基于三創模式的計算機類人才培養機制研究

奎曉燕 郭克華 嚴暉

摘 要：在新工科和雙一流背景下，圍繞創新型人才培養目標，結合人工智能思想，提出在“5A”目標下基于三創模式構建計算機類人才培養機制，從而推進高校智能型和創新型教育。通過在計算機專業圖靈班進行試點，驗證該構建方法的有效性，為高校人才培養模式改革提供新的思路。

關鍵詞：新工科；雙一流；三創模式；人才培養機制

DOI：10. 11907/rjdk. 182160

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2019）005-0206-03

Abstract： Under the background of the emerging engineering education and double first class， aiming at the training goal of high quality engineering practice creative talents， combined with the idea of artificial intelligence， the article puts forward how to build computer talent development scheme based on “three innovation” mode under the “5A” target， so as to promote the intelligent and innovative education in universities. Through the analysis of Turing class of computer science majors， the article verifies the effectiveness of the proposed method which has a good application value and can provide new ideas and help for the reform of talent development scheme in higher education.

Key Words： emerging engineering education； double first class； three innovation mode； talent development scheme

0 引言

2015年，國務院出臺《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》和《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，提出要圍繞國家創新驅動發展戰略，深化高校創新創業教育改革，培養具有歷史使命感和社會責任心、富有創新精神和實踐能力的各類創新型、應用型、復合型優秀人才，滿足當前和未來戰略新興產業人才需要 [1-5]。

2017年教育部啟動 “新工科”發展研究工作，之后，新工科建設在我國高等教育界掀起新的改革熱潮，在國際上也引起了巨大反響[6-7]?！靶鹿た啤备拍詈汀半p一流”建設對高等教育人才培養提出了新的要求[8-14]，培養具有高素質工程實踐能力的創新型人才成為高等學校人才培養目標之一。2017年《新一代人工智能發展白皮書》發布，要求高等教育教學在人才培養中更多地結合人工智能思想，更好地推進智能型和創新型教育。因此，培養學生創新性和創造力成為高等學校教學改革關注的重點[15]。

計算機學科不僅作為效率工具用于其它學科（自然與工程學科等），還可與其它學科（尤其是社會科學學科）在思想方法上互動，是一種解決老問題的新方法。因此，在構建計算機學科人才培養模式時，需要在學科發展的變化和趨勢中把握計算機學科核心問題[16]。

圖1是美國緬因州國家訓練實驗室根據學生學習行為分析得出的學習金字塔[17-18]。相關研究表明，不同的學習方法對學習效果有較大影響，尤其是學生主動學習行為比學生被動學習行為能夠獲得較高的平均學習保持率（兩周后還能記住多少），因此在人才培養過程中，要充分調動學生的學習積極性，進行個性化、多元化、定制化培養。

本文基于三創模式（創意、創新、創業）探討如何在智能時代的創新競賽驅動下構建計算機類人才培養機制，體現開放、參與、體驗、協作和分享的思想，滿足新工科和雙一流建設背景下計算機學科學生的知識、能力和素養培養目標，建立以主動學習、研究性學習、團隊學習、學科競賽驅動為基本形式的學習范式，培養學生的創新性和創造力，最終有效促進高等教育教學改革。

1 人才培養機制構建

1.1 三創及其內涵

三創指創意、創新和創業。創意為創意構想先于技術實踐的理念，與建構主義教學理論強調學生的主動性有著諸多的內在聯系和契合點。計算機專業是一種實踐教學，主動實踐是綜合素質能力培養的關鍵，而技能運用又是其主動實踐能力實施的一種有效途徑和技術保障。

三創模式以教學目標為準繩，在緊密結合課堂理論教學的基礎上，將相關專業的高水準創新創業競賽引入課程教學。用學科競賽作為教學實踐的載體和檢驗學生創新能力的有效機制。三創模式緊密結合課程教學目標、教學大綱和教學進度，以建構主義和人本主義學習理論為依據，在教學中引入本學科高水準的學科競賽進行創新性教學。在充滿競爭性、合作性、鞏固性和可操作性的學習過程中，找出完成命題的方案，通過完成競賽鞏固知識和技能[19]。

基于三創模式的人才培養機制更重視以學生為主體的人本主義學習理論[20]、以教師為支架的建構主義學習理論[21]和以競賽為手段的激勵主義學習理論[22]。人本主義強調以學生為中心的“有意義的自由學習”，在教學中充分把學生作為認知的主人——參賽選手，充分發揮學生在認知過程中的主體作用。建構主義強調知識的動態性、學習的主動性、教學環境和支持的創建性。教師的身份轉變為幫助促進者，根據學生需要提供各種幫助，并在學生能力增長時撤去幫助。學生踏著教師提供的支架主動學習，建構知識體系。以競賽為手段，激發個體的競爭意識，培養學生的競爭能力和團隊合作能力。

在構建三創模式的人才培養機制時考慮的要點包含：實行以學生為中心，以項目和各類創新競賽學習為主、課程為輔的智慧教學，幫助學生形成善思會學的習慣，提升其創造性思維、批判性思維和計算思維，提高其有效交流和協作能力，在智能時代有效利用知識、工具、人脈等資源，解決未來世界中的各種復雜問題。

1.2 5A目標及教學過程

基于三創模式的人才培養機制建立需具有5A目標：①Application，應用為本，關注學生問題解決的能力；②Analysis，關注學生分析問題與解決問題能力，分析學習活動并進行反思的能力；③Achievement，能設計并展示個人和團隊作品；④Assessment，關注學生的評價能力。作品評價過程本身就是一種學習，學生可獲得高階知識和能力目標；⑤Assurance，每位學生都對未來的學習、工作和生活充滿自信。

教師在開展課程教學活動時要緊緊把握5A目標，教學過程包含學生自主先學、小組討論、交流展示、質疑拓展、檢測反饋、小結反思等環節，最終實現學生學進去、用起來、做出來、講出來、評中改的效果。教師根據課程內容和學生的認知特點設計多樣化的學習活動，為學生提供MOOC等在線學習資源，提供全程學習指導服務。

構建基于三創模式的人才培養機制，教師需隨時關注各類創新創業比賽的時間節點及具體要求，熟練掌握智慧教學的理念和方法，將體現發展性和個性化特點的項目作品展示給學生。學生根據競賽要求完成作品，其作品和活動記錄將作為考察能力水平的基本依據之一。教師應讓每位學生都享受到個性化指導，對學習活動進行個性化分析，結合學習效果建立學習評價模式，實行學生自我評價、同學互評和教師評價相結合的方式。通過學生課堂參與的表現、作品、競賽項目、合作學習、口試、筆試等環節綜合評定最終成績，優秀成績必須參加答辯。

1.3 三創必備條件

三創模式必須結合計算機學科的創新創業競賽，學校在政策方面需提供有力支持，加大扶持和獎勵力度，鼓勵更多師生參加高水平專業競賽?？梢耘e辦涵蓋科研實踐、創業教育、創新實踐和學科發展等模塊的各類學術講座，鼓勵學生參與創新創業競賽項目申報，鼓勵學生參與創業實踐、社會實踐，組織各種類型的創業指導活動，努力營造創業氛圍，突出培養學生的獨立創業意識。

對于教師來說，應當彈性地引入與競賽相關的內容，根據競賽的具體要求和需要實施相應的教學改革，開設競賽專題講座和輔導課。教學中要創新理念，全面由課外向課內教學內容滲透，使教學之內與課堂之外的競賽活動、創新教育緊密結合，從而提高學生的學習興趣，進而全面提高教學質量?；谌齽撃Ｊ降娜瞬排囵B機制推行啟發式、討論式教學方法，引導學生主動學習知識，發現問題，開展自主研究。例如，在分組完成論文過程中，引導學生采用計算思維方式去分析問題，建立數學模型，進而利用計算機工具或程序解決問題，從而有效鍛煉學生的計算思維能力。

學生應當養成積極主動學習的好習慣，牢固掌握基礎知識，有針對性地進行知識拓展和技能補充。根據教師的指導合理選擇參賽類組和參賽隊友，在比賽中對于大賽命題要反復推敲，進行構思和創意。善于與教師交流和溝通，激發學習興趣。競賽源于但高于教學內容，需要與現實結合解決實際問題。

1.4 三創機制有效性驗證

筆者學校建立基于三創模式的人才培養機制后，教師始終將創新、體驗、開放貫穿于整個教學過程，并在計算機類精英圖靈班中進行實踐。圖靈班組織學生參加解決真實復雜問題的創新創業類項目，鼓勵跨學科、混合各專業學生一起解決問題。開設邏輯分析、定量方法、質性分析、建模仿真等研究方法課程和學術講座。教會學生用好各種智能助手，人機結合，善于合作，匯聚眾智。為達到較好的指導效果，教師需要具有多個、多種項目經驗，能做好項目協調和指導。從傳授知識向重在提升素質轉變，從以教為主向以學為主、教學相長轉變。

在計算機專業圖靈班實施基于三創模式的人才培養機制一年多的實踐和研究表明該機制取得了豐碩成果：在專業成績方面，進入計算機專業年級前10名的占8人，年級前20名的占14人；累計10人獲得國家獎學金以及國家勵志獎學金， 6人獲得企業獎學金，1人獲得校級特等獎學金，如圖2所示，班級獎學金覆蓋率達100%。在各項創新創業競賽活動中，獲得國家級獎項24項，省級獎項2項和校級獎項106項；實現4個100%：四級通過率100%，創新創業申報參與率100%，獎學金覆蓋率100%，考試通過率100%，如圖3所示。

2 結語

在“新工科”和“雙一流”建設背景下，計算機專業人才培養模式需要進行相應改革才能適應學科發展需要。本文提出基于“三創”模式的人才培養機制，將專業中高水準大賽引入教學過程，以啟發式教學和研究性學習為核心，探索教學理念、培養模式和管理機制的全方位創新。通過在計算機專業圖靈班進行實踐，驗證了“三創”模式人才培養機制的有效性。該模式實現了競賽與教學結合，項目實施與教學內容、教學環節統一，提升了人才培養質量。三創模式能有效激發學生的學習興趣和潛能，培養團隊協作意識和創新精神，值得深入研究和推廣。

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（責任編輯：杜能鋼）