力培養(yǎng)要求的知識(shí)體系架構(gòu),進(jìn)行知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元、知識(shí)點(diǎn)的核心知識(shí)體系描述;其次,解構(gòu)原有課程體系,根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求分層設(shè)計(jì)課程,精減與培養(yǎng)目標(biāo)不適應(yīng)的課程,保留部分課程并進(jìn)行優(yōu)化組合,引入符合新需求的新課程[5],重構(gòu)以系統(tǒng)觀為主線的課程體系;認(rèn)真分析課程之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),理順課程之間前導(dǎo)后續(xù)、相互支撐的關(guān)系,把計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)所需知識(shí)體系細(xì)化分解到對(duì)應(yīng)的課程中,幫助學(xué)生形成對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全面認(rèn)識(shí)。
新課程體系的第一個(gè)維度是價(jià)值塑造:在教學(xué)過(guò)程中融入工程倫理教育、精益求精的大國(guó)工匠精神、科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)人颊逃齼?nèi)容[6],增加以自主技術(shù)為背景的課程與實(shí)踐,同時(shí),將企業(yè)文化、企業(yè)真實(shí)案例、企業(yè)實(shí)訓(xùn)中的質(zhì)量管理等引入課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。
新課程體系的第二維度是知識(shí)傳授:夯實(shí)理論基礎(chǔ),加強(qiáng)工程實(shí)踐方法論的教育。參照能力模型,將課程劃分為軟件應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程群[7]、人工智能應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程群和嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程群三個(gè)核心課程群。以課程群為單位,引入頂層設(shè)計(jì)思想,完成自頂層向下的教學(xué)內(nèi)容改革。以系統(tǒng)觀設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)完整計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)劃分成若干個(gè)可映射到不同課程、又可相互集成的子模塊,這些子模塊集成與持續(xù)融合,最終構(gòu)成完整的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生在局部或全局開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)。
新課程體系的第三維度是能力培養(yǎng):注重實(shí)踐賦能,開(kāi)展基礎(chǔ)能力、專業(yè)能力和綜合能力訓(xùn)練,讓學(xué)生在程序設(shè)計(jì)能力與算法設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)需求分析能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)測(cè)試能力等方面得到全面提升。計(jì)算機(jī)專業(yè)以行業(yè)需求為導(dǎo)向,以能力模型設(shè)計(jì)為突破口,以校企深度合作為切入點(diǎn),構(gòu)建了以計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力為主線、環(huán)環(huán)相扣、螺旋進(jìn)階、持續(xù)優(yōu)化、與行業(yè)企業(yè)需求無(wú)縫對(duì)接的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系[8]。將企業(yè)需求融入人才培養(yǎng)過(guò)程,將企業(yè)技術(shù)力量融入教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié),打通人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè),整合校內(nèi)校外資源,將真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境等融入人才培養(yǎng)全過(guò)程,形成課內(nèi)遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)、課外自主研學(xué)創(chuàng)新、校外實(shí)踐基地、資源平臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)助學(xué)協(xié)同的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系。
新的人才能力培養(yǎng)模型和課程體系以計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)為目的,具有綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、價(jià)值引領(lǐng)作用強(qiáng)的特點(diǎn),因此,計(jì)算機(jī)專業(yè)需要對(duì)新的課程體系在培養(yǎng)模式、機(jī)制實(shí)施和能力達(dá)成評(píng)價(jià)體系方面加以探索。計(jì)算機(jī)專業(yè)創(chuàng)建計(jì)算機(jī)應(yīng)用型系統(tǒng)能力模型,在該模型指導(dǎo)下重構(gòu)課程體系,以多元培養(yǎng)機(jī)制為支撐,通過(guò)多元的能力培養(yǎng)模式支持課程體系實(shí)施,最終通過(guò)能力評(píng)價(jià)機(jī)制等途徑,達(dá)成應(yīng)用系統(tǒng)能力的培養(yǎng)目標(biāo),形成遞進(jìn)式能力培養(yǎng)體系,并通過(guò)達(dá)成度跟蹤反饋,持續(xù)改進(jìn),螺旋上升。
計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)探討多元化的能力培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)具有系統(tǒng)觀的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才為核心目標(biāo),通過(guò)重構(gòu)課程體系、更新課程內(nèi)容、建立產(chǎn)教融合實(shí)踐能力培養(yǎng)架構(gòu)、強(qiáng)化課程思政建設(shè)、改革學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)、建設(shè)師資隊(duì)伍等方式,構(gòu)建多元化的人才培養(yǎng)模式,完成“四橫雙縱”的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng),在價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三個(gè)方面讓學(xué)生全面健康發(fā)展[9],有效解決應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)普遍存在的教學(xué)問(wèn)題,使人才培養(yǎng)滿足產(chǎn)業(yè)需求,實(shí)現(xiàn)教育鏈、人才鏈、創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合[10]。
計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)施行多元化的培養(yǎng)機(jī)制。新的課程體系的實(shí)施、培養(yǎng)模式的應(yīng)用都需要相應(yīng)機(jī)制為保障。培養(yǎng)模式的多元性,帶來(lái)培養(yǎng)機(jī)制施行的多元性。新的課程體系需要教師、科研、學(xué)工、實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)等多方資源的協(xié)調(diào)一致。通過(guò)學(xué)校、院系、專業(yè)、企業(yè)等的共同協(xié)商,計(jì)算機(jī)專業(yè)制定以應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)機(jī)制、產(chǎn)教融合協(xié)同育人機(jī)制[11]、教師培養(yǎng)機(jī)制、教學(xué)組織和管理機(jī)制、學(xué)業(yè)多元評(píng)價(jià)機(jī)制、教學(xué)質(zhì)量保障機(jī)制、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制,為人才培養(yǎng)保駕護(hù)航。
計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)制定應(yīng)用系統(tǒng)能力達(dá)成評(píng)價(jià)體系??茖W(xué)、合理和真實(shí)的評(píng)價(jià)體系能反映學(xué)生是否具備應(yīng)用系統(tǒng)能力,反饋教學(xué)中存在的問(wèn)題,為課程體系和教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)[12]。計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)建立科學(xué)有效的貫穿所有教學(xué)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)體系,學(xué)校、教師、學(xué)生、企業(yè)、行業(yè)專家多方參與評(píng)價(jià)。專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)定期對(duì)教師的課程教學(xué)等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià),通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷分析畢業(yè)生對(duì)自身應(yīng)用系統(tǒng)能力掌握方面的評(píng)價(jià)[13],通過(guò)向用人單位發(fā)放調(diào)查反饋表了解畢業(yè)生在崗位上的工作情況,了解用人單位對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)[14],同時(shí),通過(guò)目標(biāo)達(dá)成度的持續(xù)跟蹤,不斷完善課程體系、人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)機(jī)制,形成人才培養(yǎng)的良性循環(huán)。
經(jīng)過(guò)多年的探索與實(shí)踐,計(jì)算機(jī)專業(yè)形成了具有獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的“四橫雙縱、三維聯(lián)動(dòng)、多元協(xié)同”的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式的實(shí)施,較好地實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)體系的統(tǒng)一,課內(nèi)教學(xué)、課外研學(xué)和企業(yè)實(shí)踐與IT 行業(yè)需求引領(lǐng)的統(tǒng)一,能力分層遞進(jìn)與螺旋進(jìn)階的統(tǒng)一,形成了目標(biāo)導(dǎo)向、能力遞進(jìn)、持續(xù)改進(jìn)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力培養(yǎng)平臺(tái)。該模式高效地服務(wù)于本專業(yè)人才培養(yǎng)的各個(gè)階段,取得了較好的成績(jī),學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)能力得以提升,在計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),該專業(yè)研究生錄取率逐年攀升,就業(yè)率保持在較高水平,并深受企業(yè)好評(píng),在“互聯(lián)網(wǎng)+”等學(xué)科競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī),獲獎(jiǎng)數(shù)量和獲獎(jiǎng)級(jí)別逐年提升。
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐2023年18期