基于產出導向科教融合的“信息系統實訓”課程教改研究

吳 俊

北京郵電大學經濟管理學院，北京 100876

以云計算、大數據和人工智能為代表的新一代信息技術快速發展，為把握新時代對高等院校科研教學要求，積極應對產業范式變革，需要積極構建創新導向的人才培育體系。一方面，隨著專業教學改革的深入，實踐教學的重要性與日俱增，基于學習產出的教育模式（OBE）開始在工科院校實踐課中應用[1]；另一方面，社會對復合型人才的要求不斷提升，以科研促進教學，開展研究型教學實踐已成為教學改革的重要部分[2-3]。2018 年8 月，教育部協同財政部、國家發展改革委聯合出臺《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》（教研〔2018〕5 號）指出，學科建設要以人才培養為中心，支撐引領專業建設，推進實踐育人，積極構建面向實踐、突出應用的實踐實習教學體系。

當前信息管理類人才的培養存在著重教師課程教學、輕學生學習產出，重知識傳授、輕綜合應用與創新能力培養的問題，這與飛速發展的技術和變化的產業環境形成鮮明對比。為適應各行各業對應用型、創新型和復合型人才的要求，將產出為導向的OBE 教育理念與科教融合的人才培養方式結合，開展實踐教學課程建設成為深化專業教育的重要方向[2]。本文以北京郵電大學經濟管理學院開展的本科生“信息系統實訓”實踐教改課為例，說明如何推進實施以學生學習產出為導向，具有科教融合特色的實訓類教學改革，完善理論與實踐結合、教學與科研相互促進的課程體系。

1 產出導向，科教融合的實踐課程培養思路

實踐性教學是以學生為中心，以產出為導向的創新型人才培養的重要載體，傳統的信息管理與信息系統專業課程存在著理論性課程與實踐性課程銜接不緊的情況，只關注教學進程，而忽視學生學習結果。一方面，專業前沿知識跟不上新興技術與產業應用的發展節奏，教師的科研經驗難以融入學生的教學內容；另一方面，知識傳授較為發散，難以培養學生有效應對復雜問題，綜合應用所學創新解決問題的能力[3]。為此，北京郵電大學經濟管理學院嘗試以學生的學習產出為中心，提出“科教融合，實踐育人”的信息系統開發實訓培養思路。力求將原各實踐環節散碎的實驗內容設計聯結成問題導向明確、創新探索突出的項目化行動式學習，通過實訓問題懸賞，項目分組演練和成果展示匯報，一方面，讓學生的信息系統開發實踐及創新能力在干中學、學中干的螺旋式交互中有效提升；另一方面，將指導教師主持的國家級科研項目、大創課題項目等融入實訓選題，讓部分具有研究潛質的學生熟悉從文獻查找、技術選擇到算法實現的完整過程，培養他們科研動手能力和科研探索精神。此外，每次的實訓成果也將為科教融合的研究型實踐提供鮮活的教學案例。

2 科教融合的實訓內容設計

不同于傳統的實踐教學，科教融合的信息系統實訓課程旨在培養學生分解復雜問題，探索解決方案的研究與創新能力。在內容設計上具有6 個主要特點：①問題導向，知識應用。通過設置若干來源實踐問題的練習，讓不同層次的學生主動選擇感興趣的命題，構建解決問題的知識棧和技能棧。②鼓勵探索，勇于試錯。動員學習和動手能力強、有研究潛質的同學選擇有挑戰性、帶研究性質的任務，指導教師和研究生助教在過程中指點，在試錯中找到正確方向。③快速學習，敏捷開發。要完成實訓任務，需要學生綜合應用已學知識，快速自學一些新知識，通過分析—設計—開發的不斷迭代才能在限定期限完成。這樣的演練很大程度上是對企業生產實踐的仿真，強化學生主動求新知的意識。④能力互補，團隊協作。實訓練習以項目組方式推進，組長和組員在項目化演練中加強了解，促進各自知識與能力的互補。⑤過程留痕，項目管控。整個實訓持續一周時間，學生的過程文檔、代碼、設計圖等都將上傳網絡平臺，確保項目管理過程有跡可循，階段任務循跡可索[4]。⑥成果多樣，價值實現。根據任務性質和不同難度，實訓交付成果除了統一的實訓報告外，還有展示PPT、宣講視頻、可運行的系統原型、待完善論文等，讓學生有十足的成就感，也滿足不同水平學生差異化的成果要求。根據信息管理與信息系統專業培養目標及學生認知程度，按照任務導向和研究導向兩個層次設置信息系統實訓課任務選題，如表1 所示：

表1 信息系統實訓課程內容分層設計

可以看到，實訓內容采取分層教學設計，分別設置了系統設計開發類實踐和科教融合類實踐選題，前者以任務為導向，通過組建6 ～7 人的小組，多元化運用專業課所學知識與技能，完成中小型信息系統的設計與開發，并部署在騰訊云服務器上方便訪問查看；后者以研究為導向，整合具有研究潛質的優秀學生，以完成指導教師的科研課題子任務為目標，通過文獻查閱、研究設計、數據采集與分析等形式，強化培養學生自主創新意識和探索未知領域的興趣。進一步地，實訓課上結成的科研小組可以在實訓結束后延伸為師生科研共同體，持續發揮學生的主觀能動性和創造性。

3 項目化的行動學習實訓過程

鑒于實訓內容分層設計，涉及信息系統設計與開發、數據采集與分析等跨領域的知識技能較多，在實訓過程中，嘗試采用項目化的行動學習方式將科研融于實踐，通過組建團隊，創造協同學習環境，將“做中學”與“在反思中學習”相結合，相應地，教師從課堂的“主導者”轉變為“引導者”，學生從課堂的“被動參與者”轉變為“積極參與者”[5]。整個項目化行動學習實訓流程如圖1 所示：

圖1 信息系統實訓項目化行動學習流程

伴隨實訓推進的是教學手段和科教融合路徑的探索性嘗試。在教學手段改革環節，通過線上線下融合，開展線上互動+線下研討的混合式教學。將實訓指導書做成互動式電子講義放在云平臺上，方便學生提前閱讀，自行選題，并自由組隊。實訓啟動初期，教師在線下就技術難點和要點做講解與提示，指引各組確定分析思路與技術路線，實訓臨近結束時，對各組交付成果與匯報進行點評和總結，幫助學生提升知識和技能水平。實訓結束后，學生開發的信息系統原型部署在騰訊公有云環境，方便回溯查看。

在科教融合改革環節，一方面開展研究性實踐，將教師承擔的科技部國家重點研發計劃項目分解為本科生能夠承擔的子任務，帶領具有研究能力的優秀學生形成科研共同體，基于任務情境，開展算法設計優化，撰寫研究論文；另一方面，與國內商業智能領域知名軟件提供商帆軟公司合作，將實訓成果與數據可視化分析比賽銜接，不僅挖掘學生的數據分析潛能，也讓學生在競賽中獲得成長激勵，增進學習興趣。通過上述“科研融入實訓，校企合作實訓”的做法，不僅培養了高年級本科生后備科研力量，也密切了校企雙方“產教融合”聯系。對參與的學生而言，形式多樣的實訓內容、分層設計的任務選題，讓學生在“干中學、學中干”，補足專業知識不足，充實信息系統開發與數據分析技能，形成數據驅動、技術賦能的復合型知識體系。

4 科技融合的教改實踐效果

從2017 年春季學期開始，相繼為經管學院信息管理與信息系統專業2015—2018 級本科生開設“信息系統實訓”，參與實訓學生共計309 人，實訓結束后收集了學習效果的問卷調查。超過93.8% 的學生認為短短6 天的實訓開發受益較大，以項目團隊方式進行，不僅提高了自身綜合應用所學知識分析問題和解決問題的能力，也培養了團隊協作意識。其中近40% 的學生認為自己的數據分析和系統設計開發能力有較大提高，這顯示出本課程對于提高學生科研能力具有積極的作用。有92% 的學生認為實訓課程具有較強的實用性，對未來的工作或讀研有很大幫助。此外，先后有數十位同學參加科研項目實踐，撰寫研究論文、研究報告近十篇，獲得不同層次的競賽獎勵、知名期刊錄用等，大大增進了優秀學生對學科前沿研究的興趣。

5 未來展望

隨著科技創新成為驅動中國經濟轉型升級和可持續發展的重要動力，實現教研融通、跨學科交叉融合將成為新時期高校專業教育的重要方向。北京郵電大學經濟管理學院本科生“信息系統實訓”實踐課程教改的實施，目的是打通科研與教學通路，通過開展以行動學習、項目化演練為特征的產出導向實訓，打造具有科教融合特點的專業課程體系。未來的課程教改還可以從以下幾方面延展：首先，從商業應用與技術實踐兩維度延拓相關課程，豐富數據驅動、技術賦能的實踐課程體系；其次，可以根據學生的興趣偏好，將大數據、人工智能等前沿課題融入實訓內容，拓寬學生的認知視野；最后，進一步探索教研相互促進的協同培養機制，促進信息管理復合型、創新型人才的高質量培養。