新工科背景下計算機類專業應用型人才培養模式的改革與創新研究

關鍵詞：新工科；計算機類專業；人才培養模式

0 引言

隨著全球科技的不斷進步和經濟的快速發展，新工科作為高等教育改革的重要方向，正逐漸引領工程教育的創新與變革。新工科不僅強調學科交叉融合，還注重培養具備創新精神和實踐能力的高素質人才，以滿足社會對復雜工程問題的需求。計算機類專業作為新工科的重要組成部分，其應用型人才培養模式的改革與創新顯得尤為重要。因此，如何在新工科背景下，對計算機類專業應用型人才培養模式進行改革與創新，以適應行業需求和發展趨勢，成為當前高等教育面臨的重要課題。本研究旨在深入探討新工科背景下計算機類專業應用型人才培養模式改革與創新，通過分析當前計算機類專業人才培養的現狀與問題，提出相應的改革策略與創新實踐，以期為我國計算機類專業人才培養提供有益的參考和借鑒。

1 研究現狀

隨著新工科建設的逐步推進，計算機類專業應用型人才培養模式的改革與創新已成為國內高等教育領域的研究熱點。國內眾多學者也對該領域進行了相應的研究。

潘敏等人[1]分別從核心素養與數字技能出發規劃路徑，強調從培養學生的創新力、批判性思維、溝通交流和團隊協作能力等方面研究構建“人工智能+新工科”背景下“核心素養+數字技能”人才培養模式。熊曾剛等人[2]以湖北工程學院計算機與信息科學學院為例，探索新工科背景下地方高校信息類專業技術教育改革與實踐，為新工科背景下信息類人才培養提供樣板。李成友等人[3]基于新工科視角，根據區域經濟社會發展需求和筆者所在大學的辦學定位，結合專業自身優勢，重構人才培養方案，改革教學方法、創新教學模式，重塑人才評價體系，探索出計算機類專業“11223”人才培養新模式并開展有效實踐。官駿鳴等人[4]針對新工科背景下，提出構建覆蓋人才培養全過程的“案例驅動、賽研賦能、校企合作”實踐教學體系，通過校企合作提升學生實踐能力。田新志等人[5]結合“雙創學院”的特色，提出了以“雙創學院”為依托的計算機類專業人才培養思路，分析了其可行性和特點。

2 計算機類專業人才培養現狀分析

2.1 傳統培養模式的優勢與不足

傳統計算機類專業人才培養模式通常注重扎實的理論基礎和寬廣的知識面，通過系統的課程學習，使學生能夠掌握計算機科學與技術的基本理論和技能，為后續的深入學習和職業發展打下良好的基礎。然而，傳統培養模式也存在一些明顯不足。首先，傳統課程體系的更新速度往往跟不上行業發展的步伐，導致一些過時的知識和技能仍然被教授給學生。其次，傳統培養模式往往過于注重理論知識的傳授，而忽視了實踐能力和創新思維的培養，導致學生難以適應快速變化的工作環境。

2.2 行業發展趨勢與人才需求變化

當前，隨著云計算、大數據、人工智能等技術的快速發展，計算機類專業人才的需求正在發生深刻變化。企業不僅需要具備扎實理論基礎的人才，更需要具備實踐能力和創新思維的應用型人才。同時，隨著技術的不斷更新和升級，企業對人才的需求也在不斷變化，要求人才具備快速學習和適應新技術的能力。

2.3 當前培養模式面臨挑戰

面對行業發展趨勢和人才需求變化，當前計算機類專業人才培養模式面臨著諸多挑戰。例如：如何更新和優化課程體系，如何加強實踐教學環節，如何加強校企合作實現產學研一體化以適應快速發展的技術變革，這些是當前培養模式需要解決的重要問題。

當前計算機類專業人才培養模式在應對行業發展趨勢和人才需求變化方面面臨著諸多挑戰。因此，為了培養具備實踐能力和創新思維的應用型人才，必須對傳統培養模式進行改革與創新，以適應行業發展的需求和趨勢。

3 新工科背景下計算機類專業人才培養模式改革策略

3.1 課程體系優化與創新

課程體系優化與更新是新工科背景下計算機類專業應用型人才培養模式改革與創新的重要組成部分。通過結合核心課程與前沿技術、跨學科課程融合、強化實踐教學環節等措施，可以構建更加科學、合理、前沿的課程體系，為培養具備實踐能力和創新思維的應用型人才提供有力支撐。

1） 核心課程與前沿技術的結合。課程體系需要調整核心課程設置，確保學生掌握計算機科學與技術的基礎理論和方法。這包括計算機科學導論、數據結構、算法分析、操作系統、計算機網絡等基礎課程。同時，為了使學生能夠緊跟技術發展步伐，課程體系中需要增加與前沿技術相關的課程，如人工智能、大數據處理、云計算、區塊鏈等。

2） 跨學科課程融合。新工科強調學科交叉融合，因此，在計算機類專業課程體系中，也需要整合跨學科課程。通過與經濟學、醫學、人文學科等其他學科的相關課程，可以開闊學生的知識視野，增強其綜合素質和創新能力，以滿足不同領域對計算機類專業人才的需求。

3） 強化實踐教學環節。實踐教學也是課程體系中不可或缺的一部分。為了更好地滿足企業和行業對人才的需求，計算機類專業課程體系需要與企業和行業進行深度合作。通過與企業合作開設課程、共同制定培養方案等形式，可以確保課程體系與企業和行業的實際需求相契合。

3.2 教學方法與手段的創新

教學方法與手段的創新是提升計算機類專業應用型人才培養質量的關鍵。通過采用個性化學習路徑、引入新技術和工具、引導學生進行深度學習等手段，可以激發學生的學習興趣和創造力，培養其自主學習能力，從而更好地適應新工科背景下的人才培養需求。

1） 定制學生個性化學習路徑。每個學生都有自己獨特的學習風格和能力水平，因此，教學方法和手段應該根據個體差異進行個性化調整。教師可以通過診斷性評價、學習風格測試等方式了解學生的學習特點和需求，利用學習分析工具收集學生的學習數據，提供個性化的反饋和指導，幫助學生調整學習策略，從而為其量身定制個性化的學習路徑。這樣不僅能夠提高學生的學習效率和質量，還能培養其自主學習和自我發展的能力。

2） 引入新技術和工具。隨著技術的發展，許多新技術和工具為教學方法的創新提供了可能。例如：虛擬現實（VR） 、增強現實（AR） 等技術可以為學生創造更加逼真的學習情境；在線協作工具則可以幫助學生進行遠程團隊合作和項目實踐。這些新技術和工具的引入不僅可以豐富教學手段，還能提升學生的學習體驗和效果。

3） 引導學生進行深度學習。通過創設與現實生活或專業領域緊密相關的學習情境，設計具有挑戰性和探索性的問題，設計跨學科、綜合性的項目任務，設計學科競賽平臺，讓學生感受到學習的實用性和趣味性，引導學生主動尋找答案，學生在實踐中應用所學知識，培養解決問題的能力，解決實際問題。

4 創新實踐案例分析

4.1 國內高校的計算機類專業改革實踐案例

國內高校在計算機類專業教學改革實踐中，普遍重視課程內容的更新、實踐教學環節的加強、校企合作模式的推廣以及創新創業教育的融入，旨在培養出更多具備扎實理論基礎、較強實踐能力和創新精神的計算機專業人才。目前，國內高校也進行了積極的探索與實踐。例如：北京大學舉辦了高等學校計算機專業教學改革研討會，探討在新工科背景下如何改革計算機專業的課程教學。會議聚集了來自全國各地的專家學者，共同交流教學改革的經驗和成果，推動了計算機專業教育的創新發展。延邊大學進行的計算機專業核心課程教學模式改革強調了理論與實踐的結合，通過引入項目教學、翻轉課堂等現代教學方法，增強了學生的動手能力和解決問題的能力。

4.2 西安思源學院計算機類專業應用型人才培養的實踐探索

西安思源學院在計算機類專業應用型人才培養進行了多方面的實踐探索，包括校企合作、實踐教學、學科競賽平臺等。這些舉措有效地提升了學生的實踐能力和創新能力，為社會輸送了一批批優秀的計算機專業人才。

1） 成果導向下學科競賽驅動計算機類專業人才應用創新能力培養模式。該培養模式以學科競賽為抓手，整合學科競賽資源，借助第二課堂、專業社團及創新實驗班多方位地提高學生的學習積極性，拓展學生知識面；改革實踐教學內容，將學科競賽內容融入日常實踐教學過程中；以成果為導向、以學生為中心，以學科競賽為抓手，全方位地培養計算機類專業人才應用創新能力[6-7]。該模式所設計的創新能力培養模式如圖1所示。

2） 進行校企合作。與全球知名的中文IT 社區CSDN達成了戰略合作關系，共同致力于計算機應用人才的培養。這次合作不僅加強了學校的教學實踐環節，而且為學生提供了更好的實習實訓機會，有助于學生更好地掌握行業前沿技術，為將來的就業打下堅實的基礎。

3） 深化實踐教學。學校注重理論與實踐的結合，設有計算機科學與技術、網絡工程、人工智能3個方向。為了能夠提升學生的實踐能力，設計了相應的專業獨立實踐環境，通過綜合案例的設計與完成，引導學生能夠將所學知識綜合應用，提高學生的實踐動手能力。

4） 設計學科競賽平臺。學校為學生提供了豐富的創新創業訓練機會，包括創新教育課程、創新文化節以及各種學科競賽等。這些活動不僅鍛煉了學生的創新能力和團隊協作精神，還有助于他們提前適應社會，為未來的職業生涯做好準備。學科競賽平臺設計如圖2所示。

5 結論與展望

本文通過分析當前計算機類專業人才培養的現狀與問題，從課程體系、教學方法與手段提出了新工科背景下計算機類專業應用型人才培養模式的改革策略，結合西安思源學院實際情況，提出了適合西安思源學院的人才培養模式的改革與創新方案。但是，人才培養是一個綜合復雜的過程，因此筆者以后將從加強動態跟蹤、多學科交叉研究、國際比較研究幾方面對于人才培養模式的改革繼續進行研究，希望能為我國的計算機類專業教育改革提供新的視角和啟示。