能力牽引的計算機類工程應用型人才培養體系

常亮

[摘 要] 針對計算機類不同專業人才培養同質化、學生培養與社會需求脫節、畢業生實踐創新能力不足等問題，構建了以能力培養為核心的計算機類專業工程應用型人才培養體系。將計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力、系統能力貫穿計算機類五個專業的課程體系中;圍繞實踐創新能力，從實驗教學、校企協同、科創競賽、創新創業四個方面構建“一體四翼”實踐教學體系。實踐結果表明，該人才培養體系滿足了信息化時代對計算機類人才培養的要求。

[關鍵詞] 計算機類專業;人才培養體系;計算思維能力;系統能力;實踐創新能力

[基金項目] 2019年度廣西高等教育本科教學改革工程項目“數字經濟視野下計算機類專業新工科建設的研究與實踐”（2019JGZ118）

[作者簡介] 常 亮（1980—），男，貴州赫章人，博士，桂林電子科技大學計算機與信息安全學院教授，博士生導師，主要從事數據與知識工程、隱私保護等研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）20-0129-04? ? ? [收稿日期] 2021-01-16

一、引言

計算機類專業為信息社會發展培養了大批專業人才。隨著云計算、物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等新技術的快速發展和廣泛應用，計算系統不斷呈現出新的特征，對計算機類專業的人才培養提出新的要求和挑戰。第一，如何避免不同高校、不同專業人才培養的同質化，滿足信息化時代對人才差異化和人才多樣性的需求。第二，如何厘清人才培養的主線，抓住人才培養的關鍵，讓培養的畢業生滿足不斷變化的社會需求。第三，如何讓計算機類專業培養的畢業生具有更強的實踐創新能力，成為時代的弄潮兒，引領信息化和數字化時代的發展。

針對以上三個問題，結合桂林電子科技大學的特點，我們對計算機與信息安全學院的五個計算機類專業進行了總體設計，構建了以能力培養為核心的計算機類專業工程應用型人才培養體系，并在辦學過程中進行實踐。實踐結果表明，該人才培養體系效果顯著。

二、構建人才培養體系的總體思路

構建五個專業的人才培養體系時，我們以工程教育專業認證的“學生中心、產出導向、持續改進”三大理念為指導思想，首先根據社會和行業需求以及學校定位和辦學條件等確定各個專業不同的培養目標，將不同的培養目標映射到不同的畢業要求上，進而構建出各個專業不同的課程體系。

5個專業的共同之處都是以培養學生解決復雜工程問題的能力作為核心[1]。由于這五個專業都是依托計算機科學與技術學科進行建設，因此在總體上采納了《高等學校計算機科學與技術專業人才專業能力構成與培養》中提出的計算機類專業人才的4個基本能力[2]。根據實際辦學情況，我們對這4種基本能力重新進行定義。而且，由于5個專業所面臨的人才培養問題空間不同，這4種能力在5個專業上又會體現出不同的要求。此外，由于網絡空間安全是我們重點發展的優勢學科，因此，將“安全”作為一個特色基因融入對系統能力的定義中，進而同時體現到5個專業的人才培養方案中。除了上述4種能力外，我們還特別強調對實踐創新能力的培養。

三、以四種能力培養為主線構建課程體系

構建課程體系時，除了按照工程教育專業認證的理念從畢業要求出發來考量外，我們特別強調將計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力、系統能力的培養貫穿到課程體系中。

計算思維在推動大學計算機基礎教育從“工具論”向“思維論”轉型的過程中發揮了重要作用，但到目前為止，人們并未就計算思維的定義與內涵達成一致[3-6]。構建5個專業的人才培養體系時，我們考慮的計算思維能力主要包括兩個方面：首先，讓“對問題進行抽象—形式化表示—算法求解—分析評估”成為學生解決問題時習慣性的思維模式;其次，讓學生在問題的符號表示、問題求解過程的符號表示、邏輯思維、抽象思維、形式化證明、建立模型、實現類計算、實現模型計算8個方面具備相應的能力[5]。

算法設計與分析能力指具備算法意識，能夠對抽象建模后的問題設計求解算法，并能對算法的可行性和效率進行分析。這個要求對應《高等學校計算機科學與技術專業人才專業能力構成與培養》中定義的算法設計與分析能力的前4個能力點。

程序設計與實現能力指掌握適當的編程語言和相應的程序設計思想與方法，能夠編寫優質的程序來實現算法。程序設計與實現能力是計算機類專業的基本功。計算機類專業的學生除了能夠使用合適的語言編寫程序之外，更要深入理解編程語言背后的分析和設計方法。

系統能力指能夠以系統的觀點并站在系統的全局去認識問題、分析問題和解決問題，并實現對系統的構建、優化和使用[2]。系統能力分為系統認知、系統設計、系統開發和系統應用能力。此外，我們要求在系統設計、開發和應用中充分考慮系統安全。

培養學生以上4種能力的目標是支撐學生能夠解決復雜的工程問題。對于我們考慮的5個專業來說，由于每個專業所需解決的復雜工程問題不同，因此，在對每種能力要求的具體內容和程度上又有所不同，這些不同又進一步體現到課程設置上。

針對4種能力培養，5個專業所設置的核心課程如表1所示。部分課程在5個專業中全部開設;在此基礎上，各個專業再根據各自需要增開其他課程。需要指出的是，表中列出的每門課程不是只用于培養相應的一種能力，而只是放到支撐強度最大的一個能力上。

四、“一體四翼”構建實踐教學體系

實踐創新能力要求學生能夠綜合運用所學知識創造性地解決實際問題。圍繞該核心，我們以實驗教學、校企協同、科創競賽、創新創業4個方面為著力點，構建“一體四翼”實踐教學體系，加強對學生實踐創新能力的培養。