新工科背景下地方本科院校計算機科學與技術專業(yè)改造升級探索

蔣正鋒，韋艦晶

（1.廣西民族師范學院，廣西 崇左 532200；2.廣州商學院，廣東 廣州 510000）

為提高國際綜合競爭力，我國提出了“中國制造2025”的宏觀計劃，新能源技術與新通訊技術的科技革命及其相互融合，將為人類的生產方式帶來根本性轉變，改變現有的產業(yè)分工與體系格局，并對工程與工程人才的概念進行重新定義。

隨著新一輪科技和產業(yè)革命驅動而形成的新型經濟，給我國的高等教育帶來了新的挑戰(zhàn)。第四次工業(yè)革命的浪潮即將來臨，我國提出“互聯(lián)網+”“一帶一路”倡議和“中國制造2025”等一系列重要發(fā)展戰(zhàn)略，對工程技術人員在知識、能力、技能、職業(yè)素質與科技視野等方面提出了新的要求，傳統(tǒng)工科專業(yè)將面臨新的機遇、新的挑戰(zhàn)。這就要求我國高等工科院校應培養(yǎng)適應新經濟快速發(fā)展的工程創(chuàng)新人才。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，形成“‘新工科’建設復旦共識”，開啟我國新工科教育的探討[1-2]。2017年4月8日，教育部在天津大學召開“新工科”建設研討會，形成了“新工科”建設行動路線（“天大行動”），提出“新工科”建設目標：“2020年形成‘新工科’建設的新模式，能主動適應新技術、新產業(yè)、新經濟的發(fā)展；到2030年，形成具有中國特色、世界一流工程教育體系，有力支撐國家新型創(chuàng)新發(fā)展；到2050年，形成領跑全球工程教育的中國特色模式，建成工程教育強國，成為世界工程創(chuàng)新中心和人才高地。”為適應新經濟、新產業(yè)發(fā)展的需要，我國工程技術教育面臨著一場深刻的變革，加快新工科建設，培養(yǎng)能面向未來、具有扎實的理論基礎、較強的實踐動手能力，以及工程創(chuàng)新意識的科技人才。

新工科的“新”是一個廣義的、動態(tài)的概念，大致可以從“存量更新”和“增量補充”兩方面來看待，在新工科的三類學科專業(yè)中，新型工科專業(yè)屬于“存量更新”，新生和新興工科專業(yè)屬于“增量補充”[1-3]。應用型地方本科院校傳統(tǒng)的、現有的計算機科學與技術專業(yè)必須及時改造升級為“存量更新”的新型工科專業(yè)[4-5]。為了應對新經濟的挑戰(zhàn)，服從國家戰(zhàn)略，滿足產業(yè)未來發(fā)展的需要，處于西南邊疆少數民族地區(qū)的廣西民族師范學院也要積極行動，通過信息化、智能化的其他學科的滲透而轉型、改造和升級并形成新型工科專業(yè)[6]，使培養(yǎng)的人才能適應新行業(yè)的需求，能解決實際復雜的工程問題，提高學生的就業(yè)競爭力。

一、計算機科學與技術專業(yè)發(fā)展現狀

（一）缺乏對新工科建設專題的充分研討

當今世界正處于百年未有之大變局，是機遇也是挑戰(zhàn)，當下的發(fā)展形勢對新時代的高等教育提出了更高的要求。地方本科院校應緊跟形勢，進一步統(tǒng)一思想，主動作為，討論和探索新工科教育的科學性、先進性、革命性，以及顛覆性，找到傳統(tǒng)計算機科學與技術專業(yè)在新工科建設背景下存在的問題，找準與新工科背景下對人才要求的差距，形成切實可行的方案，培養(yǎng)面向未來的卓越、創(chuàng)新型工程人才。而計算機科學與技術專業(yè)新工科建設的方案、體系設計、建設路徑等方面需開展多次專題討論才能逐漸完善，師資隊伍建設、課程體系建設、質量保障體系等方面的具體落實同樣需要多次討論。充分討論才能使地方本科院校更加透徹理解新工科建設的內涵，確保計算機科學與技術專業(yè)改造升級后培養(yǎng)的人才不偏離新工科背景下企業(yè)對人才需求的大方向。

（二）實踐教學體系離散化

地方本科院校傳統(tǒng)計算機核心課程的實踐教學存在實驗內容零碎且離散、課程之間實驗內容弱關聯(lián)、實驗規(guī)模和難度與實際的工程應用方面脫鉤等問題。整個實踐教學體系處于離散化的狀態(tài)，無法形成一個有效的整體，最終導致的結果是計算機科學與技術專業(yè)核心課程實驗目標離散、設計的實驗內容之間關聯(lián)與融合度不夠、實驗的規(guī)模和系統(tǒng)性不強，弱化了對學生進行系統(tǒng)性思維與實踐能力的培養(yǎng)和訓練。實踐教學在整個教學體系中是極為關鍵的一個環(huán)節(jié)，影響專業(yè)人才培養(yǎng)的質量。雖然每年在實踐教學方面，教師都不斷地進行教學改革與創(chuàng)新，但現階段受傳統(tǒng)教育理念的影響，培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的教學模式在新工科背景下有待進一步改革。

（三）校企淺層合作

新工科背景下企業(yè)對應用型人才的要求越來越高，需改革地方應用型高校現有的人才培養(yǎng)模式，深化推行校企合作的人才培養(yǎng)模式[7-8]。校企合作是地方本科院校建設應用型本科的內在要求，而大部分地方本科院校的校企合作仍處于淺層次合作關系。現階段校企合作大多以短期合作為主，一方面，學校通過與企業(yè)合作提高學生的就業(yè)率，但忽視企業(yè)品質、利益等因素；另一方面，某些企業(yè)為了追求短期的商業(yè)利益，盲目與高校進行合作，最終導致校企雙方缺乏后續(xù)的深度合作。地方企業(yè)參與共同制定人才培養(yǎng)方案、評價考核方案的意識不強，動力不足，未構建起校企共同辦公的機制，高校和企業(yè)無法形成有效的對接，學生學到的理論知識和實際的實踐操作脫節(jié)，培養(yǎng)的學生不符合企業(yè)對專業(yè)人才的要求。雖確立了校企合作關系，但高校和企業(yè)的合作并沒有真正達到產教融合的程度，校企合作模式有待進一步探討。

（四）學科交叉未真正融合

新工科背景下解決復雜工程問題對人才培養(yǎng)質量提出更高的要求，而單學科或多學科交叉未真正融合，無法滿足新工科背景下企業(yè)對工程人才的要求[9]，地方應用型本科院校在新工科背景下應抓住改革轉型的機遇，探討和分析計算機科學與技術專業(yè)升級改造和多學科、多領域融合的過程中可能會遇到的各種難題，并預先提出解決方案，為地方應用型本科院校計算機科學與技術專業(yè)在新工科背景下的多學科交叉融合建設提供可參考的理論指導[10]。但在國內新工科建設可借鑒的經驗少，沒有現成的解決方案，特別是地方應用型本科院校，問題更為突出，如在資金、人才引進、跨學科師資和生源質量等方面都存在問題，要真正做到學科交叉融合還面臨諸多的挑戰(zhàn)，需要高校、企業(yè)和國家層面的合作，真正解決好這個問題。

二、改造升級探討

（一）調研與專題研討新工科建設

廣西民族師范學院成立了計算機科學與技術專業(yè)改造升級指導委員會，包括計算機類專業(yè)授課教師、負責教學管理的副院長，以及學院院長等人員。專業(yè)改造升級指導委員會成員深入了解國家政策，廣西省、鄰近的珠江三角洲經濟區(qū)新經濟、新產業(yè)發(fā)展態(tài)勢，把握新一代信息技術產業(yè)、前沿產業(yè)等對工程技術人才的需求。調研招聘網站發(fā)布的有關計算機類崗位人才需求的招聘信息，分析政府部門、企業(yè)和事業(yè)單位對專業(yè)人才的技能要求，收集已畢業(yè)學生提供的求職反饋信息，對崗位能力要求進行分析。委員會成員應提升計算機科學與技術專業(yè)改造升級成新工科專業(yè)的建設能力，參加全國各種新工科建設的研討會，借鑒其他高校的經驗，明確計算機科學與技術專業(yè)改造升級過程中存在的各種問題并提出具體解決措施，圍繞專業(yè)升級改造階段性目標，加強具體實施的專題研討與設計，不斷完善改造升級成新工科的建設方案，逐步構建符合新工科要求的人才培養(yǎng)體系。委員會以專業(yè)改造升級新工科建設方案為中心，在關鍵教學要素，如學生培養(yǎng)、師資隊伍、教材建設、教學改革、教學質量評價與保障等方面深入討論，理解計算機科學與技術專業(yè)改造升級的內涵，最終形成一套改造升級的有效機制。

（二）實踐教學體系一體化教學模式

計算機科學與技術專業(yè)改造升級后，要培養(yǎng)實踐動手能力較強、具有工程創(chuàng)新意識的專業(yè)工程人才，要求理論知識與實踐操作有效聯(lián)動，且開設的實踐教學課程之間形成一體化體系。培養(yǎng)方案中，實踐教學部分引入計算思維、工程思維和設計思維，構建計算機科學與技術專業(yè)校內實踐教學模式。這是一種以計算思維培養(yǎng)為基礎，以通過學生參與企業(yè)項目、教師科研項目及學科競賽等方式培養(yǎng)學生的工程思維為核心，以通過創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目來逐步培養(yǎng)學生創(chuàng)新、設計思維為目標的一體化實踐教學模式。校內與專業(yè)基礎課程和專業(yè)核心課程相關的實驗內容可以鍛煉學生的實踐能力，將實際問題建立成數學模型，提升學生基于計算思維解決問題的實踐能力。通過參與實戰(zhàn)項目、企業(yè)項目訓練學生系統(tǒng)解決實際復雜工程問題的能力，較早參與實際工程項目的設計與開發(fā)，具備工程思維能力，為以后的就業(yè)奠定良好的基礎。通過創(chuàng)新平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。教學實踐已證明，融入計算思維、工程思維和設計思維的一體化實踐教學培養(yǎng)方式，對于提高學生解決復雜工程問題的能力及創(chuàng)新能力有積極的促進作用。

（三）校企深入合作

校企整體的合作模式中政府作為重要主體的參與不可或缺[7-8]，三方主體都要明確自身職責與利益。地方本科院校明確人才培養(yǎng)目標，結合企業(yè)的需求設置課程，是學校進行課程改革的重要依據，同時聘請企業(yè)技術骨干到校進行專業(yè)核心課程授課、舉辦專業(yè)知識與技術的講座

，共同積極探索校企共同培養(yǎng)學生的途徑。

高校著力提升學生的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)的質量，對校企合作有促進作用。地方本科院校主動出擊，與行業(yè)企業(yè)共建校外人才培養(yǎng)實訓基地、孵化基地和協(xié)同創(chuàng)新中心，高校和企業(yè)就學生狀況、行業(yè)發(fā)展情況及企業(yè)人才需求方面進行探討，發(fā)現其中的問題，制定相關的對策。企業(yè)和高校共同設定人才培養(yǎng)目標。高校聘請合作企業(yè)的資深專家組建專業(yè)建設委員會，使人才培養(yǎng)目標與社會及崗位需求相適應，采用校企定期互訪、研討等方式逐步明確人才培養(yǎng)目標及要求，最后共同合作制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案，考慮實際情況，定期適當調整人才培養(yǎng)方案。高校邀請企業(yè)和專業(yè)教師共同編寫教材，同時賦予企業(yè)一定的決策權，提高企業(yè)與地方本科院校繼續(xù)合作的意愿，體現企業(yè)自身參與高等教育的價值，也讓企業(yè)感覺到通過校企合作能豐富企業(yè)內涵、提升企業(yè)競爭力，這樣高校和企業(yè)才能形成長期穩(wěn)定、深入且積極的合作關系。

（四）學科交叉融合

傳統(tǒng)理工思維的計算機科學與技術專業(yè)通過多學科的交叉來實現專業(yè)交叉融合的培養(yǎng)模式[9]，以期解決新工科背景下工程問題對專業(yè)人才質量要求的問題。根據計算機科學與技術專業(yè)多學科交叉融合的需求[10]，首要任務是師資交叉，探索多學院協(xié)調深度合作共建師資隊伍的新模式，通過師資交叉的途徑，實現學科交叉的真正融合，通過招聘、吸收、轉型、進修和共建等方式，探索師資交叉隊伍全面與健康發(fā)展的機制與措施。全方位與企業(yè)合作，共同制定培養(yǎng)方案、共同編寫教材、共同指導學生畢業(yè)論文寫作，以及進行雙師型師資力量的培訓，推動計算機科學與技術專業(yè)的發(fā)展，推進多學科交叉融合。

新工科背景下，地方應用型本科院校現有的計算機科學與技術專業(yè)根據學校歷史文化、學生生源、就業(yè)去向和人才培養(yǎng)定位等特點及時改造升級為“存量更新”的新型工科專業(yè)。立足新理念、新要求和新途徑的新工科建設，依據制定人才培養(yǎng)方案的工作流程，通過信息化、智能化或其他學科的滲透而轉型、改造和升級，設計多學科交叉融合，完善以培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才為目標的培養(yǎng)方案。高校通過推行經過充分討論、多次修改的具有新工科特色的培養(yǎng)方案，加強工科學生對工程實際的了解，提高其工程設計能力、計算分析能力、復雜工程問題解決能力、跨學科交叉融合知識的運用能力、工程創(chuàng)新力，推動高新技術與計算機科學與技術專業(yè)的知識、能力、素質深度融合，滿足工程界對未來創(chuàng)新引領型人才的要求，并以新工科的建設引領高等教育創(chuàng)新變革。