地方院校計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實踐

楊鳳年，徐長梅，何文德，李方敏

（長沙學(xué)院計算機工程與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410022）

中國的高等教育已進入普及化階段，且中國正處在從高等教育大國向高等教育強國邁進的征程中。積極響應(yīng)建設(shè)創(chuàng)新型社會的號召，滿足區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的迫切需求，破解高等教育普及化背景下高校學(xué)生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)瓶頸，提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，形成符合高校自身學(xué)科特色的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，有效解決在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中遇到的各種問題，是我國高校人才培養(yǎng)的當務(wù)之急。

1 國內(nèi)地方高校計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

拔尖創(chuàng)新人才是決定國家綜合國力與核心競爭力的關(guān)鍵要素，黨和國家歷來高度重視拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。教育部于2009年啟動了國家“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗計劃”，20所國內(nèi)知名高校參與了該計劃，主要在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物和計算機科學(xué)與技術(shù)五個學(xué)科進行了探索和試點。事實上，計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)與探索工作起步更早，始于圖靈獎獲得者姚期智在2005年創(chuàng)辦的清華大學(xué)計算機科學(xué)實驗班，俗稱“姚班”。2010年后，國內(nèi)就有10所頂尖高校依托“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗計劃”項目的支持，開展了計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作［1］。如今，中國在計算機教育領(lǐng)域有一定優(yōu)勢，該領(lǐng)域人才的工程能力非常強，為國家做出了巨大貢獻；在計算機科學(xué)方面，對于基礎(chǔ)學(xué)科缺乏培養(yǎng)；在教學(xué)方面，對學(xué)生的深度思考訓(xùn)練不夠重視［2］。后來，國內(nèi)如華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、重慶理工大學(xué)、吉林大學(xué)珠海學(xué)院等其他高校，在計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面，進行了各具特色的探索和實踐，取得了明顯成效。不過，目前國內(nèi)還有眾多高校在計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面的工作起步較晚，尚未從人才選拔、師資配備、計算思維和系統(tǒng)能力培養(yǎng)等環(huán)節(jié)著手統(tǒng)籌實施［3］，尤其是大多數(shù)地方高校在該領(lǐng)域尚缺乏有效行動。

2 長沙學(xué)院計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐

高校應(yīng)該根據(jù)自己的辦學(xué)定位與學(xué)科特色來確定其拔尖創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式。長沙學(xué)院是“十三五”國家產(chǎn)教融合發(fā)展工程應(yīng)用型本科規(guī)劃高校，2018年入選湖南省“雙一流”高水平應(yīng)用特色學(xué)院建設(shè)項目，形成了以工程應(yīng)用類學(xué)科專業(yè)群為主體，理、工、文、管、法、藝等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科專業(yè)特色。為貫徹實施人才強國戰(zhàn)略，根據(jù)長沙學(xué)院的辦學(xué)定位和學(xué)科特色，借鑒國內(nèi)外高校的人才培養(yǎng)理念、模式和方法來培養(yǎng)人才，構(gòu)建了服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的計算機學(xué)科本科生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

2.1 目標定位

計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標，就是培養(yǎng)掌握扎實的計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識，具備良好的工程實踐能力，了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)和研究前沿，受過系統(tǒng)科學(xué)研究訓(xùn)練，具有國際競爭力的計算機學(xué)科拔尖學(xué)生，經(jīng)后續(xù)培養(yǎng)成為所從事研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才［2］。

長沙學(xué)院屬于地方應(yīng)用型本科院校，培養(yǎng)的計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才，首先要求具有國際視野、家國情懷和必備的人文素養(yǎng)，然后要求扎實掌握數(shù)理基礎(chǔ)、計算機、信息安全、項目管理等專業(yè)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和計算機系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用能力。學(xué)生既要接受較好的數(shù)理基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)教育，又要夯實專業(yè)能力和工程實踐能力，盡早接觸學(xué)科前沿。學(xué)院鼓勵學(xué)生在科學(xué)挑戰(zhàn)中學(xué)習科學(xué)知識、掌握創(chuàng)新方法，讓學(xué)生直面學(xué)術(shù)研究前沿開展探索和實踐，把研究性學(xué)習貫穿到整個本科教育過程：一年級夯實學(xué)科基礎(chǔ)知識，二、三年級開展創(chuàng)新挑戰(zhàn)項目訓(xùn)練，四年級培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。

2.2 實施舉措

長沙學(xué)院于2014年啟動了計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作，并為此選派了優(yōu)秀師資，提供了較好的軟硬件條件，學(xué)院組織數(shù)十位高水平專業(yè)教師相繼成立了6個學(xué)生創(chuàng)新實驗室，對學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)生進行差異化重點培養(yǎng)。人才培養(yǎng)路線如圖1所示。

圖1 計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)路線

（1）拔尖創(chuàng)新人才的選拔

計算機學(xué)科教學(xué)實踐表明，即使是同一錄取批次招錄的學(xué)生，在計算機相關(guān)課程方面的學(xué)習天賦和學(xué)習能力也存在較大個體差異。據(jù)不完全統(tǒng)計，約有15%的計算機相關(guān)專業(yè)本科生有較好的學(xué)習天賦、較強的求知欲和學(xué)習能力。在日常教學(xué)環(huán)節(jié)中，如果不加甄別地給所有學(xué)生安排同樣的學(xué)習任務(wù)，按同樣的進度和要求教學(xué)，那么，那些學(xué)有余力的學(xué)生的學(xué)習和創(chuàng)新潛力就不能得到很好的挖掘，這樣不利于計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的“冒尖”和茁壯成長。因此，有必要為這些有潛質(zhì)的學(xué)生提供比大多數(shù)普通學(xué)生更好的英才培育環(huán)境，即在本科教育階段，依靠科學(xué)合理的選拔方法發(fā)掘拔尖人才，在選拔后因材施教，引領(lǐng)他們走上成長的快車道，再經(jīng)過不斷競爭淘汰，使真正的計算機學(xué)科本科生拔尖創(chuàng)新人才脫穎而出。

通常是選拔英語和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較好、心態(tài)積極上進、思維活躍的本科新生加入創(chuàng)新實驗室。計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才的選拔宜早不宜遲，主要從大一上學(xué)期期中開始選拔。首先通過專業(yè)課任課教師推薦，也可以通過實驗室舉辦的校內(nèi)選拔賽選出，還可以通過查看學(xué)生的期末考試成績加面試的方式選拔，特別是從英語、高等數(shù)學(xué)和計算機程序設(shè)計等課程的考試成績突出者中選拔。今后準備嘗試從生源質(zhì)量較高的省份中，選出高考數(shù)學(xué)和物理兩科成績突出者，從進校開始就重點培養(yǎng)。

由于創(chuàng)新實驗室的資源相對有限，為了發(fā)揮創(chuàng)新實驗室的最佳效益，目前只能為那些具備自學(xué)能力、自我管理能力和較強行動力的學(xué)生提供學(xué)習環(huán)境。因此，學(xué)院還擬定出了計算機學(xué)科本科生拔尖創(chuàng)新人才隊伍的動態(tài)準入和末位淘汰機制。

（2）師資隊伍的保證

沒有高水平的教師就培養(yǎng)不出高水平的學(xué)生［4］。學(xué)院發(fā)揮計算機學(xué)科的綜合優(yōu)勢，建立了一支較高素質(zhì)的師資隊伍，鼓勵他們從事學(xué)生拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，并采取措施確保一批優(yōu)秀的專業(yè)教師和學(xué)科帶頭人承擔專業(yè)核心課程教學(xué)與學(xué)生科研指導(dǎo)工作。此外，學(xué)院還聘請了高水平的校外師資對學(xué)生進行專業(yè)指導(dǎo)，形成了一支規(guī)模適宜、知識結(jié)構(gòu)合理的較高水平指導(dǎo)教師隊伍。

為確保落實導(dǎo)師制，學(xué)院為每位學(xué)生配備一名高水平指導(dǎo)教師。同時，學(xué)院還聘請責任心強的年輕優(yōu)秀教師作為輔導(dǎo)員，保持與學(xué)生的密切聯(lián)系，協(xié)同指導(dǎo)教師解決學(xué)生在學(xué)習、心理和生活等方面的困難。

（3）入選學(xué)生的管理

學(xué)生管理采用教師管理和學(xué)生自主管理相結(jié)合的方式進行。實驗室制定了日常打卡制度，每周的實驗室學(xué)習工作時間小于40小時將被警告。學(xué)生入選后，教師首先將學(xué)生按其興趣和專業(yè)知識結(jié)構(gòu)分成若干課題組，課題組日常管理由業(yè)務(wù)和組織能力出眾的高年級學(xué)生組長負責。團隊指導(dǎo)教師則根據(jù)各自的專業(yè)研究方向和特長負責指導(dǎo)相應(yīng)的課題組，并對各課題組制定相應(yīng)的督促和考核機制。

為增強團隊凝聚力和集體榮譽感，做到勞逸結(jié)合，各課題組還定期組織學(xué)生參加文娛活動和聚餐。

（4）入選學(xué)生的培養(yǎng)

進入創(chuàng)新實驗室初期，學(xué)生自主學(xué)習完成指導(dǎo)教師布置的任務(wù)，實驗室定期舉辦學(xué)習成果交流與經(jīng)驗分享會，然后教師定期對學(xué)生學(xué)習效果進行考核，根據(jù)考核結(jié)果和項目需求針對特定知識點查漏補缺，再進行授課培訓(xùn)。學(xué)院會定期聘請國內(nèi)知名專家、海外名師和企業(yè)工程師，針對學(xué)科前沿課題與先進技術(shù)舉辦學(xué)術(shù)講座和短期培訓(xùn)，邀請企業(yè)兼職導(dǎo)師就項目研發(fā)進行具體指導(dǎo)，并組織學(xué)生進入省內(nèi)外高水平實習基地領(lǐng)略企業(yè)文化、學(xué)習先進技術(shù)。

與此同時，學(xué)院還鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生程序設(shè)計競賽、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計大賽、“藍橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽和“電工杯”數(shù)學(xué)建模競賽等與本學(xué)科相關(guān)的競賽，并指導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)研究和工程實踐所取得的成果歸納總結(jié)后，撰寫科研論文、申報專利和計算機軟件著作權(quán)。

2.3 實施成效

近年來，長沙學(xué)院在計算機學(xué)科的各個學(xué)生創(chuàng)新實驗室中吸納的優(yōu)秀學(xué)生共保持在60名左右。根據(jù)這些學(xué)生的特長和興趣，引導(dǎo)他們在人工智能、機器學(xué)習、機器人、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)空間安全等領(lǐng)域開展學(xué)習、研究和系統(tǒng)研發(fā)工作，已初步探索出一套行之有效的管理和指導(dǎo)模式，并已取得較好的培養(yǎng)效果。這些學(xué)生在學(xué)科競賽、創(chuàng)新研究與項目研發(fā)等方面成績突出，獲得了校內(nèi)外各方的認可與肯定。在學(xué)科競賽方面，近幾年長沙學(xué)院的競賽成績在湖南省同類院校的計算機學(xué)科中名列前茅，僅在2017—2020的四年期間，長沙學(xué)院計算機工程與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院學(xué)生共獲得各類省級以上學(xué)科競賽獎148項，其中國家級獎58項，省級一等獎20項。近三年來學(xué)生共發(fā)表科研論文15篇，其中SCⅠ論文1篇，獲得計算機軟件著作權(quán)18項，獲得立項的省級以上學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目10項。此外，學(xué)生的考研深造質(zhì)量逐步向好，如2018屆攻讀研究生學(xué)位的學(xué)生就讀院校有北京師范大學(xué)、中南大學(xué)、東北大學(xué)、湖南大學(xué)等高校。與此同時，畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量也得到了穩(wěn)步提高，近幾年畢業(yè)生的就職單位包括騰訊、阿里巴巴、字節(jié)跳動、小米、網(wǎng)易、迅雷、新浪、中國中車和廣州海關(guān)等國內(nèi)知名企事業(yè)單位。

3 未來構(gòu)想

其實，長沙學(xué)院目前在學(xué)校層面尚未制定拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的相關(guān)政策。本研究考慮擇機向?qū)W校建議成立“計算機學(xué)科英才計劃班”，建議被采納后立即制定專門的計算機學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，選派頂尖的教師授課，在低年級通過開展更扎實的基礎(chǔ)課學(xué)習，開設(shè)低年級討論班、讀書班、學(xué)術(shù)講座，強化教師對學(xué)生的指導(dǎo)等方式，以夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)興趣，并爭取這部分學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下盡早開始進行科研和項目開發(fā)的初步訓(xùn)練。在高年級階段，則要通過開設(shè)高水平的具有學(xué)科基礎(chǔ)、前沿和交叉特點的研究性課程、高年級讀書班與討論班，舉辦前沿課題學(xué)術(shù)講座與國際學(xué)術(shù)交流活動，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行個人或小組科學(xué)研究與綜合應(yīng)用項目開發(fā)等舉措，夯實學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識，拓寬其學(xué)術(shù)視野，提高其研究開發(fā)與創(chuàng)新能力［5］。

同時建議學(xué)校出臺相關(guān)政策，鼓勵各教學(xué)實驗室、各級重點實驗室、工程技術(shù)中心，特別是實驗教學(xué)示范中心、人文學(xué)科重點研究基地等全面對入選學(xué)生開放，并努力創(chuàng)造條件為學(xué)生的學(xué)習與科學(xué)研究項目開發(fā)提供更有力的支持。

4 結(jié)論

根據(jù)長沙學(xué)院的辦學(xué)定位和計算機學(xué)科的專業(yè)特色，經(jīng)過六年探索，學(xué)院在計算機學(xué)科學(xué)生拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方面取得了初步成效。主要實施舉措包括以下幾方面：（1）精心選拔人才，指派優(yōu)秀導(dǎo)師；（2）將拔尖創(chuàng)新人才納入教師的科研團隊，參與科學(xué)研究和實際項目研發(fā)；（3）鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽；（4）培養(yǎng)其科研成果歸納總結(jié)能力，指導(dǎo)其撰寫科研論文、申報專利和計算機軟件著作權(quán)；（5）指導(dǎo)其申報大學(xué)生研究性學(xué)習和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新性實驗計劃項目，形成集教學(xué)科研融合、校企融合、以賽促教、以賽促學(xué)于一體的全新育人模式。實踐結(jié)果表明，這些舉措實施對提高計算機學(xué)科學(xué)生拔尖創(chuàng)新人才的綜合素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力有較大的促進作用。