能力培養(yǎng)下的計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式實(shí)踐
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摘要：文章以計(jì)算機(jī)軟件類人才核心能力培養(yǎng)為研究對(duì)象，從新時(shí)代計(jì)算機(jī)軟件類工程人才培養(yǎng)過(guò)程中存在的問(wèn)題出發(fā)，提出基于能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)軟件類人才培養(yǎng)策略，旨在為提升計(jì)算機(jī)軟件人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升人才工作適應(yīng)能力、促進(jìn)校企合作育人提供參考。
關(guān)鍵詞：能力培養(yǎng)；培養(yǎng)模式；計(jì)算機(jī)軟件人才
隨著2017年教育部《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線》的提出[1]，我國(guó)高等教育改革進(jìn)入新階段，這對(duì)工程教育的理念、工程人才培養(yǎng)模式提出了新的要求，在這一背景下傳統(tǒng)教學(xué)理念和方法已經(jīng)難以培養(yǎng)卓越的工程創(chuàng)新人才。分析目前計(jì)算機(jī)軟件類人才的培養(yǎng)模式，普遍存在以下問(wèn)題亟待解決：重知識(shí)傳授，輕計(jì)算思維能力培養(yǎng)；學(xué)生重編程，輕文檔撰寫；學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力差；學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性差；現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式與社會(huì)需求對(duì)接錯(cuò)位。針對(duì)以上問(wèn)題本文提出以下對(duì)策。
一、優(yōu)化課程大綱內(nèi)容
目前以知識(shí)傳授為中心的教學(xué)模式仍然處于主導(dǎo)地位，該模式往往忽略學(xué)習(xí)者這一教育活動(dòng)主體的發(fā)展，難以使學(xué)生在專業(yè)能力與素質(zhì)上得到提升。計(jì)算思維能力是計(jì)算機(jī)軟件類人才應(yīng)具備的核心能力之一，是計(jì)算機(jī)軟件類人才的靈魂，因此應(yīng)該使計(jì)算思維能力的培養(yǎng)始終貫穿四年本科學(xué)習(xí)，并遵循由易到難，反復(fù)訓(xùn)練，逐漸內(nèi)化的策略，使之成為每個(gè)計(jì)算機(jī)軟件人才在本科畢業(yè)時(shí)都具備的基本專業(yè)素養(yǎng)與能力。課程是人才培養(yǎng)的基石，為達(dá)到該目標(biāo)應(yīng)該從根源入手，首先修訂各相關(guān)系列課程的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱，強(qiáng)化大綱中計(jì)算思維能力培養(yǎng)的部分并要求相關(guān)課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)修改相關(guān)教學(xué)材料，如教案、講義、教學(xué)課件等并貫徹實(shí)施，同時(shí)在課程的考核標(biāo)準(zhǔn)、考核方式、試題中也要增加針對(duì)計(jì)算思維能力培養(yǎng)的部分，形成對(duì)計(jì)算思維能力培養(yǎng)情況的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。例如在一年級(jí)的“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程大綱中，可以要求學(xué)生首先掌握程序設(shè)計(jì)基本思想、方法與技巧，養(yǎng)成首先進(jìn)行程序設(shè)計(jì)再動(dòng)手編碼的習(xí)慣，培養(yǎng)使用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的基本能力和程序設(shè)計(jì)能力；在二年級(jí)的課程中，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)求解問(wèn)題的具體性質(zhì)選擇（或設(shè)計(jì)）合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的能力，并培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的原理與方法為實(shí)際工程問(wèn)題設(shè)計(jì)新算法的能力。采用該方法根據(jù)各年級(jí)學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和具備的專業(yè)能力，對(duì)專業(yè)課進(jìn)行從教學(xué)大綱到教材材料再到實(shí)施過(guò)程的改造，按照難度遞增、復(fù)雜度遞增的原則[2]，遞進(jìn)式、分層次培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，堅(jiān)持四年不斷線。
二、設(shè)計(jì)系列文檔模板
新工科建設(shè)就是要使工科人才回歸工程，在軟件開(kāi)發(fā)工程化的過(guò)程中，文檔在軟件產(chǎn)品中的作用舉足輕重，其質(zhì)量直接影響軟件開(kāi)發(fā)、軟件使用及軟件產(chǎn)品的后期維護(hù)，因此在軟件人才培養(yǎng)過(guò)程中必須加強(qiáng)規(guī)范的軟件文檔撰寫能力，使學(xué)生在四年的專業(yè)課學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐的過(guò)程中由簡(jiǎn)到繁、不斷學(xué)習(xí)、反復(fù)訓(xùn)練，遞進(jìn)式掌握規(guī)范的軟件文檔的撰寫工具、使用方法及文檔撰寫方法。按照以上思路可以依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)置在相關(guān)專業(yè)課中設(shè)計(jì)具有前后承接關(guān)系的系列軟件文檔模板，并使學(xué)生在有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專任教師或外聘企業(yè)教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)并訓(xùn)練軟件文檔的撰寫能力。例如，一年級(jí)通過(guò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，著重加強(qiáng)訓(xùn)練程序的設(shè)計(jì)能力，同時(shí)要求學(xué)生學(xué)會(huì)使用常用的程序流程圖繪制工具并學(xué)習(xí)繪制規(guī)范的流程圖，并將課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范程度及質(zhì)量作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核的參考指標(biāo)；類似的在二年級(jí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)”“軟件工程概論實(shí)驗(yàn)”“軟件工程綜合設(shè)計(jì)”，三年級(jí)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)”“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”“軟件測(cè)試”“軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”“軟件工程專業(yè)綜合實(shí)踐”，四年級(jí)的畢業(yè)論文等課程中，都可以融合與軟件需求規(guī)格說(shuō)明、設(shè)計(jì)說(shuō)明書、用戶使用手冊(cè)等軟件文檔中內(nèi)容吻合的元素，以任務(wù)分解的方式分別安排在相關(guān)課程中做出學(xué)習(xí)要求及考核要求。
三、建設(shè)系列頂石課程
解決復(fù)雜工程問(wèn)題是新型工程人才需要具備的核心能力[3]，充分利用好頂石課的功能是解決這一問(wèn)題的有效手段。頂石課最早興起于20世紀(jì)80年代的美國(guó)，它標(biāo)志著本科學(xué)習(xí)的一個(gè)終點(diǎn)，2008年被美國(guó)大學(xué)協(xié)會(huì)指定為高校教育中10項(xiàng)高影響力的教育實(shí)踐之一，對(duì)美國(guó)本科教育質(zhì)量起到了重要的作用，目前美國(guó)已有80%左右的高等教育機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)了頂石課，其主旨在于為學(xué)生提供將碎片化知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中整合、收尾、反思和過(guò)渡[4]，讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用高階思維元素獨(dú)立面對(duì)和解決真實(shí)的、復(fù)雜的問(wèn)題，并為后期學(xué)習(xí)和工作做好準(zhǔn)備。學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)不是某一門課程能夠勝任的，必須使之貫穿于本科課程體系，使復(fù)雜梯度逐層上升。借鑒國(guó)外頂石課在高等教育中的成功經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)計(jì)算機(jī)軟件人才培養(yǎng)在新工科建設(shè)中的實(shí)際需求，本文采用在不同年級(jí)、分層次遞進(jìn)式設(shè)置“頂石課”的方法，并在課程中植入企業(yè)課程、企業(yè)規(guī)范、企業(yè)項(xiàng)目幫助學(xué)生及時(shí)整合本年級(jí)所學(xué)專業(yè)課程，加深對(duì)已獲得知識(shí)與技能的體會(huì)，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和步入工作環(huán)境做好過(guò)渡。以軟件工程專業(yè)為例所設(shè)置的分層級(jí)的頂石課結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。
四、創(chuàng)新教學(xué)方法
終生學(xué)習(xí)能力是卓越工程人才需要具備的核心能力，計(jì)算機(jī)軟件行業(yè)技術(shù)更新快，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這要求軟件行業(yè)從業(yè)者必須具備自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)的教師講授范圍即是期末考核范圍的教學(xué)模式，這種模式嚴(yán)重限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，針對(duì)該問(wèn)題，可采用以下策略。（1）引進(jìn)慕課-SPOC平臺(tái)輔助課程教學(xué)，在為學(xué)生提供優(yōu)秀課程學(xué)習(xí)資源的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自主學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和理念，將學(xué)生在慕課平臺(tái)上學(xué)習(xí)和完成習(xí)題的情況作為平時(shí)成績(jī)的一部分，并計(jì)入期末總成績(jī)。（2）編寫詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)講義，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)基本知識(shí)和技術(shù)自主閱讀實(shí)驗(yàn)講義后分析實(shí)驗(yàn)要求并自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案最終完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（3）在實(shí)驗(yàn)中完全或部分采用真實(shí)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)綜合性較強(qiáng)的任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)并自主分工、自主設(shè)計(jì)解決方案、自主查閱文獻(xiàn)搜集信息和數(shù)據(jù)、自主學(xué)習(xí)所需的新技術(shù)完成題目，與此同時(shí)在實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)自主學(xué)習(xí)部分添加明確的要求，刺激學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展能力和終身學(xué)習(xí)能力。
五、推行產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人模式
企業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)真實(shí)工程環(huán)境的場(chǎng)所，充分利用企業(yè)力量共同育人是解決高校人才培養(yǎng)與社會(huì)需求對(duì)接問(wèn)題的關(guān)鍵。高校應(yīng)充分發(fā)掘與企業(yè)共同育人、產(chǎn)教融合的各個(gè)切入點(diǎn)形成體系并建立長(zhǎng)效機(jī)制、深度合作，實(shí)現(xiàn)校企共贏。例如，高校可以與軟件企業(yè)共同研制培養(yǎng)方案，與企業(yè)協(xié)同設(shè)置課程體系并改革教學(xué)內(nèi)容，與企業(yè)協(xié)同建立選修課程群，申請(qǐng)并建立產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目，與企業(yè)共同建立校外實(shí)習(xí)基地，與企業(yè)共建實(shí)驗(yàn)室、共同開(kāi)發(fā)企業(yè)項(xiàng)目、共同指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐課、共同指導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、共同帶領(lǐng)學(xué)生完成夏令營(yíng)活動(dòng)、共同指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文等。我國(guó)工業(yè)化發(fā)展改革和新工科建設(shè)要求高校培育新時(shí)代卓越工程人才，普通高校計(jì)算機(jī)軟件類人才能力培養(yǎng)模式的探索與改革刻不容緩，本文以培養(yǎng)計(jì)算機(jī)軟件人才必備的核心能力為研究對(duì)象提出了培養(yǎng)模式改革的策略，可操作性強(qiáng)，對(duì)提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)展后勁、培養(yǎng)社會(huì)所需的計(jì)算機(jī)軟件類人才都有重要意義，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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作者：高揚(yáng) 金英 金虎 單位：黑龍江大學(xué)