基于培養(yǎng)學生“解決復雜工程問題”能力的實踐教學方法研究

趙玉雙

（北京信息科技大學計算機學院，北京100192)

本科教育面向未來，包括未來的世界、未來的問題求解、學生未來的發(fā)展，最終體現(xiàn)在面向社會未來的發(fā)展。這些“未來”與“解決復雜工程問題、創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的追求是一致的。

2016年6月2 日，我國正式加入《華盛頓協(xié)議》（以下簡稱《協(xié)議》），被認為是中國高等教育取得的具有里程碑意義的歷史性突破。《協(xié)議》倡導以學生為中心、產出導向（OBE）、持續(xù)改進（CQI）三大教育理念，要求從培養(yǎng)目標到畢業(yè)要求，從畢業(yè)要求到課程體系，再到教學落實、評價與反饋，進行系統(tǒng)設計與實施。培養(yǎng)目標是起點，起著“制導”作用，而且要求專業(yè)從面向學科辦學轉向面向社會需求辦學，依社會需求確定培養(yǎng)目標。當然，作為基本要求，培養(yǎng)目標必須符合教育的基本定位。按照《協(xié)議》，兩年制專科培養(yǎng)學生解決狹義工程問題的能力，三年制的大專培養(yǎng)學生解決廣義工程問題的能力，本科培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

對于該校的培養(yǎng)目標就是 “培養(yǎng)高素質的應用型人才”，而應用型人才的最主要就是“解決復雜工程性問題”的能力。如何培養(yǎng)學生“解決復雜工程問題”的能力，是各個高校亟待研究的問題。現(xiàn)在的高校畢業(yè)生，常常出現(xiàn)高分低能，不能很好地與社會對接，畢業(yè)即失業(yè)的狀態(tài)。因為社會上需要的是工程型人才，而不是簡單的理論知識，需要招聘的員工能夠處理和解決實際工程中出現(xiàn)的各種問題。很多大學生畢業(yè)以后，要去參加社會上的各種培訓后才能上崗，而這些培訓就是培養(yǎng)學生“解決復雜工程問題”的能力。因此，培養(yǎng)學生“解決復雜工程問題”的能力，是高校的需要，也是社會的需求。

現(xiàn)今的教育研究，常常體現(xiàn)在教育內容、教育方法的研究，而與企業(yè)應用能力結合的研究很少。如何在有限的時間、有限的內容的情況下，讓學生接觸到實際的工程問題，如何在實踐教學過程中融入實際的工程問題，這些都是需要認真研究的問題。

計算機課程是實踐性非常強的課程，計算機實踐課程對學生實踐能力的培養(yǎng)至關重要。

1 現(xiàn)有計算機實踐教學的內容、教學方法及考核方法

高校現(xiàn)有的計算機課程分為兩種：計算機通識課程和計算機專業(yè)課程。計算機通識課程主要針對所有的本科生開設，開設的課程為計算機基礎和程序設計語言。計算機專業(yè)課程主要針對計算機專業(yè)的本科生開設，包括計算機原理、編譯原理、匯編語言等。

現(xiàn)有計算機實踐教學的教學內容主要是針對理論教學內容，對理論教學的一種輔助手段，對理論教學的一種深化理解，但缺少實踐教學內容對于未來就業(yè)的針對性，缺少對工程問題解決的針對性。一般的計算機實踐教學的內容都是炎癥性實驗、簡單設計性實驗，而復雜的設計性實驗非常少，特別是針對問題解決的實驗。

現(xiàn)有計算機實踐教學的教學方法：教師首先根據(jù)理論教學內容設計實踐教學內容和進度，然后統(tǒng)一安排教學時間，由指導教師隨堂指導。學生在實踐教學過程中獨立思考和集體討論的實踐比較少，甚至沒有集體討論的時間。這樣，學生缺少獨立思考，對教師過分依賴，不利于未來獨立工作能力的培養(yǎng)；缺少集體討論的培養(yǎng)，團隊的工作經(jīng)驗訓練。

2 企業(yè)對計算機人才的需求內容

通過對企業(yè)的調研，現(xiàn)今企業(yè)對計算機人才的需求主要有三個方面：研究型人才、工程型人才、應用型人才。

2.1 研究型人才的需求

主要是一些高新企業(yè)或研究機構、高校等，針對的是高學歷人才，從事計算機基礎理論研究、新一代計算機硬軟件技術研究，著重考慮的是人才的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2.2 工程型人才的需求

工程型人才的需求量較大，計算機生產企業(yè)或生產研究型企業(yè)、工程技術企業(yè)等，都需要大量的工程型人才，企業(yè)需要這些人主要從事計算機軟硬件的工程開發(fā)和實現(xiàn)工作，著重考慮的是人才的創(chuàng)造能力。

2.3 應用型人才的需求

應用型人才的需求量最大，各行各業(yè)都對計算機應用人才有需求。對應用型人才的需求，著重點主要是這些人對計算機技術的實際應用方面，如各種計算機軟件的應用、各種硬件的應用及維護等。

高校對計算機本科人才的培養(yǎng)，主要應著重于工程型人才和應用型人才。不論在工程領域還是在應用領域，對于復雜工程型問題的解決能力，都是企業(yè)急需的，更是受企業(yè)青睞的人才。

3 “解決復雜工程問題”的計算機實踐教學方法

為了滿足企業(yè)對計算機人才的需求，特別是對解決“復雜問題能力”的需求，高校在計算機實踐教學中，應該著重培養(yǎng)這方面的能力。

3.1 實踐教學內容設置

實踐教學內容的設置，應該滿足學生掌握的基本知識和基本實踐技能的基礎之上，合理、系統(tǒng)地利用所學的知識和技能進行綜合性設計性實驗，從而培養(yǎng)學生獨立思考和設計能力、團隊合作能力，有利于培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。在教學內容設計中，引入一些實際工程中的問題，一方面使得學生能夠知道學有所用，另一方面學生能夠更早地接觸到實際問題應用。

實踐教學的內容設置，應該滿足從簡單到復雜、從小規(guī)模到大規(guī)模，循序漸進，每一個過程中的內容，應該有針對性的對應設計、實現(xiàn)、分析等能力的培養(yǎng)。要促使學生在實踐過程中，利用所學的原理去結合工程實際，不要為實踐而實踐。

3.2 實踐教學方法改革

在實踐教學方法中，應該著重引導學生結合實際工程中的問題，深入考慮問題及其解決的方案、方法、途徑、工具等。實踐教學方法應該是多種形式的，分別用來培養(yǎng)學生的不同能力。實踐內容可以通過課內和課外兩種途徑來實現(xiàn)。

3.2.1 課內獨立實驗

獨立完成課內教師布置的實踐內容，這些內容主要是輔助理論原理的理解和掌握，用于培養(yǎng)學生的理解能力和知識運用能力、掌握基本的實踐技能，應該占課內實踐內容的50%。

3.2.2 課內小組合作實驗

教師安排小組合作，共同完成一項或幾項有一定難度的實驗，用于培養(yǎng)學生的團隊合作能力和簡單的實踐應用能力，應該占課內實踐內容的35%。

3.2.3 課內討論性、綜合性實驗

教師給出一些具有討論性質的綜合性實驗題目，也可以由學生提出。這些實驗項目最好與工程型、應用型有關。讓學生通過充分的課內討論，用于培養(yǎng)利用所掌握的理論知識和實踐技能，解決復雜一些的工程性問題的能力。應該占課內實踐內容的15%。

3.2.4 課外拓展性實驗

根據(jù)課內實踐的完成情況，可以通過第二課堂、開放性實驗等形式，指導學生完成一些工程性的項目或實際企業(yè)中的應用技能。通過該項目的訓練，培養(yǎng)學生真正地解決復雜工程問題的能力。

3.2.5 課外創(chuàng)新型實驗

創(chuàng)新型實驗，是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，可以通過大學生創(chuàng)新基地來完成。這里既有教師的科研項目，也可以有學生的自主項目。通過實際項目的設立、設計、開發(fā)和實現(xiàn)，培養(yǎng)學生實際的問題設計和解決能力。

3.2.6 校外企業(yè)實踐

將學生外派到企業(yè)中，真正參與企業(yè)的項目開發(fā)、項目管理、信息化建設等工作，讓學生及早認識到學與用之間的距離，盡早縮短這段距離。在企業(yè)實踐中，去參與復雜工程問題的解決，進一步強化解決問題的能力。

3.3 實踐教學考核方式改革

實踐教學的考核方式，應該采用多方面、多方位考核，不再拘泥于一種形式、一種方式。要以實際能夠解決問題的能力為考核目標，既要重視過程，又要重視結果。

4 結語

計算機本科教學培養(yǎng)的是未來的計算機人才，是解決未來各種計算機問題的中流砥柱。現(xiàn)在的各種工程認證，也是考查學生解決復雜工程問題的能力。在實踐教學過程中，以“解決復雜工程問題”為指導和目標，從簡單到復雜，從小到大，逐步增強這方面的意識，這是高校的目標，也是未來的需求。