应用型本科院校计算机专业实践教学体系改革探讨

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　　摘 要：当前“卓越计划”、工程教育专业认证、双一流建设、“双万计划”等在专业人才培养方面对学生创新意识、工程能力与综合素质提出了更高要求，迫切需要高校加强实践教学环节。将计算思维、创新思维、工程思维引入计算机专业实践教学体系，探索构建递进式工程创新能力培养的分层实践教学体系，以进一步提高学生工程实践能力与创新意识。
　　关键词：工程教育;实践教学体系;计算机专业
　　DOI：10. 11907/rjdk. 192188 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）002-0192-03
　　英标：Discussion on Reform of Practical Teaching System of Computer Major in Applied Undergraduate Colleges
　　英作：HU Zhi-hui， TANG Hai
　　英单：（School of Electrical & Information Engineering， Hubei University of Automotive Technology， Shiyan 442002， China）
　　Abstract：The current Excellence Plan， engineering education professional certification， dual-class construction， Double Ten-thousand Plan， etc. put forward higher requirements for students’ innovation awareness， engineering ability and comprehensive quality in the training of professional talents. This paper mainly introduces computational thinking， innovative thinking and engineering thinking into the computer professional practice teaching system， explores the layered practice teaching system for constructing progressive engineering innovation ability training， and guarantees the continuous practice of four years of university practice teaching.
　　Key Words：  engineering education; practical teaching system; computer major
　　0 引言
　　2011年1月8日，教育部提出将“卓越工程师教育培养计划”作为《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》实施的高等教育重大计划[1-2];2015年8月18日，中央全面深化改革領导小组会议审议通过《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，对新时期高等教育重点建设作出新部署;2017年2月18日，教育部在召开的高等工程教育发展战略研讨会上形成新工科建设的“复旦共识”，同年逐步形成“天大行动”、“北京指南”等纲领性文件，引导新工科和工程教育研究与实践[3-5];2019年4月9日，教育部发布通知启动一流本科专业建设“双万计划”，以全面振兴本科教育。当前，国家实施创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略，以新技术、新产业为特色的新经济蓬勃发展，这都要求高等教育院校培养的技术人员具备更强的创新能力[6-7]。
　　湖北汽车工业学院2015年获批湖北省应用型本科院校，学校多年来已形成“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色，与政府、行业、企事业单位形成了紧密合作关系。学校充分发挥理事会、校友会和基金会的桥梁纽带作用，采用“以服务求支持、以支持求合作、以合作求共赢、以共赢求长效”作为校企合作理念，建立主动服务企业制度、校企“多层互动交流、任务对接落实”的组织运行机制和“四个一”联系机制[8]。学校以实施工程能力培养和创新教育为主线，以推进人才培养模式改革为手段，通过建立创新实践基地、构建实践教学体系等措施，努力培养学生工程实践能力，提高学生创新意识。
　　随着经济的快速发展，社会各行各业对创新型人才的需求也不断增加。为了适应当前社会发展需要，国家积极推动地方本科院校向应用技术大学转型，高校教学改革重点放在对大学生实践能力和创新能力培养上[9]。转型高校在人才培养方面，需要加强实验、实训、实习等实践环节，实践课时占专业培养计划总课时的比例需要达到30%以上。特别是计算机类专业本身具有实践性强、技术更新快等特点，为培养适应国家战略发展需要的应用型人才，必须构建符合本校特色的实践教学体系[10]。
　　1 理论与实践并重的新模式建立
　　传统计算机教学模式重视系统的理论学习，而普遍缺乏对学生创新意识与工程能力的培养，以及进行相关训练所需的教学环境，大学培养目标与社会及企业人才需求之间出现了较大矛盾。因此，需要对计算机专业教学体系进行改革，形成一个融基础理论、实践教学、创新意识为一体的整体培养机制，让学生的专业理论知识、创新能力、工程能力及职业素养都得到全面、均衡的发展[11]。结合人才培养模式改革的不断深入，实现教学内容与课程体系的优化重组，建立理论与实践并重的教学新模式。 　　应用型本科院校以培养符合社会、行业和企业需求的应用型人才为目标。应用型人才应当具备结构合理的基础知识，具有较强的实践动手能力，特别是运用所学知识综合解决实际问题的能力，并有较强的创新意识和创新能力。应用型人才培养过程更强调与企业一线工程实践相结合，更加重视工程实践教学环节，这也对学校的“双师型”师资队伍建设、校外工程实训基地建设、校企间产教融合等方面提出了更高要求。本校针对一流应用型人才培养目标，坚持“理论与实践、校内与校外、课内与课外”相结合的原则，打造极具“汽车特色”的课内“3-6-3”实践教学平台与课外学科竞赛创新平台，形成了基于“工程实践—综合应用—设计创新”的递进式工程创新能力训练体系[12]。
　　2 新型实践教学体系构建
　　2.1 多元思维与实践教学
　　计算机类专业本身即具有实践性强的特点，因此在实践教学过程中，学生掌握解决问题的思路和方法尤为重要，这就对当前的实践教学体系、模式构建提出了新要求[13]。计算思维、实验思维、理论思维是人类三大科学思维方式。计算思维的本质是抽象（Abstract）和自动化（Automation），其是一种以抽象、算法和规模为特征的解决问题的思维方式，计算机类专业学生必须具备一定的计算思维能力[14-16];创新思维是指突破常规思维界限，以超常规的方法、视角思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖、独到、有社会意义的成果[17];工程思维是指人们在进行工程活动与工程研究过程中形成的独特思维方式，其根本任务是设计与验证工程实践[18]。当前国家提出“大众创业，万众创新”的理念，重视工程教育与创新能力培养，因此需要在实践教学过程中加强对学生计算思维、创新思维和工程思维组成的多元思维能力的培养。
　　2.2 分层实践教学体系
　　当前正处于信息革命时代，计算机专业是一个软硬件结合、理论性与实践性均很强、面向系统、侧重应用的宽口径专业，计算机专业人才的各种能力都需要通过实践培养形成。结合应用型人才培养定位和目标，在人才培养过程中安排不同层次、多种形式的实践教学内容，加大实践环节占总学时的比例。通过对实践课程系统的改革，结合实验课程、课程设计、大学生创新项目训练计划、学科竞赛、专业实习实训和毕业设计等，培养学生的计算思维、创新思维与工程思维，构建新型实践教学体系[19]，如图1所示。
　　2.3 实践教学保障体系
　　实践教学保障体系包括政策制度保障、实验室建设、师资队伍建设、实践教学资料建设、实践教学方法手段5部分，如图2所示。
　　国家先后出台了《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》、《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》等指导性意见。为此，学校制定了相应规章制度，进一步规范实践教学环节，编印了《实践教学文件汇编》，包括《关于提高实习教学质量的若干意见》、《实验教学管理条例》、《关于实验类型界定的意见》、《课程设计工作细则》等，建立实践教学评优机制、实践课程检查评价体系，以提高实践教学质量。
　　在实验室建设方面，优化实验室运行体制，整合资源，加强教学平台与实践教学资料建设，实现资源共享。实验室面向全校学生免费开放，同时开放实验内容与方法，以保证实验室开放的有效性，并为国际大学生创新创业大赛、大学生软件设计大赛、全国大学生机器人大赛等学科竞赛和课外创新训练提供条件。
　　師资队伍素质、能力与水平是实践教学取得良好效果的关键因素。坚持采用“引进、培养、聘请”相结合的方式开展实践教学师资队伍建设，按照“校企互通、分层培养、双向提高”的原则，加强对校内教师工程实践能力的培养，以及对企业兼职教师教学能力的培训，以建设一支工程实践经验丰富、学术水平高、能满足实践教学要求的“教师—工程师”双师型教师队伍。
　　实践教学基本资料（包括实验、课程设计、实习实训、毕业设计等实践教学环节的大纲、指导书和计划方案）是组织开展实践教学工作的纲领性文件，应该及时更新与完善，引导教师将国际学术前沿、最新研究成果与实践经验融入教学中，注重培养学生的批判性思维和创造性思维，激发创新创业灵感。组织学科带头人、行业企业优秀人才联合编写具有科学性、先进性、实用性的实践教学资料[20]。
　　在实践教学过程中，改变传统课堂教学模式，采用项目案例库、师生交流互动、学生实践操作、团队分工合作等多种教学形式和手段，以培养学生独立分析问题的能力、创新能力、实践操作能力、交流能力、项目管理能力及报告答辩能力等，并将工程化软件研发能力和职业素质引入人才素质评价体系。
　　2.4 实践教学监控体系
　　实践教学质量监控体系是指对实践教学过程进行评价与监控，以保障实践教学质量达到预期目标的体系。学校采用学生评学和评教、督导跟踪与反馈相结合的形式，构建一套以专业建设为核心，具有校、院、系三级管理和反馈机制，企业参与的科学、高效且具有可操作性的教学质量监控体系。另外，学校为规范校外实习教学管理环节，采用“校友邦”管理平台对所有校外实习、社会实践课程等进行管理，同时实习指导教师和相关负责人全程跟踪指导、管理学生实习过程，以进一步提高实习教学质量。
　　3 结语
　　实践教学是学校教学工作的重要组成部分，是深化课堂教学改革的重要环节，也是学生获取、掌握知识的重要途径。本文根据学校自身特色与计算机专业特点，按照社会和地方经济发展需求构建了分层实践教学体系，提高了学生的创新意识、工程实践能力与专业素质，从而使学生就业质量得到了提升。但实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节，与创新型人才培养要求尚有差距。实践教学体系改革是一项长期、艰巨的任务，需要不断进行探索研究。
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　　（责任编辑：黄 健）
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