工程教育背景下中外合作計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革研究

趙艷芹，張劍飛，張興華，高輝

工程教育背景下中外合作計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)改革研究

趙艷芹，張劍飛，張興華，高輝

（黑龍江科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022）

探索了在工程教育認(rèn)證背景下中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)改革研究，結(jié)合國外2所高校的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，在中外合作計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式．在原來外方課程的學(xué)時(shí)縮減，內(nèi)容不變的情況下保證教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力和分析、解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，取得明顯的效果．

工程教育；合作辦學(xué)；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；計(jì)算機(jī)

自 2016 年，我國正式被批準(zhǔn)成為《華盛頓協(xié)議》成員以來，工程教育認(rèn)證在我國高校各專業(yè)也如火如荼的展開，其中包括了很多高校的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)．工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)教育最大的差別就是成果導(dǎo)向（OBE）教育，通過工程教育認(rèn)證，可以讓各國工程技術(shù)人才，能夠跨學(xué)科適應(yīng)全球化競(jìng)爭環(huán)境．黑龍江科技大學(xué)自2001年與加拿大北阿爾伯達(dá)理工學(xué)院（North Alberta Institute of Technology，NAIT）的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建立合作辦學(xué)關(guān)系，迄今已經(jīng)整整18年，培養(yǎng)了14屆的畢業(yè)生，這些學(xué)生和普通計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的學(xué)生一樣分布在社會(huì)各個(gè)崗位上．然而，由于中外合作辦學(xué)的特點(diǎn)，又與普通計(jì)算機(jī)學(xué)生稍顯不同，在工程教育背景下，必須嚴(yán)格保證中外合作辦學(xué)的教學(xué)質(zhì)量[1]．

1 中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)介紹

加拿大北阿爾伯達(dá)理工學(xué)院（簡稱NAIT）是加拿大阿爾伯達(dá)省最大的高等院校之一．該校開設(shè)了200個(gè)不同的專業(yè)，其中計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與許多世界知名IT企業(yè)聯(lián)系密切，如惠普公司（HP）就在NAIT設(shè)有專門的實(shí)驗(yàn)中心．NAIT在教學(xué)中非常重視學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，畢業(yè)生工程實(shí)踐能力強(qiáng)、就業(yè)率高，這在阿爾伯達(dá)省尤其是當(dāng)?shù)氐陌５旅深D（Edmonton）市頗負(fù)盛名．黑龍江科技大學(xué)為了提高合作辦學(xué)學(xué)生的實(shí)踐能力，針對(duì)該專業(yè)與北美最大培訓(xùn)機(jī)構(gòu)達(dá)內(nèi)科技集團(tuán)合作，開展“3+1”聯(lián)合培養(yǎng)，相應(yīng)課程進(jìn)行學(xué)分置換，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力．

1.1 學(xué)生特點(diǎn)

中加合作辦學(xué)只招收本省的學(xué)生，近年來是80人/年，引用NAIT分班原則，每班20人．因?yàn)橹屑雍献鬓k學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)費(fèi)要高于普通計(jì)算機(jī)專業(yè)，所以高考錄取分?jǐn)?shù)略低于普通的計(jì)算機(jī)專業(yè)，這也導(dǎo)致了一些外語基礎(chǔ)并不是特別好的學(xué)生被錄取到此專業(yè)．與普通的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)相比，由于中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程大多是外教授課或雙語教學(xué)課程，所以經(jīng)過４年的學(xué)習(xí)后，中外合作辦學(xué)的學(xué)生外語口語及聽力能力比普通計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生強(qiáng)．在外資及合資企業(yè)工作的比例要稍高于普通計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，出國留學(xué)的比例要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通計(jì)算機(jī)學(xué)生，但同時(shí)帶來的弊端就是也有一部分英語基礎(chǔ)較差的學(xué)生往往跟不上教師的進(jìn)度，課堂聽課困難，這些學(xué)生如果長期處于這樣的狀態(tài)，最后畢業(yè)時(shí)往往難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)．

1.2 教師特點(diǎn)

自2001年引入該項(xiàng)目以來，在保留國內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)上，學(xué)校引入NAIT專業(yè)核心課程．這些課程的任課教師分為2類，（1）NAIT每學(xué)期派出一部分精英教師來校任教，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式與NAIT基本相同．但是外教的數(shù)量和引入課程的數(shù)量相比嚴(yán)重不足，每學(xué)期每個(gè)班級(jí)的外教一般為2~3人．（2）從本校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教師中選拔培訓(xùn)進(jìn)行雙語教學(xué)．從2005年開始，從計(jì)算機(jī)專業(yè)年輕教師中進(jìn)行專業(yè)測(cè)試，外語的筆試、口試后，學(xué)校分3次，每次3人陸續(xù)送出9名教師到NAIT進(jìn)行進(jìn)修培訓(xùn)，回國后充當(dāng)外教的助教或擔(dān)任引入的NAIT核心課教師，這部分課程要求必須用雙語進(jìn)行講授．除此以外，還有一些國內(nèi)的計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課由本校普通計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師任課．這3類教師的任課各有特點(diǎn)，授課模式均有所不同．

外教是全英文授課，教學(xué)也是采用與NAIT完全一致的教學(xué)模式，這對(duì)于英語水平特別高，同時(shí)專業(yè)課程理解不費(fèi)力的學(xué)生是大有好處的．但是大多數(shù)學(xué)生目前的英語水平，輕松跟上難度很高的計(jì)算機(jī)專業(yè)課，如System Design，難度很大．第2類教師也就是本校送到NAIT進(jìn)修學(xué)習(xí)后回來講授雙語課程的9名教師，起到中流砥柱的作用．他們借鑒NAIT的教學(xué)模式，又不完全照搬照抄，依據(jù)國內(nèi)學(xué)生的特點(diǎn)，在授課中采用雙語授課，PPT和作業(yè)多采用英語，對(duì)于關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)采用漢語講解，這樣讓多數(shù)學(xué)生都能緊跟教師的思路，不拘泥于形式，學(xué)會(huì)是目標(biāo)．

通過在NAI T進(jìn)修的經(jīng)歷，以及近年來從事中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課任課過程，包括作為訪問學(xué)者在美國的一些大學(xué)，如北達(dá)科他州立大學(xué)（North Dakota State University，NDSU）的計(jì)算機(jī)系訪學(xué)的學(xué)習(xí)心得，教師對(duì)國外的授課模式的特點(diǎn)有了一定的了解和感悟．

1.3 課程設(shè)置特點(diǎn)

中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生課時(shí)量要多于普通計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，主要原因是和國內(nèi)專業(yè)課程相比，加方引入的課程學(xué)時(shí)雖然有些較NAIT已經(jīng)壓縮了學(xué)時(shí)，但是和國內(nèi)比仍然學(xué)時(shí)較多．國內(nèi)普通的專業(yè)課理論學(xué)時(shí)一般32~48學(xué)時(shí)，而外教的核心課程如System Design 等均為80學(xué)時(shí)．此外，為了滿足學(xué)生考研以及專業(yè)本身的需要，國內(nèi)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程還要保留，所以課程安排較滿，尤其大一、大二的學(xué)生壓力很大．

2 國內(nèi)教學(xué)模式與國外教學(xué)模式對(duì)比

2.1 國內(nèi)教學(xué)及考核模式

國內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)模式仍然是大班授課，一般至少一個(gè)教室里有60人．教學(xué)中雖然較早地引入了多媒體+板書的現(xiàn)代教學(xué)手段，但是大多數(shù)教師還是僅僅停留在使用多媒體進(jìn)行PPT演示，優(yōu)點(diǎn)和最初的全部黑板教學(xué)相比是每節(jié)課的授課內(nèi)容大大增多了，但帶來的弊端也很明顯．很多學(xué)生在聽教師用PPT講課時(shí)，缺少了一些推理演算，流程圖的步驟演示，所以往往類似于走馬觀花，印象不深刻．這種“填鴨式”的教師講，學(xué)生被動(dòng)聽的模式，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情不高．最后的考核方式往往是平時(shí)成績30%左右，期末考試成績70%左右．而平時(shí)成績通常由作業(yè)和課堂表現(xiàn)、課堂回答問題情況決定，對(duì)于一般學(xué)生分?jǐn)?shù)差別通常不大，所以最后70%的期末考試成績就是最終成績的關(guān)鍵．導(dǎo)致有些投機(jī)取巧的學(xué)生平時(shí)不愛學(xué)習(xí)，最后臨近考試突擊幾天有時(shí)也能蒙混過關(guān)，但這樣獲得的知識(shí)不牢固，考完試很快就忘光了．

2.2 國外教學(xué)及考核模式

國外的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)和國內(nèi)比較最明顯的特征是采用小班授課，學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)多，獨(dú)立完成的作業(yè)（Assignment）多，平時(shí)考核環(huán)節(jié)占比重大，學(xué)生在每一個(gè)環(huán)節(jié)都不敢放松，所以知識(shí)掌握更扎實(shí)．以NAIT開設(shè)的Introduction to Application Programming 課程為例，課堂作業(yè)（Assignment）占總成績20%，實(shí)驗(yàn)（Lab）占15%，平時(shí)測(cè)驗(yàn)（Quiz）占20%，期中考試（MidExam）占20%，期末考試（Final Exam）僅占25%．通過貫穿教學(xué)始終的平時(shí)考核，其實(shí)更加突出了OBE的教學(xué)理念．

2.3 國內(nèi)外對(duì)照分析

雖然NAIT的OBE教學(xué)模式和考核方式與國內(nèi)的教學(xué)模式相比有可取之處，但由于兩國國情不同，國內(nèi)高校只能有選擇地借鑒NAIT的教學(xué)模式而不能完全照抄照搬．因?yàn)閲馔ǔＪ切“嗍谡n，一個(gè)班級(jí)不超過30人，所以教師有足夠的精力頻繁地批改作業(yè)，檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告，組織各種測(cè)驗(yàn)及考試．并且學(xué)時(shí)多，同樣這門Introduction to Application Programming，在NAIT 是96學(xué)時(shí)，引入到國內(nèi)后為了平衡其他課程就修訂成了64學(xué)時(shí)，整整縮減了1/3，所以現(xiàn)實(shí)不允許耗費(fèi)那么多時(shí)間進(jìn)行測(cè)驗(yàn)及期中考試等．

3 中加合作辦學(xué)中引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

通過教師在美國高校NDSU訪學(xué)期間對(duì)本科生和研究生課程的學(xué)習(xí)，以及同時(shí)參加的NDSU計(jì)算機(jī)專業(yè)教師的教學(xué)研討，吸取了國外計(jì)算機(jī)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)．在中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的授課中，針對(duì)中加計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，在Introduction to Application Programming 專業(yè)授課中，引入了NDSU多數(shù)專業(yè)課程所采取的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式（Project Driven）．從而讓學(xué)生充分利用課下時(shí)間完成項(xiàng)目練習(xí)，既能彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足的特點(diǎn)，同時(shí)又滿足了OBE的教學(xué)要求．

3.1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式是師生通過共同實(shí)施一個(gè)具體的、和課程內(nèi)容密切相關(guān)的、來源于工程實(shí)際的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)[2-3]．與傳統(tǒng)教學(xué)中教師為主體，上課滿堂灌的模式相比，它是以教師為主導(dǎo)，教師在整個(gè)教學(xué)過程中起組織和指導(dǎo)作用．通過以學(xué)生為主體的教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性．學(xué)生在探索知識(shí)的過程中強(qiáng)化了自信，逐步培養(yǎng)了解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力[4-5]．

3.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式實(shí)施過程

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的實(shí)施中，可以根據(jù)項(xiàng)目的難度和工作量大小，將幾個(gè)學(xué)生分成一個(gè)小組，小組內(nèi)由實(shí)踐動(dòng)手能力和組織能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長，給每個(gè)組員詳細(xì)分工，最后在教師的指導(dǎo)督促，組長的檢查、統(tǒng)領(lǐng)之下按時(shí)完成任務(wù)[6-7]．項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式只是在課堂教學(xué)的不同階段下達(dá)不同的任務(wù)，課程結(jié)束后要求學(xué)生上交一個(gè)完整的項(xiàng)目．授課的不同階段，教師利用課堂時(shí)間對(duì)階段完成情況點(diǎn)評(píng)，提出意見及下一步建議，通常3~5次課左右即可完成．學(xué)生利用的大多是課外的時(shí)間來進(jìn)行查閱資料、動(dòng)手編程、小組合作等．所以對(duì)于課時(shí)不足，師資不夠，同時(shí)又要促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況是一種較好的教學(xué)模式．這種小組合作也充分發(fā)揮了優(yōu)等生的作用，帶動(dòng)學(xué)習(xí)一般的學(xué)生或后進(jìn)生一起主動(dòng)學(xué)習(xí)，因?yàn)橐粋€(gè)人完不成任務(wù)就要影響小組內(nèi)每個(gè)人的成績．結(jié)課前，小組的每個(gè)成員都要進(jìn)行項(xiàng)目答辯，在演示自己作品的同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)表達(dá)能力，增強(qiáng)了學(xué)生的自信和對(duì)本專業(yè)的熱愛．

與NAIT相比，中加合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式后的Introduction to Application Programming刪掉了原來的２次測(cè)試（Quiz）和期中考試（MidExam），增加了項(xiàng)目考核環(huán)節(jié)（Project），既增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，也避免了過多的測(cè)試、考試給學(xué)生帶來的焦慮．而項(xiàng)目的考核環(huán)節(jié)共占35分（35%），又細(xì)化為項(xiàng)目計(jì)劃（Proposal）5分、項(xiàng)目完成情況（Implementing Status）10分、項(xiàng)目報(bào)告（Report）10分和項(xiàng)目答辯（Project Defence）10分．通過項(xiàng)目的完成培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力、解決問題的能力、項(xiàng)目管理能力、團(tuán)隊(duì)溝通能力等，注重了學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，符合工程教育認(rèn)證中對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)要求．

3.3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的關(guān)鍵問題

在采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式時(shí)，要注意幾個(gè)問題：

（1）項(xiàng)目的選取要符合實(shí)際生活，最好來源于工程實(shí)際或是教師的課題，學(xué)生按照軟件工程的開發(fā)流程從需求分析入手，經(jīng)歷概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)直到編碼、測(cè)試、形成文檔，這一系列環(huán)節(jié)鍛煉了計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐開發(fā)能力[8-9]．

（2）項(xiàng)目的難度要適中，太難學(xué)生完成不了，容易打擊學(xué)生的積極性；太簡單了又達(dá)不到鍛煉的目的．所以教師一定要嚴(yán)格把關(guān)，尤其在最初的項(xiàng)目計(jì)劃階段．

（3）小組同學(xué)一定要全體發(fā)動(dòng)，避免個(gè)別學(xué)生自己不做，依賴其他成員，渾水摸魚的情況發(fā)生，教師的定期檢查很重要．

（4）最后的答辯環(huán)節(jié)要組織策劃好，使學(xué)生不僅通過項(xiàng)目動(dòng)手能力得到提高，也要通過答辯環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，這對(duì)于學(xué)生今后步入職場(chǎng)也大有裨益．

3.4 實(shí)施效果

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式幾年來陸續(xù)應(yīng)用在中加合作辦學(xué)的計(jì)算機(jī)15級(jí)、16級(jí)和17級(jí)的教學(xué)中，和以往比較，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大有提高，實(shí)踐能力也得到較大提升，多名學(xué)生在項(xiàng)目練習(xí)中體會(huì)到了學(xué)習(xí)的成就感，積極參加各種賽事．例如：16級(jí)學(xué)生韓福昕和丁重陽在Introduction to Application Programming的項(xiàng)目課中自選的是國際教育學(xué)院IEC（International Education College）的網(wǎng)站，后來補(bǔ)充完善后建成一個(gè)IECSS學(xué)生成長綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)參加學(xué)校舉辦的第2屆網(wǎng)頁設(shè)計(jì)大賽，力壓群雄，在來自普通計(jì)算機(jī)專業(yè)、軟件工程專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)等30余名選手中，獲得唯一一項(xiàng)一等獎(jiǎng)．

4 結(jié)語

中外合作辦學(xué)在高校中處于比較特殊的地位，在工程教育認(rèn)證背景下，中外合作辦學(xué)既要發(fā)揮合作辦學(xué)的優(yōu)勢(shì)，又要避免教條式的照搬國外的教學(xué)模式帶來的弊端，所以在教學(xué)中更要研究教學(xué)方法．項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式是一次成功的改革措施，今后還要摸索總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在更多的課程中逐步開展．

[1] 李陽．中外合作辦學(xué)項(xiàng)目質(zhì)量發(fā)展研究[J]．黑龍江高教研究，2016（3）：20-23

[2] 趙艷芹，趙毅玲，陶貴麗，等．應(yīng)用型本科院校計(jì)算機(jī)類課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式研究[J]．高師理科學(xué)刊，2018，38（9）：87-89

[3] 郭煥萍，洪亮，劉源．運(yùn)用混合教學(xué)開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)項(xiàng)目的研究[J]．黑龍江高教研究，2017（10）：165-166

[4] 呂釗，周蚌艷，張超．計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的新模式探索與實(shí)踐[J]．高教論壇，2015（11）：52-54

[5] 李曉東，魏惠茹，董振華．項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言課中的探索[J]．軟件，2015（4）：107-109

[6] 黃雙成，李志偉，張秋紅．基于網(wǎng)絡(luò)的項(xiàng)目化教學(xué)模式探究——以《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程為例[J]．廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（5）：115-119

[7] 朱清妍．項(xiàng)目教學(xué)法在計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]．教育教學(xué)論壇，2016（8）：176-177

[8] 王衛(wèi)杰，張娣，陳新民．問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)和項(xiàng)目導(dǎo)向式學(xué)習(xí)的比較分析[J]．黑龍江高教研究，2018（9）：149-150

[9] 成江榮．“案例引導(dǎo)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”模式下的計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐能力提升策略[J]．軟件導(dǎo)刊，2015（2）：190-191

Research on the teaching reform of computer major in sino-foreign cooperation based on engineer education

ZHAO Yanqin，ZHANG Jianfei，ZHANG Xinghua，GAO Hui

（School of Computer and Information Engineering，Heilongjiang University of Science and Technology，Harbin 150022，China）

Explores the research on the teaching reform of the computer major under the background of engineering education certification．Combined with the teaching advantages of two foreign universities，it introduces the project-driven teaching mode into the teaching of computer specialty．The teaching quality is guaranteed under the condition that the teaching hours of the original foreign course are reduced and the content is unchanged．It strengthens the cultivation of students′ practical ability and ability to analyze and solve complex engineering problems，and meanwhile stimulates students′learning initiative．The practice has proved that the result is obvious．

engineering education；cooperative education；project-driven；computer

TP301∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.04.021

1007-9831（2020）04-0094-04

2020-02-08

2017年度高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（SJGY20170341）；2019年度高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（SJGY20190587）；黑龍江教育科學(xué)“十三五”重點(diǎn)課題（GJB1319128）

趙艷芹（1975-），女，黑龍江尚志人，副教授，博士，從事計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)及中加合作雙語教學(xué)研究．E-mail：982764511@qq.com