創建“四位一體”實踐模式，促進地方高師計算機專業應用型人才培養

李文敬　元昌安　廖偉志

［摘要］提高地方高師院校計算機科學與技術專業應用型人才培養質量的重點是加強學生實踐能力和創新能力培養。廣西師范學院計算機與信息工程學院從2005年起以提高計算機專業學生應用能力和專業技能為目標，對實踐教學等進行了系列改革和創新探索。在“以生為本，學用并舉”的實踐教學理念指導下，構建課程實驗、兩個一工程、學科競賽、校外實踐基地等“四位一體”實踐教學新模式。

［關鍵詞］地方高師院校計算機專業四位一體教學模式人才培養

［中圖分類號］C961［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）07-0054-04

一、課題提出

廣西師范學院計算機科學與技術專業創辦于1992年，經過20年的發展，構建了比較完整的學士、碩士的人才培養體系，為廣西的經濟社會發展培養了大量的計算機應用型人才。

我校計算機與信息工程學院從2005年起以提高計算機專業學生應用能力和專業技能為目標，對實踐教學等進行了系列改革和創新探索。主要解決當前地方高師院校計算機專業應用型人才培養存在的以下幾個問題：

第一，地方高師院校計算機專業人才培養過程中，存在“重理論，輕實踐”的問題。

第二，實踐教學體系存在“重課堂實驗和校外實踐、輕課外實訓和校內實踐”的問題。[1]

第三，實驗教學模式單一，存在“重驗證性實驗，輕設計和綜合性實驗”，實驗缺乏針對性訓練的問題。

第四，校外實踐缺乏實踐基地的內涵建設，實習效果有限，影響專業人才分類培養的問題。

二、指導思想與教學理念

廣西師范學院計算機專業堅持“以生為本，學用并舉”的教學理念，以校內實驗資源和校外實踐基地為基礎，以高素質實踐教學隊伍和完備的實驗條件為保障，不斷提升和完善實驗教學設備與實踐環境，創建科學、完善、先進的課程實驗、“兩個一”工程、學科競賽、校外實踐基地等“四位一體”實踐教學新模式。創建基本操作訓練、編程訓練、設計訓練、綜合開發訓練的“四訓練、五能力”課程實驗模式，注重實驗內容和方法的改革研究、實驗教材、實驗管理體制機制及管理平臺等軟件建設，全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益，不斷提高學生的專業應用能力；創建開發一個軟件系統、組建一個網站的 “兩個一工程”校內實踐模式；創建以科研項目形式推進和管理的學科競賽創新實踐模式；拓展學生校內和課余實踐空間，構建以項目驅動和學生參與科研項目的校園實踐環境，促進學生綜合設計開發能力的形成，提高專業應用能力。建構“教研結合，分類培養；勝任一崗，一專多能”的校外實踐基地實踐模式，完善校外實踐基地內涵建設和創新實踐，提高學生的就業能力。構建對學生專業應用能力培養的支持，實現學生自主學習和教師導向作用相結合、課堂教學與課外實踐相結合、學校與實踐基地教學相結合、專業技術與專業技能學用相結合。融傳授知識、能力培養、素質提高為一體，促進高素質應用型人才的培養。

三、創建“四位一體”實踐模式

我校計算機專業創建了課程實驗、兩個一工程、學科競賽、校外實踐基地等“四位一體”的實踐教學新模式（如圖1所示）。從課堂內的實驗和針對性訓練擴展到課堂外的校內“兩個一工程”實訓、科研項目驅動的創新實踐和學科競賽，再擴展到校外基地實習，以此統籌構建該專業的理論與實踐教學，完善其課程教學體系，搭建多層次的實踐教學平臺，提高學生的綜合能力和培養質量，以滿足北部灣經濟發展所急需的高素質計算機專業應用型人才的需求。

（一）“四步訓練，五種能力”課程實驗教學模式，多層級提高學生專業能力

創建操作訓練、編程訓練、設計訓練、綜合訓練的“四步訓練，五種能力”實驗教學模式；應用任務驅動、案例分析、開放式、探究式實驗教學方法；實驗教材、虛擬現實、實驗網絡演示平臺建設和多元化的教學手段；信息化的實驗管理平臺。對實驗采用靈活多變、有針對性的訓練，促進學生熟練掌握基本操作技能和專業技術。[1]

我校計算機專業創建的“四步訓練，五種能力”實驗教學模式（如圖2所示），解決了原來實驗類型單一，重編程實驗，輕基本操作，缺少設計性和綜合性實驗的問題。由原來單一的編程實驗擴展到基本操作實驗、編程實驗、課程設計實驗、案例分析的綜合實訓；由原來單一的驗證性實驗擴展為有針對性的基本操作訓練、編程讀程訓練、任務驅動的設計性訓練、案例分析的綜合開發訓練。實現了學生專業能力和技能的多級訓練、逐層提升的培養目標。

1.操作訓練

計算機基本操作主要包括Office辦公軟件以及常用工具軟件的使用、計算機組裝與維護、網絡布線、局域網服務器的安裝與管理、應用軟件的使用等。有針對性地對低年級學生進行基本操作訓練，使學生熟練掌握基本操作技能，為后續課程和專業能力的提升奠定良好的基礎。

2.編程訓練

在增加實驗課時的同時，對大一、大二程序設計課程實驗開展編程訓練。第一，由教師提供大量的程序給學生閱讀，訓練學生的讀程能力；第二，在原來驗證性實驗基礎上，增加設計性的實驗，由教師提供算法，學生編寫代碼實現，通過一些常用的、難易適中的算法編程訓練，一門課程學生編寫代碼量至少達到20000 行以上，為課程設計和綜合開發設計打基礎。

3.設計訓練

設計實驗主要是指課程設計，是編程實驗后專門設置的、運用某一門程序設計語言解決實際問題的創新實驗方式。主要包括面向對象程序設計、SQL server 數據庫設計、動態網站設計等課程設計訓練，一般設置于課程學習的后階段，在大學第2～5學期之間,設計時間安排2～3周。采用的方法有任務驅動、自主選題等；訓練的步驟：教師進行案例分析—學生自主命題或選擇老師提供的題目—功能劃分—詳細設計—代碼實現—運行測試—修改—提交作品—教師評價。訓練達到綜合運用某一工具語言設計一個功能簡單的系統或多個模塊之目的，培養學生的創新能力和綜合應用能力。

4.綜合訓練

綜合實驗主要是指綜合多種技術（多門課程）來設計或制作一個完整作品的實驗，是經歷多門課程設計實驗后專門設置的、運用多種技術解決實際問題的創新實驗方式。涉及的技術包括軟件工程+編程工具語言+數據庫等。綜合訓練一般安排在第6～7學期進行，以綜合實訓課程方式開設1個學期。采用的方法主要是項目驅動法，一個項目可由1～3人共同完成；訓練的步驟：教師進行案例分析—學生選題—系統分析—系統設計—功能設計—編寫代碼—運行測試—提交及介紹作品—多教師評價。訓練達到綜合運用多種工具語言設計一個完整的系統或組建一個網站，培養學生綜合應用能力和團隊合作能力。

（二）“兩個一工程”校內實踐模式

為了提高學生的實踐動手能力，培養學生計算機應用能力，從2005年開始，我們在計算機科學與技術等專業實施了“兩個一工程”。該工程的含義是：學生在畢業實習前學會開發一個信息管理系統，學會組建一個網站。時間從第2學期到7學期，歷時兩年半。制訂了“兩個一工程”實施方案、 “兩個一工程”本科學生導師制、“兩個一工程”教師管理條例與獎勵措施。建立了“兩個一工程”學生選導系統及“兩個一工程”項目管理網站，對學生、導師及項目進行管理。實施的步驟包括：學生選導師—教師指導—信息管理系統案例分析（或網站硬件組建）—學生選題（或不同平臺Windows/Linux的網站）—系統分析—系統設計—編寫代碼—運行測試—提交作品—多教師評分。到目前為止，我系2003-2010級學生共500多人、教師80多人次參與“兩個一工程”的活動，開發了500多個軟件系統或網站。其中，有些學生開發的系統或網站具有較高的實用價值。

（三）科研項目與學科競賽模式

通過參與教師的科研課題研究，可讓學生了解本專業的發展前沿動態， 接觸計算機領域的新知識、新技術和新方法，對計算機學科的知識體系有一個較完整的了解，對大學期間要學習的知識、技術有更深入的思考，激發學生的好奇心，并培養大學生的團隊協作精神和溝通能力。具體辦法：科研課題團隊建立創新工作室—接受大學生參與項目研究報名—對報名學生進行考核—指派團隊老師指導學生學習—指導老師給學生分配研究任務—學生研究—提交研究成果。

學科競賽是在課堂教學基礎上，以競賽的方法，激發學生理論聯系實際和獨立發現問題、解決問題，培養學生專業素養和創新能力的重要途徑。通過競賽，培養一批學習能力強、學習潛力大、學習效果明顯的學生骨干。我們主要組織學生參加的學科競賽包括全國大學生軟件大賽、廣西計算機應用大賽，多年來已經形成常態化。逐步形成了學科競賽的實踐模式，制訂校級選拔賽競賽方案—學生選定指導教師—校級比賽評獎，選拔出參加全國或省級比賽選手—參賽選手集中訓練—指導教師帶隊參加比賽—召開總結會，獎勵獲獎選手。

（四）校外實踐基地模式

為了落實分類培養的目標，我們提出了“教研結合，分類培養；勝任一崗，一專多能”的實踐基地建設思路，建立了軟件開發、通信與網絡技術、軟硬件銷售、中等職業技術學校等計算機專業實踐基地。其中，“教研結合”是指建立的實踐基地從兩個層面進行，一方面給學生提供實習實踐平臺，另一方面教師與軟件企業之間開展研發合作，在學校與企業之間形成利益共贏，有利于實踐基地的穩定發展?！胺诸惻囵B”是根據學生的興趣愛好、就業意向、能力強弱、性別差異等多種因素綜合考慮，通過實踐基地的崗位設置和人才配置對學生進行分類培養。具體操作是與企業溝通制訂學生實習實踐的目標、內容、崗位、質量監控、時間等，為每一個學生制訂一個具體的實習實踐計劃。“勝任一崗，一專多能”是指學生按照學校分類培養的目標，在實踐基地主要在某一個具體的崗位進行實習，做到基本能夠勝任該崗位所具有的專業能力和素質；并通過短期的崗位輪換，了解其他崗位所需要的專業能力與素質，日后通過學習和訓練，能很快適應這些崗位的要求，做到一專多能。專業實習一般安排在第7學期進行，學校有實習帶隊教師，帶領學生到實習基地，負責指導和管理實習學生；同時，實踐基地還為每一個學生指派一名技術骨干擔任指導教師，指導學生的實習工作，實行雙導師制。

四、改革實踐教學體系、實驗教學內容和方法，提高學生應用與創新能力

（一）改革實踐教學體系

根據區域經濟發展以及信息社會對計算機人才的需求，結合學校的具體情況，提出構建培養應用型人才的“基本操作”、“硬件應用”、“算法分析與程序設計”、“系統綜合開發”四種專業能力的實踐教學體系（如圖3所示）。[2] [3]

（二）改革實驗教學內容

1.設置不同的專業實驗課程，提高學生的四種專業能力

設置計算機操作基礎、計算機組裝與維護、網絡布線、局域網組網、網頁制作、網站建設與管理等實驗課程，培養學生的基本操作能力。

設置C語言程序設計、數據結構、數據原理及應用、面向對象語言、網絡編程、網絡數據庫編程等實驗課程，培養學生的算法分析與編程能力。

設置數字電路、計算機組成原理、微機原理及接口技術、單片機原理及應用等實驗課程，培養學生的硬件應用能力。

設置面向對象課程設計、數據庫課程設計、系統設計案例分析與開發綜合實訓、網站建設與維護實訓等實訓課程。培養學生的系統綜合開發能力。

2.加大實驗課時量，增加新的實驗教學內容[2]

要培養計算機應用型人才，改革人才培養方案中理論課程與實踐課程的比例，較大幅度地提高實驗課程的課時量（學分），以保證學生有足夠的時間進行基本專業技能的訓練和綜合專業能力的實訓，有充足的時間到實訓基地參加實習。從2006年開始，我們對計算機專業的人才培養方案進行了改革調整，將專業理論課程與實踐課程的學分從原來的67︰23調整為49︰41，實踐課程的學分提高到與理論課程接近1︰1的幅度。改革實驗課程只注重驗證型實驗的做法，增加了設計型和綜合型的實驗內容，增加課程設計與系統綜合開發實訓等內容。

3.改革實驗教學評價標準[5]

原有實驗教學大綱要求和目的不夠明確，沒有量化的標準。我們根據不同的實驗項目、實驗方法設立指標，對它們進行量化和強度的拓展，給學生和任課教師的教學有一個明確的標準要求。使學生明確自己要完成的任務，教師在實驗教學過程中必須承擔的具體責任，學校教學管理部門可以根據這些具體的指標對實驗教學過程進行質量監控。確定實驗教學質量標準，用量化的形式來強化實驗教學目標。

（三）改革實踐教學方法

僅依靠改革實驗教學和實踐教學內容來提高學生的計算機應用能力，存在諸多困難。我們根據軟件工程、網絡工程的人才需求，針對需求分析、系統設計（包括框架設計和數據庫設計）、詳細設計、程序設計、軟件測試等不同階段，采用不同的實驗方法、實驗路線和實驗方案。[4]建構開放式、探究式、任務驅動式、案例分析的實驗教學方法，鼓勵學生開展自主、合作、探究式的實驗訓練。由驗證型實驗發展為設計性、綜合設計性、探究性的實驗。從課堂的四種能力的基本訓練、綜合訓練拓展為課外的綜合開發訓練。鼓勵學生參加教師的科研項目研究，創新工作室的創新研究。[1]

（四）改革實驗教學管理

建立實驗室管理信息平臺，實現實驗的信息化管理。實驗室除了提供正常的課程實驗之外，課余時間還增設了開放實驗室時間，供學生自由自主實驗。學生可以通過實驗管理系統預約，在實驗室開放時間自由選擇實驗項目、實驗時間，滿足學生自主、創新發展的需要。

（五）改革人才培養模式

我們應用“以生為本，學用并舉”的實踐教學理念，改革人才培養模式。[1]加強學生在校內外實踐基地的專業能力和專業技能的訓練，開設軟件開發與網絡工程創新實驗班，創建“兩個一工程”和創新工作室的創新實踐，保證學生在軟件開發實踐基地、網絡工程實踐基地、軟硬件銷售實踐基地、中職學校教育實習基地、IT企業等校外實踐基地有1學期以上的實踐時間，提高學生的計算機應用能力和實踐創新能力。

五、特色與成果

（一）以實踐模式促進實踐教學體系、內容和方法改革，提高應用型人才培養質量

我校計算機專業依托計算機教師科研和教學團隊的科研教研優勢，構建實踐教學模式，建立新的實踐教學體系。將教師的科研項目、科研成果、學科競賽等融入實驗和實踐內容。建構任務驅動式、案例分析、開放式、探究式的教學方法。鼓勵學生參與教師科研項目、創新工作室、“兩個一工程”、學科競賽，開展探究式與合作學習，使學生獲得多項國家級和省級獎勵。

“四位一體”的實踐教學模式，在提高計算機專業應用型人才培養質量、深化教學改革發揮很大作用。近6年來學生獲得13項國家級專業競賽獎、15項省級獎。

（二）本成果跨學科、專業開設實驗課程范圍廣、學生受益面大

本成果面向廣西師范學院計算機與信息工程學院、物理與電子工程學院、師園學院計算機科學與技術、軟件工程、信息管理與信息系統、通信工程、教育技術學共5個專業，開設有 “面向對象程序設計”、“數據庫設計與開發”、“軟件案例分析與開發”、“網站設計與開發”等富有特色的專業實驗課程共計20多門；面向學校漢語言文學、新聞傳播、英語、體育、藝術、應用電子技術、化學、高分子、地理、應用電子技術等30多個專業開設有“計算機應用基礎”、“網頁制作”、“Visual Basic程序設計” 、“多媒體設計與制作”等校內外公共選修實驗課程共計8門；面向我校繼續教育學院開設計算機基礎培訓課程、函授生計算機實驗課程，教學效果顯著，受到師生、校督導員的好評。

（三）本成果實驗室建設示范作用大，輻射廣，社會反響好，有普遍推廣價值

2007年建立的“科學計算與智能信息處理實驗室”被評為廣西高校重點實驗室，以該實驗室為依托的計算機教師科研團隊被評為廣西高校人才。實驗室有成效的建設，接待了區內外幾十所高校領導、專家和同行的訪問和交流，起到了較大的示范作用。

同時，本成果實驗室還為廣西IT企業、中職學校、中小學培養了2000多計算機軟件開發、多媒體和網絡課件開發人才、信息技術教師。培養質量高，輻射廣，社會反響好，具有普遍推廣價值。

［參考文獻］

［1］徐福蔭，黃慕雄，張學波等.創建“三位一體”實踐教學體系，促進教育技術學專業實踐創新人才培養［J］. 電化教育研究.2008，（10）：39-42.

［2］李文敬，劉之家，閉應洲.應用型本科計算機專業實踐教學體系的構建與實施［J］.計算機教育，2011，（2）：26-31.

［3］閉應洲，陸建波，李文敬.計算機專業實踐教學體系的問題與對策研究［J］. 廣西師范學院學報，2010，27（3）:111-114.

［4］李文敬，廖偉志，李廣原，陸建波.提高學生計算機軟件系統開發能力的實驗方法［J］.廣西科學院學報，2008，24（4）:374-379.

［5］李文敬，廖偉志，閉應洲.計算機程序設計課程實驗教學質量標準的研究［J］.計算機教育，2009，（15）：136-139.

［責任編輯：劉鳳華］