目標導向的計算機實踐教學改革探索

戴敏 朱百祿

摘要：針對普通高等院校實踐教學環節存在的問題，以計算機實驗教學為例，本文從工程教育理念出發，按照目標導向的思路對實踐教學體系、創新訓練模式、教學方法與手段、考核方式等進行了改革與實踐。實踐效果表明，學生的創新意識和工程實踐能力均有所提高。

關鍵詞：實踐教學；工程實踐；創新能力；目標導向

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0126-02

一、引言

在工程人才培養過程中，實踐教學是培養學生工程能力、創新創業能力的關鍵。目前普通高等院校在實踐教學環節中還存在很多問題，主要體現為：一是專業定位與企業對高級應用型人才的實踐能力要求存在差距[1，2]；二是傳統實踐教學模式以學校課堂教學為主，大多數學生實踐意識差，獨立解決問題的能力差[3，4]；三是實踐教學質量監控機制不完善，缺少符合實踐教學特點的質量評價和考核機制，缺乏對實踐教學的過程監督[2]。因此，以工程教育為指導構建人才培養的實踐教學體系已成為高校教育的一個重要課題。

本文以我校計算機實驗教學為例，按照工程教育目標導向的教育理念，對實踐教學體系、教學方法、考核方式等進行了改革與實踐。

二、教學理念與改革思路

當前，經濟與科技的飛速發展，對高素質應用型人才的需求猛增，尤其在天津濱海新區以及整個環渤海地區，企業急需具有工程實踐能力、團隊創新能力和工程管理能力的高層次應用型IT人才[5]。

為了培養學生的計算機工程意識、工程素質和工程實踐能力，我們堅持“以學生為主體，以教師為主導，知識、能力、素質協調發展，學習、實踐、創新相互促進”的教學理念，在人才培養的頂層設計中，提出了“提高學生工程實踐綜合能力”的具體方案，面向工程類專業設置“專業設計”環節，研究實施“課程設計”“畢業設計”“專業實習/實踐”等實踐環節的一系列改革，實行“課內外一體化”和“校內外一體化”教學模式，強化實踐環節的質量控制，提高學生面向工程實際的設計創新與實踐能力。

三、構建分類分層培養的計算機實驗教學體系

實驗教學體系建設是實驗教學改革的先導。依據我校對人才培養的定位，在實驗教學體系建設中，我們按照“培養環節層次化，課程模塊化，形式多元化”的改革思路。在優化培養方案和課程體系的基礎上，經過一系列改革，形成了“學為主體、教為主導的分類分層、形式多元的實驗教學體系”。

1.學為主體，分類指導。根據計算機專業與非計算機專業在培養目標、知識結構和學習重點的不同，在實驗教學體系和具體實驗項目的組織上，形成了既有相通，又各有側重的實驗教學統一平臺（見圖1）。

公共基礎系列分文管經法、理工類系列，適于培養非專業計算機應用型人才。計算機學科系列面向計算機科學與技術、信息安全、網絡工程、信息與計算科學等專業，培養計算機學科研究與應用開發的專門人才。針對不同專業需求，實驗設置各有側重點。

2.教為主導，分層遞進。工程意識、工程素質和工程實踐能力的培養不是通過一兩門孤立課程的學習就可以完成的，需要將其滲透到整個學習過程。我們根據學生不同階段學習的需求，建立了計算機基礎訓練、專業課程實驗、綜合實踐訓練和創新訓練四個由低到高的實驗教學層次，形成了“遞進式”實踐教學體系（見圖2）。

再根據實驗教學層次，制定了面向不同專業的課程模塊及實驗課程教學大綱，明確教學目標、教學要求，設置教學內容。實驗內容按不同知識結構、遞進的運用能力要求，先基礎，后拔高，形成模塊化、層次化結構；通過開展驗證性、綜合性、設計性、研究性實驗達到運用能力的逐步提升。實驗形式在課程實驗、課程設計、開放實驗基礎上，與專題競賽、專業實習/實訓過程有機地結合起來。

四、改革教學方法與教學手段

1.積極探索和開展創新訓練教學模式。為了盡早對學生開展創新意識培養，學院通過建立“大學生創新實踐中心”為學有余力的學生進行有組織的課外科技創新訓練。該訓練結合已修課程，按年級分不同專題開展，訓練內容突出引導性、實用性。除了創新實踐中心，針對全國大學生ACM、足球機器人等高級別競賽，以及參與各種研究題目的學生，也可以通過指導教師申請進入創新訓練開放實驗室進行自主設計。

2.改進實驗教學方法。在“開放式”教學模式下，借鑒CDIO工程教育理念，在綜合設計型、研究創新型實驗中引入項目驅動教學法。項目驅動教學以教師為引導，以學生為主體，以任務為驅動，通過完成不同的項目，系統培養學生的工程實踐能力。例如，對數據庫等軟件類課程群采用“做中學”教學方法，以具體的工程項目為學習載體，將理論教學中知識點的講授與實踐教學項目的構思、設計、實現和運作緊密結合。

3.建設并有效利用網絡輔助教學。除課程與實驗教學內容改革外，面向計算機基礎、計算機專業、信息安全專業教學構建了三類開放資源網絡輔助教學平臺；結合精品課程建設開發了3門網絡課程資源，為學生提供了包括課程介紹、課件下載、相關知識、重點難點、自測試、案例演示、工具下載、多媒體素材等豐富實用的教學資源，為學生提供了更多自主學習空間和開放資源，極大地方便了學生，使用效果很好。

4.建立多元實驗考核方法。實驗考核的目的是檢驗教與學的效果，促進實驗教學內容的完善、教學方法的改進。我們改變過去只考核實驗結果的考核方法，統籌考核實驗過程與實驗結果，研究建立了多元化的實驗考核方法。（1）課內實驗考核以實驗操作和實驗結果并重；（2）獨立設課實驗考核強調學生實驗方案設計、獨立操作、實驗結果分析，鼓勵學生提出新方案、新觀點，結合答辯環節進行綜合考核；（3）集中性實踐教學環節提倡“團隊作業、合作學習”，增加對學生工程設計能力、學習能力、信息獲取能力、團隊合作與組織管理能力的考核。

通過改革考核評價的內容、形式與方法，實現對學生知識、能力、素質的全面考評，有效促進了學生注重實踐、積極參與實踐，達到了強化專業基礎，突出工程實踐能力的培養目標。

五、教學效果

幾年來，以工程實踐能力培養為核心的實踐教學改革取得了良好效果，主要表現在如下方面。

1.學生創新素質與工程實踐能力提高顯著。基于目標導向構建的計算機實踐教學平臺，注重理論與實踐教學的結合，強調學生工程能力、創新意識的培養，已成為學生科技創新活動的基地。通過完整的實驗環節和豐富的創新實踐活動，學生的創新精神、工程能力和計算機應用水平得到大幅度提高。學生依托該實驗教學平臺，在參加各級科技創新活動中取得了優異成績。

2.畢業生基礎扎實、工程能力強，得到用人單位好評。從畢業生跟蹤調查反饋結果看，我們的畢業生主要在銀行、科研院所、大型IT企業等單位從事計算機領域的設計、開發與管理工作。學生因基礎扎實、工程能力強、具有較強團結協作精神而深受企業歡迎。學生就業率達到99%，為地方經濟建設和發展提供了一批急需的高素質應用型人才。

參考文獻：

[1]向政學.對計算機應用型人才培養的幾點思考[J].文化與探索，2017，（5）：167.

[2]李瑋瑤，呂海蓮，楊照峰.卓越軟件工程師人才培養實踐教學體系的構建[J].高校理科研究，2013，（24）：136-137.

[3]房健，蔡永華.地方高師院校應用轉型發展過程中的計算機專業人才培養模式研究[J].聚焦教育，2015，（8）：142-143.

[4]梁永勝.計算機專業教學模式的改革探索[J].河套學院學報，2017，3（1）：75-77.

[5]朱軍，馬永軍.天津地方高校全日制專業學位研究生培養初探——以計算機專業為例[J].中國輕工教育，2012，（4）：15-17.