普通高校计算机基础学科拔尖人才培养举措与分析

来源:用户上传      作者:赵建平　李华　张宇昕

　　摘要：基础学科是国家创新发展的源泉，基础学科人才的培养是国家建设的根基，是高等教育强国的重大战略任务。普通高校省级基础学科拔尖学生培养基地的成立，主要目标是培养一批有热情、有创新潜质的优秀学生。以长春理工大学计算机科学技术学院为例，就基础学科拔尖人才培养的主要思路、人才培养举措进行了分析，探讨适合普通高校的计算机拔尖人才培养之路。
　　关键词：基础学科;人才培养;计算机
　　中图分类号：G642      文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2021）07-0174-03
　　1 背景
　　如今，人类科技的发展正经历着令人瞩目的变革。在信息化、智能化时代，先进计算技术不断涌现，推动着信息技术的发展和普及，激发了国民经济和军事应用的创新需求，各个国家和机构加大研发投入，竞相布局先进计算，相关领域的技术研究和应用不断提速，将会在社会各个领域起着决定性作用，产生颠覆性影响。随着物联网、人工智能、大数据等新兴技术的发展，未来计算机技术将进一步与新兴技术相融合，实现计算模式的创新式发展，人类目前生活的方方面面已经离不开计算机技术。事实上，计算机技术发展瓶颈已经显现：硬件上，尽管云计算与高性能计算发展迅速，但晶体管尺寸与密度已逼近极限，使得经典计算机系统已经难以再从工艺上进行性能提升;软件上，现有的开发模式也正在受到人力资源的限制。当今世界的国际形势，也驱使我们国人思考，如何自主研发具有国际竞争力的芯片和科技软件，走出一条创新强国之路。
　　2 计算机专业培养模式与现状
　　在国内高校所有专业中，计算机专业的数量是最多的。从专业本科生培养的模式看，目前国内计算机专业的本科生培养大多数采取“基础理论”+“程序设计”+“算法及应用”的模式展开，将数学、物理、基础编程语言作为核心的基础课组成部分[1]，这种方式强化了学科基础，有利于在此基础上开展有针对性的人才培养。当然，如果高校专业特色不突出，这种方式也可能存在不足。尤其在人工智能时代、新工科背景下，新知识的不断出现，导致原有的课程体系不利于学生对接新时代的创新能力，这也是新工科背景下创新型人才培养探讨主要问题[2]。
　　自国家提出“基础学科拔尖学生培养试验计划”也称“珠峰计划”以来，国内高校开展了各种实验计划，取得了一定的成绩。但这些主要是以985高校为主倡导和实施的。对于普通高校而言，也要积极参与到其中，挖掘学生的个性和潜能，培养出具有学术思维和创新能力的拔尖人才，也是一项重要课题。郄海霞[3]等对人工智能时代新工科人才培养质量的提升路径进行了全面的探析，对我国高校计算机专业的人才培养起到了指导作用。蒋宗礼[4]教授全面分析了影响计算机类专业教育质量的主要问题，主要从教育基本理念、人才培养标准以及人才培养质量意识三个方面进行了剖析，并提出以新工科建设为契机，要扎实推进计算机类人才培养和专业改革，提出了更新基本的本科人才培养理念、构建完整的持续改进体系、明确解决复杂工程问题能力培养以及稳步走向科学施教的建议，鼓励理工科的融合，培养研发类人才[1]。
　　2019年，吉林省首批26个高校基础学科拔尖学生培养基地成立，长春理工大学的计算机基础学科拔尖人才培养基地入围，在人才选拔、师资配备以及课程体系设置方面均采取了相应措施，在培养方案中，更加突出创新学分，人才培养更加突出创新能力。本论文结合长春理工大学在计算机基础学科拔尖基地的建设过程中的主要思路和举措，进行了思考和分析，希望能与国内高校共同探讨，寻找适合普通高校的计算机拔尖人才培养之路。
　　3 计算机基础学科拔尖人才培养
　　3.1 总体思路
　　从人才培养的角度讲，注重学科交叉，面向国家的重大战略需求，是拔尖人才培养的主线。因此要不断更新人才培养知识体系，倡导计算机前沿科学技术与学科基础理论的紧密结合，培养学科基础扎实的新时代创新人才。要努力构建专业交叉融合的课程体系，以理工交融的方式，突出“科学素养”的培养目标，强化学生的实践动手能力和科研基础能力。通过鼓励学生参与科学研究、前沿知识讲座，激发学生的科学研究热情。同时，注重学科基础知识的理解和运用，科教融合，培养学生的创新思维。积极吸收国内外优秀教育科研成果，聘请优秀的校内外专家指导学习，使学生了解科技前沿，接触多元文化，开拓国际视野[4]。
　　总结上述思路，提出以下拔尖人才培养的主体思路：
　　1）准确定位，深入调研，不断更新人才培养知识体系
　　党的十八大以来，我国提出了实施国家大数据战略的重大决策，人才培养首先要围绕人才需求进行广泛调研，深入分析专业人才培养定位，制定培养具有协同精神与创新意识，能够适应国内经济发展和社会需求的创新型人才培养目标。
　　2）发挥特色，突出 “科学素养”为主的培养目标
　　人才培养过程中，注重“科学素养的培养”，在课程大纲设置，课程教学设计的过程中，充分考虑学生的个性化培养，挖掘学生的科学观察、思维能力，能够引入多种教学手段，充分做到“以学生为中心”。发挥学校与专业特色，将人才培养目标与专业特色、社会需求紧密联系在一起，加强基础学科、基础研究内容的教学占比。
　　3）“新工科”背景下設置具有先进性的多学科交叉的课程体系
　　在“新工科”教育改革思路引领下，正确剖析了该专业在国家经济建设中的重要地位。课程设置紧密围绕“大数据、云计算”等数据处理技术最新发展，将反映学科专业、行业先进的核心理论和成果引入培养方案，结合社会需求构建了完整的体现多学科交叉的课程知识体系。紧跟前沿新技术项目案例持续改革课程教学内容，培养学生工程意识和解决复杂工程问题能力[3]。
　　4） 依托学科，科教融合，提升创新思维
　　结合普通高校在学科方面的研究方向，引入科学研究项目到学生的实践环节，培养学生团队协作能力。以长春理工大学计算机学院为例，本科生的科研训练环节的题目设置，均来自教师实际的科研项目，再安排3人左右为一个小组，团队协作完成，整个过程完全按照科学研究的过程展开，可以有效地提升学生的锻炼学生的创新思维。 　　3.2 普通高校拔尖人才培养的主要举措
　　1）树立科学的人才培养质量观，立德树人
　　强化基地导师作用，需对学生不仅在科学研究方面加以指导，同时在思想品德、社会主义核心价值观方面加强引导。经常性地组织学生学习，完善中华优秀传统文化教育，增强学生社会责任感和使命感，以培养学生的独立人格和优秀品行为重点。
　　2）面向创新能力培养，构建灵活的人才选拔、培养机制
　　构建基地的人才选拔新机制，体现“个性化”和“创新力”，灵活人才的选拔。通过对学生的综合评价作为人才的灵活选拔标准，包括了学习成绩、实践活动、创新意识等几个方面构成综合评价因素。积极开展教学理念、模式、内容和方法的改革，让学生有自由探索的时间和空间，鼓励自主学习，培养学生创新精神[5]。
　　3）优化课程体系，构建理工交融的学科基础创新型人才培养模式
　　面向国家的重大战略需求和地方经济建设，不断更新人才培养知识体系，倡导计算机前沿科学技术与基础学科理论的紧密结合，密切跟踪信息技术产业和学科领域的新发展及对人才的需求，制定与社会发展需要相结合的培养方案。
　　4）完善“以学生为中心”的课程教学方式与手段，持续改进人才培养质量
　　结合“金课”建设行动，基地实行在教师指导下全探究式教学。鼓励教师积极申报省级、国家级一流课程建设项目，提升教学设计理念，鼓励启发式等多种教学方法与手段的结合，注重学生的观察力、想象力、判断力、思维力与创造力培养。通过文献阅读、小组讨论、实验验证等方式，严肃成绩评定方法与考核标准，持续改进教学过程中出现的问题，保证教学质量。
　　5）发挥专业特色，依托学科优势，提升创新能力
　　在创新能力培养方面，高校应借助学校理工交融的学科，鼓励学生参与科学研究。通过对云计算、大数据技术、人工智能等前沿技术知识讲座和研讨，激发学生的科学研究热情。由导师负责引导学生进入指导教师的研究室参与科研项目，培养科学研究素养，切实提高创新能力。
　　6）构建的多元化协同育人渠道，注重大师引领
　　鼓励教师结合地方产业需求开展实践教学和科学研究，探索实践与科研院所、企业协同育人的机制，建立与用人单位和实践基地共同参与的学生评价体系。充分利用校内的国际联合实验室开展实践教学，组织学生参与各种形式的国外短期交流活动，开拓国际化视野。
　　3.3 普通高校拔尖人才培养的实施方案
　　计算机基础学科拔尖人才的培养，需要在前期积极探索多元化人才培养模式，通过配备一流的师资条件，用科学、先进的教育方式，实施有效的创新人才培养方案。
　　1）单独设置人才培养方案，注重学科交叉
　　课程体系以计算机科学技术专业培养方案为基础，增加了基础理论课程学时以及“学科前沿知识讲座”等前沿专业课程，内容包括了人工智能、大数据技术、物联网技术和云计算安全等前沿科技。培养方案充分体现学校“大光电”学科交叉理念，重视研讨性和学科交叉性课程的建设，使其具有更加全面的综合素质。
　　2）配备优秀的师资队伍，实行导师负责制
　　基地教师团队为吉林省优秀教学团队，教师成员的学科基础雄厚，实践动手能力强。大部分教师具有海外留学经历和科学研究经验。多名归国博士为拔尖人才培养基地引入最前沿的研究方向。同时，在基地人才培养的过程中实施一对一的“导师制”人才培养机制。
　　3）广泛开展国际学术交流与学科竞赛，开拓学生国际视野
　　通过国际学术交流与引入创新性学科竞赛训练营等一系列活动优化人才培养过程。送出一批专业的拔尖学生到国外，也邀请知名学者来学院交流，促进双方的文化交流，开拓学生的国际化视野。
　　4）建立毕业生跟踪调查的有效反馈机制
　　通过建立学生就业服务平台，对毕业生的情况进行实时跟踪，了解用人单位对毕业生的评价，并通过跟踪反馈持续优化培养方案和教学内容，及时更新课程体系和教学内容，将使培养方案更加符合国家、地方经济建设需求。
　　4 结束语
　　更新教育理念，从传统的以教为中心，切实转变为以学生发展为中心，需要一个过程。加快落实人才培养标准、强化基础学科知识、倡导学科交叉有利于计算机基础学科人才的培养，构建培育具有突出学术思维和创新能力的拔尖人才培养模式，是一项需要不断研究的重要内容。
　　通过上述措施，配合以高校的学科基础、经费保障、组织保障、师资保障等各项措施，相信计算机基础学科拔尖人才培养计划能够顺利执行，也为培养为高校培养具备良好科学基础的创新型人才奠定基础，更快地向着满足国家和社会需求方向迈进。
　　参考文献：
　　[1] 窦亮，贺樑，周爱民，等.人工智能时代的计算機人才创新培养[J].计算机教育，2020（10）：103-107.
　　[2] 李翠平，柴云鹏，杜小勇，等.新工科背景下以数据为中心的计算机专业教学改革[J].中国大学教学，2018（7）：22-24.
　　[3] 郄海霞，赵折折.人工智能时代新工科人才培养质量提升路径探析——以斯坦福大学计算机科学专业为例[J].科教发展评论，2020（8）：13-25.
　　[4] 蒋宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革[J].中国大学教学，2017（8）：34-39.
　　[5] 伍春香，王丽娜，杜瑞颖，等.基础学科拔尖人才培养模式探索与实践[J].计算机教育，2018 （7）：135-138.
　　【通联编辑：谢媛媛】
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