重構高校計算機專業(yè)實踐教學體系
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摘要：分析了新工科背景下地方高校計算機專業(yè)現(xiàn)行的實踐教學體系存在的諸多問題，并以長春工業(yè)大學為例，總結歸納了該校在計算機專業(yè)實踐教學體系改革方面的經(jīng)驗，即構建“雙循環(huán)兩階段”控制模式的實踐教學體系；以實驗課堂為基礎，以競賽實戰(zhàn)為演練，通過校企合作提升綜合能力，形成校內(nèi)實踐、校外實訓一體化平臺；通過建設優(yōu)質(zhì)教學資源，漸進式培養(yǎng)滿足社會需要的復合型人才。
關鍵詞：新工科；計算機專業(yè)；實踐教學體系；“雙循環(huán)兩階段”控制模式
一、計算機專業(yè)實踐教學體系存在的問題
1．重理論輕實踐
在教育方式上，目前許多地方高校的專業(yè)設置和教學計劃仍是以應試教育為主，教學模式單一固定，重知識，輕技術，未充分發(fā)揮學生的興趣特長，缺乏企業(yè)的熏陶教育［4］。在教學計劃中，大多數(shù)專業(yè)課的理論學時占80％以上，實驗學時不足20％。學生更加注重的是理論，是期末考試中那一紙試卷能否及格，而對于實驗課則存在相互抄襲現(xiàn)象，真正能動手編寫程序的同學并不多。面對目前學生的學習狀態(tài)，改革現(xiàn)有的實驗教學體系已是迫在眉睫。
2．學校教學與企業(yè)技術脫節(jié)
從學生掌握的知識結構來講，大學畢業(yè)生的知識結構大多還是偏重理論，實踐能力相對較差，而計算機專業(yè)要求學生有較高的實際操作能力，導致許多應屆畢業(yè)生不能馬上滿足招聘單位的用人需要，往往需要重新學習一段時間才能初步適應企業(yè)的需求［5－6］。對于計算機學科而言，學生需要更多的是實踐能力的鍛煉。地方院校實驗課的學時有限，學生在實驗課上只能將理論課所學的內(nèi)容掌握，一旦將所學知識點綜合應用于實踐，學生則要重新學習重新摸索，很難融會貫通。目前許多學校的實踐教學體系目標不明確，定位不準確，與企業(yè)技術脫節(jié)，不利于學生的個性發(fā)展，特色不突出，更難以滿足就業(yè)需要。
3．學生學習興趣缺失
學習欲望往往是從興趣中產(chǎn)生的，只有激起學生的學習興趣，才能夠讓學生掌握更多的知識。學生對書本上的知識多數(shù)是死記硬背，這樣的教育模式下，學生覺得課堂枯燥乏味，難以產(chǎn)生學習興趣。學生對所學內(nèi)容不感興趣就會導致惡性循環(huán)，學習效果越來越差。
二、計算機專業(yè)實踐教學新體系
在新工科背景下，為了更好地解決目前實踐教學中存在的各種問題，需要重構地方高校計算機專業(yè)實踐教學體系。長春工業(yè)大學計算機專業(yè)近年來以培養(yǎng)具有行業(yè)背景知識、工程實踐能力、能勝任行業(yè)發(fā)展需求的應用型和技術技能型人才為目標建立了新的實踐教學體系，以下對該體系進行具體論述。
1．遵循系統(tǒng)控制論，構建“雙循環(huán)兩階段”控制新模式
基于新工科戰(zhàn)略，長春工業(yè)大學計算機專業(yè)構建了“雙循環(huán)兩階段”控制新模式?！半p循環(huán)兩階段”控制模式包括質(zhì)量目標子系統(tǒng)、實驗教學過程管理子系統(tǒng)、教學資源建設子系統(tǒng)、質(zhì)量監(jiān)測分析子系統(tǒng)，實現(xiàn)雙循環(huán)、兩階段、反向設計、教學評價的人才培養(yǎng)控制模型，從而達到了對培養(yǎng)過程教學質(zhì)量的監(jiān)控與評價，提高了教學質(zhì)量。長春工業(yè)大學計算機專業(yè)根據(jù)學生發(fā)展、學校發(fā)展、高教形勢、工程認證、行業(yè)產(chǎn)業(yè)的需求來制定學生的實踐教學培養(yǎng)目標和實踐教學指標體系。學生在四年的學習中，可以采用“3＋1”的培養(yǎng)方式，3年校內(nèi)學習，1年校外實習的實踐教學。在實驗教學過程中，根據(jù)學生培養(yǎng)的目標體系制定相應的實驗教學體系、實驗教學要求、實驗教學內(nèi)容以及實驗教學活動；同時為了更好地鍛煉學生的實踐能力，為學生制定認識實習、企業(yè)實習、企業(yè)實訓、頂崗實習等實踐內(nèi)容，實現(xiàn)校內(nèi)實驗和校外實踐的“兩階段”培養(yǎng)模式。長春工業(yè)大學計算機專業(yè)同時制定了教學評價體系，對學生培養(yǎng)過程進行實踐教學體系質(zhì)量的監(jiān)控和評價，保證人才培養(yǎng)過程的可控可管。通過學生在校內(nèi)學習的反饋信息，不斷與企業(yè)溝通，及時反饋企業(yè)需求和學生的實踐技能信息，不斷改進實踐教學的實施方法和實施手段，達到校內(nèi)循環(huán)和校外循環(huán)的“雙循環(huán)”控制模式。
2．采用“STEAM”思想，創(chuàng)建實踐教學培養(yǎng)新機制
基于新工科戰(zhàn)略，該校創(chuàng)建了實踐教學培養(yǎng)新機制。采用科學（S）、技術（T）、工程（E）、藝術（A）、數(shù)學（M）的工程思想，創(chuàng)建實踐教學培養(yǎng)機制。實踐教學培養(yǎng)機制貫穿了“實驗（線上與線下）＋實戰(zhàn)（各類競賽）＋素質(zhì)（團隊與創(chuàng)新）”三位一體的實踐教學模式，搭建了“校內(nèi)學習＋校外實踐”一體化平臺，培養(yǎng)滿足“新工科”要求的高水平人才。（1）夯實基礎，實施“十百千萬”代碼工程通過“教”，使學生掌握基礎知識、基本技能，使學生具有“學習能力”。實驗課程一般包括課程實驗與課程設計兩部分，在課程實驗中讓學生練習驗證性實驗和實踐性實驗，使學生更好地掌握理論知識，打好基本理論功底。課程設計為學生設計探索性的大作業(yè)，與理論課程同步，結合實際應用，培養(yǎng)學生設計能力。在實踐教學中為了鍛煉學生的動手能力，長春工業(yè)大學計算機專業(yè)設計并實施了“十百千萬”代碼工程。代碼工程量貫穿學生四年大學生活，代碼量每日以十計，每月以百計，每年以千計，四年畢業(yè)以萬計。實驗過程中采用線上和線下相結合的方式進行教學。實驗課前，學生通過在學校網(wǎng)站上復習相關內(nèi)容，進階式鍛煉編程能力；課上老師布置實驗內(nèi)容，根據(jù)學生的學習狀況個性化輔導［7］，使每位學生對所學內(nèi)容無疑問。（2）以賽促學，實現(xiàn)“三個一”工程通過競“賽”，使學生在競賽中學會運用知識解決實際問題，激發(fā)學生學習興趣，提高學生的“創(chuàng)新能力”和“綜合能力”。計算機學科的競賽種類繁多，算法設計類主要以ACM－ICPC大學生程序設計競賽、數(shù)學建模、大學生高等數(shù)學競賽為主，學生通過分析題目、構建模型、編寫程序來解決問題；綜合實踐類主要以中國大學生軟件設計大賽、“互聯(lián)網(wǎng)＋”大賽為主，學生將所學的知識融會貫通，鍛煉學生綜合應用能力；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類主要以大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽為主，學生通過一年的時間完成項目，鍛煉學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［8－9］。根據(jù)計算思維，教師選擇有代表性、針對性的題目為學生提供練習，逐步實施“三個一”工程，即一天一題、一周一賽、一月一考，以此提升實驗在教學過程中的比重和質(zhì)量。在學生培養(yǎng)方面，因材施教，根據(jù)學生的學習能力、興趣愛好為學生選擇適合參加的比賽以達到“以賽促學”的目的。（3）直面復雜工程問題，構建校企合作實訓模式通過校企合作的實“踐”，使學生具有“實踐能力”。從崗位需求和職業(yè)能力需求出發(fā)，該校與公司共建校企合作實習基地，形成“項目導引、雙導師制、混合教學”的校企合作模式，按照畢業(yè)實習、畢業(yè)實訓、頂崗實習、畢業(yè)設計四個環(huán)節(jié)的不同特點，案例化企業(yè)項目，進行校內(nèi)外實踐教學的一體化設計，為學生提供了有效的職業(yè)過渡。校企合作培養(yǎng)模式將行業(yè)領先企業(yè)、業(yè)界名優(yōu)企業(yè)或行業(yè)協(xié)會納入合作伙伴，并建立校外實訓教學基地，搭建了穩(wěn)定的校外人才培養(yǎng)平臺，將學生就業(yè)與企業(yè)進行有效銜接，加強了理論教學的針對性和實踐教學的工程實踐性［10－11］。
3．新工科背景下，打造教學新質(zhì)量
基于新工科戰(zhàn)略，打造教學新質(zhì)量，長春工業(yè)大學計算機專業(yè)構建了實踐能力培養(yǎng)體系。該體系以學科競賽為紐帶，以校企聯(lián)合培養(yǎng)為平臺，改革了現(xiàn)行計算機專業(yè)實驗教學體系及實驗教學內(nèi)容，構建起科學的學科競賽內(nèi)涵體系，使“教、賽、踐”緊密聯(lián)系并互動。采用激發(fā)式教育，以競賽激發(fā)學生們的學習熱情，達到“以賽促學，賽教融合”的目的，培養(yǎng)了學生的學習能力、創(chuàng)新能力、綜合能力、實踐應用能力，使學校和企業(yè)之間“零距離”。
4．建設優(yōu)質(zhì)教學資源，為培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才提供新環(huán)境
（1）建設一支“工匠＋大師”師資隊伍樹立“以師為本”的理念，以夯實專業(yè)發(fā)展的根基，從多元化角度出發(fā)，建立聯(lián)動化管理體系，以促進教師隊伍的可持續(xù)發(fā)展；樹立“旗手”意識，以構筑良好的師資梯隊，團隊老、中、青教師結合，以中青年教師為骨干，年齡結構分布均衡、職稱結構梯度合理、學緣結構類別多樣（地域廣闊、層次高位）；建立從“工匠精神”到“大師風范”的轉(zhuǎn)型程序，以完成中、青年教師從“能教”到“善教”的蛻變；充分利用名師、優(yōu)秀教師、名師工作室等社會影響力，為師生營造充滿正能量的教學環(huán)境和學術氛圍。（2）基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”，建設“線上線下”混合教學資源庫在“互聯(lián)網(wǎng)＋”以及大型開放式網(wǎng)絡課程（MOOC）時代，線上線下混合教學成為一種更受歡迎的新教學模式。該校以國家級規(guī)劃教材為源泉，以在線開放課程為示范，以開放的精品課網(wǎng)站為內(nèi)容，搭建了“教、學、練、賽、判”一體化智能導學平臺，將傳統(tǒng)教學資源與數(shù)字化教學資源結合，打造計算機專業(yè)優(yōu)質(zhì)的教學資源庫平臺，并形成了科學性、規(guī)范性、先進性、完備性、開放性的優(yōu)質(zhì)教學資源庫，滿足了優(yōu)質(zhì)人才培養(yǎng)的物質(zhì)基礎。
5．建立新實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，充分保證人才培養(yǎng)質(zhì)量
為保證人才培養(yǎng)質(zhì)量，長春工業(yè)大學以系統(tǒng)理論的概念和方法為依據(jù)，建立了體制化、結構化、持續(xù)化的實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系。新實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系采用外部評價和自我評價相結合的方法，外部評價采用學生評價、同行評價、各級領導評價、校院督導組評價等多種評價機制；自我評價則是教師對本人課程教學質(zhì)量或其他教學環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量進行自我分析與總結評價。新的質(zhì)量監(jiān)控體系形成了一個互相協(xié)調(diào)、互相促進的教學質(zhì)量管理系統(tǒng)。
三、結語
在新工科背景下，長春工業(yè)大學計算機專業(yè)應用“雙循環(huán)兩階段”控制模式實踐教學體系極大地提高了學生的學習能力、創(chuàng)新能力、綜合能力和實踐能力，激勵了學生的學習興趣，夯實了學生編程基礎，增加了學生學習的積極性；同時在不斷探索教學方法和完善教學資源的過程中，教師的教學和科研水平均得到了大幅提高。隨著時代的發(fā)展和技術的進步，高校計算機專業(yè)的實踐教學體系及教學方法也應不斷探索和改進，以期緊跟發(fā)展步伐，培養(yǎng)出更多高素質(zhì)高水平人才。
作者：潘超 肖巍 王濤 王紅梅 單位：長春工業(yè)大學