新工科背景下地方本科院校計算機類專業(yè)實踐教學體系改革研究

李 慧，趙子月，高瑞貞

（1.邯鄲學院 信息工程學院，河北 邯鄲 056005；2.河北工程大學 a.信息與電氣工程學院；b.機械與裝備工程學院，河北 邯鄲 056038）

引 言

隨著時代的發(fā)展，“傳統(tǒng)工科”發(fā)生了很大的變化，衍生出了“新工科”[1]36-40。與傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)要求相比較，未來新經濟和新興產業(yè)對工程技術人才提出了新要求，“需要動手實踐能力強、創(chuàng)新能力強、擁有國際競爭能力的高素質復合型的新工科人才”。而高等學校的實踐教學在培養(yǎng)學生的動手操作能力和解決實際復雜問題的能力方面起著非常重要的作用[2]17-20。

從國外各國在實踐教學的人才培養(yǎng)過程中可以看出，很多國家都有了新的模式，發(fā)達國家形成了比較成熟的典型模式：比如美國的產學研合作教育模式、英國的三明治模式、加拿大的工學交替合作教育模式、新加坡的教學工廠模式等等。

在我國，2016 年在高等教育改革創(chuàng)新座談會上，國務院總理李克強提出“注重增強學生實踐能力，培養(yǎng)工匠精神，踐行知行合一，多為學生提供動手機會，提高解決實際問題的能力，助力提升中國產品的質量”[3]162-165，強調深化教育改革，激發(fā)更大活力。高校的實踐教學環(huán)節(jié)是鞏固和深化理論知識的有效途徑，是培養(yǎng)學生掌握科學要領、提高動手實踐能力的重要部分，也是用人單位評價學校培養(yǎng)人才效果的重要指標。面對新時期、新任務，如何深化改革，創(chuàng)新突破，確實任重道遠。

一、地方應用型本科院校計算機類專業(yè)實踐教學中存在的問題

從目前國內大學的專業(yè)設置情況來看，計算機類專業(yè)在新工科專業(yè)的所屬范疇中，而且是實踐性很強的專業(yè)，更加要注重實踐教學。但在計算機類本科人才培養(yǎng)的實踐教學過程中，也呈現出了一些實際的教學問題，比如實踐教學各個環(huán)節(jié)之間缺乏聯系、相對獨立，主要還是停留在偏實驗的環(huán)節(jié)，沒有引入具體的項目案例，貫穿整個課程體系。學生也有惰性，對自我解決問題的途徑和耐心有限，遇到問題時容易退縮，進而產生抄襲的現象[4]222。另外一個就是“硬件”問題，機房網絡不通，有些電腦不能使用，學生需要自備筆記本電腦且無法上網查閱資料，影響學生的自主學習進度和效果，都是實踐教學中存在的問題。

在新經濟發(fā)展與新興產業(yè)需求的驅動下，社會經濟對工程、技術類人才的需求結構和人才規(guī)格也發(fā)生了巨大轉變，根據最新數據統(tǒng)計，在2020 年新一代的信息技術產業(yè)中，人工智能產業(yè)、大數據產業(yè)等社會需要量大。因此，計算機類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐教學體系也勢在必行。

二、項目驅動式的計算機類實踐教學體系設計為實踐教學的開展提供支持

以項目驅動[5]69-71的計算機類實踐教學體系重點在以下幾方面進行改革：（1）認真修訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案，完善人才培養(yǎng)質量標準，建立“以項目驅動”為導向的層次化實踐教學模式；（2）采取線上線下混合模式，以學習者為主體，分析學習者的學習目標、學習態(tài)度、學習習慣等，多層次全方位加強實踐教學，在教學過程中做到“課堂內外相結合、多種形式相互補”，統(tǒng)一精心安排課程實驗、開放性實驗、課程設計、實訓、實習、畢業(yè)設計等。

（一）線上線下一體化混合式實踐教學

目前我校構建了網絡教學環(huán)境，建設了泛雅網絡課程平臺，要求線上線下混合式教學，課下按任務學習線上教學資源，學生可以在手機端的學習通中查看課程，進行簽到，提交作業(yè)，課下互動，自主學習項目，單元測試等。課上完成具體的案例分析、講授、功能代碼的編程實現，并根據任務功能完成情況選取優(yōu)秀學生的創(chuàng)新作法，翻轉課堂，以學生為主體，講解示范。

（二）實踐教學的考核評價

課程考核是教學的一個關鍵環(huán)節(jié)，考試改革實行N+2 過程化考核評價方式，注重過程化教學，不再單一的按筆試評定期末考試成績。以實訓課程為例，學生的期末總成績由平時成績（20%）、實訓報告（20%）、實訓周志（10%）、實訓項目（40%）和答辯（10%）組成，其中，平時成績包括出勤和學習態(tài)度（10%）、作業(yè)（10%）。見表1：

表1.“N+2”成績結構及比例

（1）項目系統(tǒng)設計評價。如果系統(tǒng)按任務書要求完成，設計方案具有合理性與創(chuàng)新性，網站設計界面美觀，調試結果無誤，則滿分40 分；其他情況酌情給分。

（2）實訓報告評價。符合實訓報告格式要求；各部分論述詳略得當；所有圖表是自己認真所畫，不存在雷同。尤其在報告的總結部分，要詳細列出整個開發(fā)過程中出現的為之困惑的難題，并認真寫出完美解決的具體方法和過程。該部分滿分20 分，不滿足要求的酌情扣分。

（3）答辯評價。整個答辯過程，一人一題，按順序上臺陳述開發(fā)系統(tǒng)的每一項具體功能，講解邏輯清晰，條理。答辯完畢后，認真回答老師提問的具體代碼問題，并根據老師要求當場修改調試功能代碼。衣著整潔，舉止文明，尊重教師；聽其他同學答辯時保持安靜；答辯時不超過規(guī)定時間；吐字清晰、觀點鮮明，簡潔、認真、正確地回答評委的提問；答辯材料準備充分；答辯學生答辯態(tài)度認真，并能很好的完成布置的工作；滿足上述條件答辯環(huán)節(jié)10 分，其他酌情扣分。

三、計算機類專業(yè)畢業(yè)設計和實習實訓改革為實踐教學的開展提供動力

畢業(yè)設計是本科教學中最重要的一個綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，是對學生工程能力的一次綜合訓練。計算機類專業(yè)的畢業(yè)設計改革，主要按照企業(yè)實際項目驅動、真題實做、答辯驗收的過程模式。學生從最初的畢業(yè)設計選題入手，均來源于現實生活中的實際項目，包括教師的橫向項目、教師的教科研項目、學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、學科競賽項目等。二是與企業(yè)、行業(yè)合作，在實習前進行企業(yè)級的真實項目培訓。三是大四上學期的學生實訓課，實訓教師和企業(yè)講師以真實的項目教學，對學生培訓。

我校計算機類專業(yè)將實訓各階段中的真實項目與畢業(yè)設計相關聯，比如：在網絡工程專業(yè)中，第一階段：基于PHP 項目的后端開發(fā)；第二階段：基于Vue.js 的前端項目開發(fā)，將二者結合可以開發(fā)完整的前端和后臺系統(tǒng)，作為畢業(yè)設計技術的支撐。學生通過在不同階段的實訓項目中逐步“沉浸”式地訓練，使他們逐步具有更加系統(tǒng)、全面的專業(yè)實踐技能，最終獲得工程應用能力；同時在整個教學過程中，加強學生思想政治教育，運用“潤物細無聲”的案例，用心培養(yǎng)他們的社會責任感，職業(yè)道德、職業(yè)規(guī)范、團隊精神等職業(yè)素質和大國工匠精神。

在實訓課程的內容為畢業(yè)設計所采用的技術服務，學生的實訓過程中就可以利用每個階段的實訓技術完成所對應的畢業(yè)設計系統(tǒng)功能模塊，達到現學現用，極大地提高了畢業(yè)設計完成的質量和效率，促使大多數同學在實訓完成后，畢業(yè)設計系統(tǒng)已完成或完成部分功能模塊。

實訓的答辯過程模仿畢業(yè)設計的答辯過程，讓每位學生都能從實訓答辯的內容、形式、態(tài)度等方面，身臨其境感受畢業(yè)答辯的嚴肅和嚴謹，更能促進學生心理狀態(tài)的調整，認真完成各項任務。最后，教師總結學生的項目完成過程和成品效果，指出項目中存在的問題，對項目作品從設計思路、創(chuàng)新性、文檔的規(guī)范性等方面評價，選出優(yōu)秀項目作品，以激發(fā)學生的競爭意識和榜樣力量。

在實訓教學的教學材料準備方面，我院制定了一系列的實訓教師文件，主要有實訓教學任務書、課程標準、考試大綱、教案、實訓教學實施計劃、實訓案例、實訓教學總結、實訓指導書、實訓教學日記等，以便實訓工作的順序實施。近幾年我院引進多家企業(yè)高級講師培訓前沿技術，比如北京中公教育科技有限公司、北京百知教育科技有限公司等，培訓的內容有大前端開發(fā)、EMS 管理系統(tǒng)、電商平臺、網絡安全運維、網絡安全、大數據云平臺等內容，為學生快速適應企業(yè)崗位打下堅實的技術保障和心理基礎。

四、加強雙師型教師的培養(yǎng)是保證實踐教學質量的重要環(huán)節(jié)

重視“內培外引”的實踐教師培養(yǎng)，一方面積極“請進來”具有豐富實戰(zhàn)開發(fā)經驗的IT 企業(yè)工程師，作為學院實踐教學的外聘授課教師，將當前企業(yè)最常用和最典型的技術應用于案例教學中，帶領學生完成整個實際項目的開發(fā)全過程；同時，讓計算機類專業(yè)教師全程跟隨聽課學習。另一方面積極選派培養(yǎng)實踐教學教師去企業(yè)參與開發(fā)學習，并建立“傳幫帶”的內在機制。

學院每年有計劃地聘請經驗豐富的企業(yè)資深講師擔任計算機類專業(yè)實訓教師，將企業(yè)的前沿實用技術引入到教學中，在具體的實踐教學中擔任主講教師。此外，學院還鼓勵支持教師參加企業(yè)鍛煉，提高教師終身學習的自覺性。同時，學校對教師在績效考核、職稱評定、成果獎勵等方面政策支持，對論文、項目配套經費、競賽、企業(yè)實踐鍛煉時間等進行量化考核和評價，實行激勵機制，支持不同教師發(fā)揮個人優(yōu)勢。疫情期間教師也可以參加線上企業(yè)培訓和會議，學習各種前沿技術內容，不斷提升自己的專業(yè)技術水平。

五、進一步加強校內實驗室和校外實習實訓基地建設

在實訓硬件配套方面，要充分整合原有實訓課程的實驗資源，建立專門的實訓實驗室，配備專門的硬件設備，安裝專業(yè)的應用軟件系統(tǒng)，并把這些專業(yè)實驗室實實在在地開放給學生使用。

為了充分發(fā)揮實訓實驗室的運行作用，必須制定合適的實訓實驗室運行模式，合理調整實訓時間，分層次、分階段實施。實驗室管理機制完善后，還可以建立開放式培訓實驗室。

隨著計算機行業(yè)的快速發(fā)展，單純依靠高校自身實驗室的建設已不能滿足實踐教學的需要。因此，在培養(yǎng)計算機專業(yè)應用型人才的過程中，要從“合作共贏、共同發(fā)展”的角度，與行業(yè)接軌，合作建設校內外實驗室和實訓基地，讓學生學習到更多的前沿技術。

目前我院的校外實習基地建立了幾十家，已經簽署了共建實習基地協(xié)議，為即將畢業(yè)的學生的實習提供了保障。目前在選取實習基地方面，盡量為學生提供實習工資，讓有技術水平的學生，不僅能得到實習，而且對具有創(chuàng)新性工作的崗位，讓學生得到報酬，更能激發(fā)學生學習新技術，知識就是力量的激勵和動力。

六、積極鼓勵“以賽促學”的激勵創(chuàng)新實踐教學發(fā)展模式

從學科競賽出發(fā)，以計算機類專業(yè)導師制學生為培養(yǎng)對象，從大一開始根據學生的興趣分類分方向培養(yǎng)。低年級學生主要積極培養(yǎng)學生的學習興趣和動力，鼓勵學生參加各類全國性的選拔賽和大賽，提升編程能力和培養(yǎng)算法素養(yǎng)，高年級學生則通過程序設計實訓和項目實踐讓學生積累實踐經驗，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)，提高實戰(zhàn)能力。通過整個過程的實踐鍛煉，學生將在各類學科大賽中涌現出更多優(yōu)秀的作品，以點帶面促進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實踐。

目前，計算機類專業(yè)主要參加中國大學生程序設計競賽、“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽、中國“互聯網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等項目，采用“項目驅動教學法”，以賽促學。我院通過開展本科生導師制、啟航書院、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)社團建設等多種形式的教學手段引導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情。在訓練過程中，采用“組長負責”，每周定期召開會議，以比賽任務驅動學生自主實踐學習，匯報進程。同時，將現有的優(yōu)秀學生團隊負責人轉變?yōu)閹熧Y力量，以“老帶新”方式培訓傳承下一屆學生，傳授新知識、新技能。通過學科競爭培養(yǎng)創(chuàng)新人才，通過學科競爭培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，通過學科競爭激發(fā)學生的學習積極性，增強學生的自主學習動機和科研創(chuàng)新意識，不斷提高人才的核心競爭力。

七、實踐效果

我校計算機類專業(yè)實踐教學體系建設了一支優(yōu)秀的實踐教學師資隊伍，建立了“以競賽促學習”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，積累了一批特色培訓案例資源，豐富了校企合作共建的資源，取得了良好的教學效果。

在就業(yè)方面，按照實踐教學中實訓案例教學方法，我們在兩屆學生中進行了試點，教學效果比較好，通過結課后的學生調研，大部分學生都有很多收獲，成就感比較強，且能夠在第七學期完成較大規(guī)模的軟件目開發(fā)并感受企業(yè)崗位測試，不但為馬上畢業(yè)找工作單位提供經驗，也為能將所學專長為社會服務而欣慰。計算機類專業(yè)學生近幾年的就業(yè)率比較高，且有部分學生在第八學期的實習期間就已經被企業(yè)錄用，實習工資高達萬元。

在社會實際項目開發(fā)方面，經過近幾年的教學改革，計算機類專業(yè)的本科畢業(yè)生基礎理論知識扎實，開發(fā)應用能力較強，到工作崗位后適應期短、業(yè)務能力強，受到用人單位的廣泛好評。一些技術能力強的學生，在校期間開發(fā)學校實際項目，如邯鄲學院教學質量投票系統(tǒng)，邯鄲學院藝術衫自助定制系統(tǒng)等，已經投入使用，效果良好。

在畢業(yè)設計方面，由于實訓課結束就開展畢業(yè)設計，學生可以從實訓案例中學習項目開發(fā)的整個過程，為畢業(yè)設計的完成打下堅實的技術開發(fā)基礎和保障。經過幾年的建設，團隊教師每年指導的畢業(yè)論文有多篇被評為優(yōu)秀畢業(yè)論文。

近年來，在計算機類實踐教學體系和創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面的研究與實踐成果也比較明顯。實踐教學團隊獲得邯鄲市優(yōu)秀教育科研成果一等獎，發(fā)表教研教改論文3 篇，出版教材3 部，獲批省市級各類教學研究項目10 項。

自2016 年組織參加全國各類大學生本科學科競賽以來，計算機類專業(yè)學生參賽人數達到上千人次，也取得了較好的競賽成績。在“藍橋杯”大賽中獲得了5 項全國總決賽二等獎，10 項三等獎，23 項河北省一等獎等多項獎項，位居全省高校前列。在中國大學生程序設計競賽中獲得多項省級獎項，中國“互聯網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中，獲得13 項河北省銅獎。一些贏得比賽的學生有考取研究生去了國內知名的大學繼續(xù)深造，直接就業(yè)的大部分學生受雇于知名IT 企業(yè)和重要部門，社會對我校培養(yǎng)的學生給予了較高的認可和贊揚，人才培養(yǎng)的數量與質量都有了很大的提升。

結束語

綜上所述，改革是永恒的課題，也是一項長期的教學任務。而實踐教學改革是一個系統(tǒng)工程，是本科應用型教學改革的最關鍵、最艱難部分。在今后的本科教學過程中，一切從有利于學生的成長角度考慮，只要學生能有收獲，我們所做的努力都是值得的。積極探索，勇于實踐，經常反思不足，總結經驗，努力提升和完善教學藝術和人格魅力，為應用型地方院校培養(yǎng)出更多優(yōu)秀工程應用型人才而不斷地創(chuàng)新探索。