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地方性高校培养应用型人才,需要了解市场发展的导向,社会行业对人才的需求,以及着眼特色办学的核心竞争力,实现自身的发展[1-2]。软件产业发展已经被国家提到战略的高度,为了配合其快速的推进,我国高校也正在扩大培养软件工程方面的专业人才的规模。软件工程专业论文是2002年国家教育部新增专业[3],该专业主要以培养软件工程专门人才为目标。我校软件工程专业由教育部于2015年批准的新专业,起源于我院计算机科学与技术专业软件技术方向。
徐州工程学院作为新兴的地方性高校,在软件工程专业建设方面,不仅需要学习和借鉴重点大学、国家示范性软件学院的经验和做法,更重要的是结合地方院校的特点和实际情况,办出特色。因此,应用型人才培养体系的建成,应该直接为当地经济建设和社会发展服务,适用面广、实用性强,具有鲜明特色。本文主要阐述以工程教育认证质量评价机制为指导的徐州工程学院软件工程专业在理论和实践方面的培养体系。
2 市场调研
为了制定针对性的培养模式,首先组织一些学科教授和骨干教师,对软件工程专业的就业形势、市场需求等进行为期2个多月的市场调研,调研对象包括国有大中型企业、私营与股份制等公司的负责人和技术骨干。本次调研内容包括实地参观学习、与企业召开研讨会,并向企业发放调查问卷表500份,收集有效调查表437份。
通过这次调研,总结软件工程专业的市场需求、人才结构和素质要求、企业技能标准等信息,发现软件工程技术人才奇缺,涉及很多方面,主要原因是大部分高校计算机专业不注重应用型软件人才的培养,学生毕业后面临的是二次学习的困境。因此,对学生的培养不仅需要完整性的实训锻炼、强调企业项目经验、注重培养学生的分析与解决问题的能力,更需要注重团队合作意识;在课程设置方面应该与企业长期合作,开设企业实用的技术课程和职业综合素质的内容。
3 软件工程专业应用型人才培养模式
软件工程专业强调软件开发的系统和工程性,培养能够从事软件开发、测试、维护和软件项目管理的高级专门人才[4]。软件工程专业沿用徐州工程学院计算机专业“3+1”培养模式,具体模式为学生在前三年完成通识课程、专业课程的学习,以及课程基本实训,最后一年在企业完成项目级实训、职业训练和毕业设计。
表1所示为软件工程专业课程构成及学分分配汇总表。徐州工程学院软件工程专业课程主要分为三大平台。其中,通识类课程平台包括通识必修课、通识选修课以及学科基础课;专业课程平台主要包括专业必修课和专业选修课。
知识支撑能力结构 根据软件工程专业的培养目标,确定课程知识支撑能力结构,如图1所示。课程设置本质上是为了培养学生能力的,因此,为了培养学生英语能力、熟知行业标准、管理能力以及创新意识等,设置学科基础课、通识类课程以及专业课程、专业技术导论、讲座等课程;为了培养持续学习、协作和项目分析等能力,设置软件工程课程群、企业实训课程以及职业技能训练等课程。
理论知识体系结构 软件工程专业理论知识体系结构包括通识课程群、学科基础群、专业课程群,其中专业课程群是核心课程。专业课程分为程序设计基础知识、软件开发技术知识、数据库原理知识、计算机系统知识、软件工程知识等5个子课程群。其中,程序设计基础知识包括数据结构、面向对象的程序设计(OOP);软件开发技术知识包括Java Web方向课程群、移动开发方向课程群等课程;数据库原理知识包括数据库原理及应用;计算机系统知识包括计算机系统基础、操作系统等课程;软件工程知识包括软件需求工程、软件体系结构设计、软件质量保证与测试、软件项目管理。
实践体系结构 软件工程专业实践体系结构如图2所示,主要分为四个阶梯:
1)个人级的实验,主要由校内教师进行指导,学生独立完成课内实践环节;
2)小组级的实验,需要2~4个学生为一组,为完成程序设计、算法设计、面向对象技术开发,通过沟通和相互协作完成,注重技能的训练;
3)项目级的实训,主要由企业教师指导,学生完成专业方向技能、软件工程综合训练;
4)企业级的实训,为了检验学生综合能力,由学生独立完成企业项目综合训练、职业技能提高以及毕业设计。
为了加强校企合作培养的效果,每4~6个学生配备一位校内指导教师和企业指导教师。校内导师在学生入学后确定,主要任务是“学业综合指导”;校外导师在学生入学后的3年内确定,主要任务是“工程实践指导”。学生在三年级初步确立毕业设计选题,由校内导师和企业导师联合进行指导。
基于工程教育专业认证的质量评价 为了加强软件工程专业的质量评估,以工程教育专业认证为指导,建立针对整个培养过程的质量监控和完整有效的评价机制。在每个教学环节,基于认证标准,明确质量要求,定期进行课程体系设置和教学质量的评价。此外,在整个学习过程中对学生的表现进行跟踪与评估。
以上这些质量评估措施,保证学生毕业时达到毕业要求,毕业后具有社会适应能力与就业竞争力;后期,毕业之后阶段,仍然采用跟踪反馈机制,通过记录评价和效果,证明学生能力的达成,并逐步对培养模式进行持续改进。
很显然,只有建立完善的质量评估机制,才能保证按预期的目标完成专业培养要求。因此,从地方性高校实际出发,以工程教育专业认证为质量评价指导,不断完善培养模式,这样才能培养卓越的学生,为企业持续不断地吸引优秀的生源。
4 总结
徐州工程学院作为一所以应用型工科教育为主的地方本科院校,软件工程专业应用型人才的培养需要有别于高职高专的培养模式,需要更注重高层次应用型技术人才的培养;又要有别于传统学术性高校“精英型”人才培养目标、课程体系设置、教学模式以及师资要求等。
软件工程专业培养标准最需要解决的问题是注重软件工程宏观意识,培养持续学习能力、交流与沟通能力。鉴于此,本文提出以工程教育专业认证为指导,构建软件工程专业应用型人才培养体系,以期为地方性高校软件工程专业能够培养更多卓越的软件工程方面的人才提供一种方法和途径。
参考文献
[1]宋思运.应用型本科人才培养模式的构建[J].徐州工程学院学报,2005,12(20):11-13.
[2]金忠明.我国高等教育发展质量面临的问题与分析[J].徐州工程学院学报,2013,28(6):92-96.
关键词:技术应用型本科 毕业设计 工作量 创新
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0246-01
改革开放30年以来,特别是高等教育大众化以来,我国高等教育发展的规模和速度举世瞩目,其中地方应用型本科院校的数量增长较快。我国现有的700多所本科院校中,约有600余所是地方应用型本科院校。上海电机学院自升本以来,一直提倡“技术立校,应用为本”的本科生培养模式。在学生四年的教学过程中,学校非常注重实践课程的建设,学院计算机和软件工程专业开设相当数量的课程设计与实训,单开的实践类课程要求学生完成从实验设计,实施,编写实验报告以及最后答辩的完整过程。这样的实践类课程对学生的实践能力和综合能力有很大的帮助。本科毕业设计是学生在完成四年学习实践的最后一门课程,对于计算机和软件工程专业的学生来讲,这门课程需要学生综合运用四年所学的专业知识与技能来完成。目前学生的本科毕业设计也存在一些缺憾,例如学生完成实验所需的硬件条件不完善;毕业设计所涉及的软件项目非常的庞大,影响了毕业设计的效果;设计课题难度过大,影响了毕业设计的进度等等。在这些问题中,有些硬件的不足可以通过软件的方式来实现,而有些问题来自于毕业设计自身,并非通过技术升级可以解决。本文结合技术教育的特点,考虑学校学生的专业培养方案,提出毕业设计的课题选择以及技术的选用的总结。
学院本科毕业设计课题方向有如下几个:硬件课题,网络课题,软件信息系统课题,理论研究课题。前三者均需要学生通过实践来完成,理论研究课题主要集中在软件过程方法与研究,密钥加解密算法研究,网络安全性的研究等,这一类课题需要比较好的理论基础,同时实践性的活动也相对少,学生往往需要收集和阅读课题相关的资料,并在前人的工作基础上完成课题内容。前三种课题有时需要学生根据课题的需要学习新的知识,对学生的学习能力又比较高的要求,同时需要学生能够在比较短的时间里学会使用开发工具以及开发方法。正如前文所述,由于处于毕业班状态,学生的注意力不光集中在毕业设计课题上,也面临工作,考研等比较现实的问题。因此学生经常抱怨没有时间,或者在比较短的时间里完成一些毕业设计课题相关的活动,这些问题都对本科毕业设计课题的完成质量带来的影响。考虑到学生的时间有限的情况下,结合近几年所带软件工程专业的毕业设计,总结了以下毕业设计课题选择方法。
(1)对于软件工程专业的学生,他们具有比较完善的软件知识,对于学习和使用新的软件技术以及开发工具不会有很大的问题,因此在毕业设计课题中让学生学习一些新技术对学生的学习能力会是一种提高。目前有几种主流的软件开发技术和方法,例如.NET,JAVA,PHP,相应的数据库管理系统也相对稳定,在四年的学习过程中,学生一般都已经掌握了这些编程和SQL知识,因此学生不需要花太多的时间来对技术的熟悉。比较重要的是学生可以借毕业设计课题的机会熟悉一些开发框架。例如.NET2010的MVC开发框架对学生会是一个很好的挑战,JAVA技术下很多的开源框架均使用了类似的技术,其它新技术如虚拟实现技术也是一个很好的选择。这些技术适用性比较广,学生在今后的工作中会经常碰到。
(2)对于开发课题的规模,过大或者过小均不合适。有些学生为了参加考试和招聘面试经常需要在学校和外地来回跑,甚至为了考研而开夜车的现象也时常发生,原本相对学业压力的比较小的大四反而成为他们的负担。因此一个合适大小的课题能够帮助学生完成毕业设计课题的任务。过大的课题规模会影响学生的学习积极性,导致最后毕业答辩无法通过。
(3)课题的内容应当有新颖性和实用性。在这方面Web应用有比较多的课题选择的余地,目前web开发是一个很热门的领域,许多基于Web的应用层出不穷,博客应用系统,网盘技术,P2P技术等等。另外虚拟现实技术也是一个不错的选择,例如将虚拟现实技术应用于小区三维立体介绍。这些课题既能让学生学习了新的知识,同时也能在今后的工作中有所用途。课题的新颖性能够调动学生的学习积极性,使得他们学习能力和学习兴趣有所提高。
(4)本科毕业设计要求学生能够阅读英文材料,因此毕业设计课题的文献翻译应当与课题内容相关,或者涉及软件开发过程和框架,或者涉及软件技术。目前许多技术的文档资料均是英文材料,学生通过阅读既提高了英文水平,同时学会了新的技术和方法。
通过所带毕业设计的效果来看,学生比较喜欢课题的工作量适中,难度适中,在这前提下,学生的学习积极性也最高。通过实践发现,在课题工作量适中的前提下,学生能够比较好的与教师交流沟通,能够及时反馈课题进度,学生的这些态度能够保证课题及时完成,对学生也受益匪浅。
参考文献
[1] 范铮.在大学计算机系中开设文献学课程的体会[J].情报科学,1982,5.
[2] 颜莉.课题研究在会计本科毕业设计中的运用[J].当代经济,2009,5.
[3] 马捷,田有庆.普通高校成人高等教育应加强三个过程管理[C].科学发展观与成人教育创新—— 2004年中国成人教育协会年会论文集(I),2004.
摘要:2008年我院迎来了计算机科学与技术专业数字媒体方向的首届毕业生,本文从毕业生的角度,通过三个方面介绍了我院计算机人才培养的模式。
关键词:独立学院;计算机;数字媒体;人才培养模式
中图分类号:G642
文献标识码:B
近几年计算机专业的本科毕业生也由学生挑拣工作单位转变为工作一时难求的局面。原因是多方面的,但其中之一是面试求职的学生普遍缺乏实际动手能力,用人单位需要花费大量的时间和精力培训才能够上岗。这就形成了一方面计算机企业对国内软件人才的欠缺大喊头疼, 另一方面毕业生又为工作难找而苦恼,而一些宣称几个月成就软件大师培训就业的机构又异常热闹的尴尬局面。
但这种社会需求也为独立学院带来了好的机遇。这就要求独立学院计算机专业的定位和课程设置要适应社会需求,不断地调整以应对日趋激烈的市场竞争。我院计算机系数字媒体专业方向今年有101名毕业生,其中三名同学分别考取了中国传媒大学数字娱乐与动画、南开大学多媒体技术、武汉大学软件工程的硕士研究生;其中有几名学习成绩很好的同学决定自主创业等。本文是在对部分毕业生调研和座谈的基础上对独立学院人才培养模式的总结和思考。
1明确人才培养的学科定位
我院的母体学校是南开大学,显然照搬母体学校的发展目标是不现实的,但独立学院的学科定位又取决于母体学校的学科资源条件。保证和提高教学质量必须有效地利用母体学校的师资,最大限度地服务于独立学院;另外独立学院的学科建设还取决于社会的人才需求,市场的稀缺度越高、学科发展的潜力越大,学科建设的成功率也就越高。计算机科学与技术的数字媒体专业就是在这样的前提下于2004年创立的。
我院定位于以本科教学为主导,以市场为导向,以服务区域经济和社会发展为主要目标,培养应用型人才。数字媒体专业重点培养适应信息现代化建设需要,牢固掌握计算机基本理论与知识,能够熟练进行计算机程序设计,熟练进行数字媒体信息的采集、加工与制作的高级应用型人才。本专业同时也为计算机科学和数字媒体研究输送具有合理知识结构的新型研究人才。从04级毕业生的情况看,这一目标已经基本实现。
2抓住人才培养的关键环节
2.1以培养学生创新意识和实践能力为目标
我系新生入学前接触计算机的机会少,许多同学抽象思维能力薄弱,缺乏自主学习的能力。然而我们面临的却是一个多元化的信息社会,要求我们掌握多方面的计算机知识和能力,这样如何针对绝大多数同学制定一个合适的培养目标就显得特别重要。我们根据以上实际情况,决定以培养学生的创新意识和实践能力为目标,对教学过程的各个要素和环节进行整体优化,努力形成多元的、以学生为本的、注重个性发展的人才培养过程。以此来适应现在市场的需求,为学生提供一个良好的发展空间。
因此本专业的教学计划在保证计算机主干课不变的同时,设立了数据库与网络、游戏程序开发、数字媒体制作三个子方向的选修课程组。让不同类型和不同层次的学生都能够发展自己的兴趣爱好。这个教学计划把“高级科学技术专业人才”的培养定位改变为“多类型、多层次的初步具有实际工作能力和研究能力的应用型人才”,根据这个培养目标制定新的教学计划。
在教学过程中,要求学生较扎实地掌握计算机软硬件的基础理论,系统地学习利用计算机解决实际问题的基本方法和完整过程,实际地掌握数字媒体构件加工、软件编程、作品制作和网络建设的基本方法。通过课堂教学、上机实习、课程设计多个环节,培养出初步具有实际工作能力和研究能力的应用型人才。
2.2合理设计课程
(1) 开设计算机导论、数字媒体基础、计算机原理、操作系统、计算机网络、数据库、计算机图形学等专业基础课和专业课,加强学生对基础理论课程的学习;强化C、C++、Java等基础编程能力和软件开发能力;设置动画课程设计、网站课程设计、数据库课程设计、游戏课程设计等子方向的实践课程,供不同发展方向的学生选择,要求学生独立完成一个较大型的课程设计作品,以提高学生的实践动手能力;同时开设苹果机操作系统、脚本写作、影视编辑等具有专业特色的课程,供学生根据自己的兴趣结合发展方向进行选择,以达到培养复合型、应用型人才的需求。
(2) 在教学计划中充分发挥学分制的优点,按照教学次序和难易程度分开,将要开展的课程分别安排到各类必修课和选修课中,这样学生可以根据自己的情况选择不同层次的课程,达到培养不同层次人才的目标。强化主干课程的同时,允许学生根据兴趣选修课程,这就需要学校在选修课中设置相应的序列课程,供学生根据自身的优势和市场需要进行个性化的自我设计,努力向选定的方向去发展,以便深入掌握相关领域的专业技术和技能,同时保证所学知识体系的整体性和连贯性。
2.3重视实践教学
作为对理论教学的补充,实践教学环节应该包括上机实习、课程设计、专业社会实践、作品制作、开放实验、项目开发、毕业实习和毕业设计等多方面的内容。我们进行了有益的尝试,例如,鼓励学生参加天津市乃至全国的各种竞赛;鼓励学生组成团队进行专业社会实践活动;组织一些大规模的练习性项目,在项目中实践软件开发和软件工程的知识等等。
为了提升整体的教学质量,我系不仅聘用南开大学的师资,而且聘请了社会上一些知名企业的技术人员以及一些具有创业经验的企业家承担教学任务,例如天津市东路软件公司的游戏软件开发工程师、鹤普公司的软件工程师。这种方式极大地提升了教学的多样性,同时也对学生的应用能力培养起到了至关重要的作用。
2.4帮助学生树立正确的择业目标
从计算机专业毕业生所从事的工作性质来划分,大致上可以分为以下3 类:从事研究型工作、从事工程型工作和从事应用型工作。目前高校计算机专业在本科阶段对前两类人才的培养已有一定基础,对于第三类人才的专门培养则几乎是空白。
根据市场的这些特点,我们不是只将就业指导停留在毕业生,而是贯穿整个大学4 年的教育,针对不同的年级,做不同的指导。一年级新生应该开展新生入学专业介绍,培养学生的专业认识能力,教育学生开始建立职业规划的意识,确立职业目标,培养学生愿意学习、主动学习、善于学习的能力。二年级注重相关能力的培养,比如学生有意向数据库、网络、游戏软件研发方向发展,就应教育学生在强化程序设计课程的同时,加强专业社会实践活动,积累计算机相关项目的经验;如果学生有意向网页设计、数字媒体作品设计方向发展,应指导学生多参与各类设计创作大赛,并指导学生选修相关的艺术类课程,提高对艺术的关注度和感悟能力。三年级要加强学生的价值观念和技能技术的训练;提高学生的学习能力、社会实践能力、组织管理能力、团队协作能力。四年级要着重就业的服务性工作,多渠道、多手段给学生提供就业信息和咨询指导。四个年级的不同阶段要相互贯通,与平时的日常事务管理和思想政治教育结合。
3突出人才培养的特色模式
3.1鼓励课外开展兴趣小组,培养团队意识
丰富的课外活动,将有专业兴趣的同学集合起来,邀请老师和有专业特长的同学讲座,激发学生对专业的学习兴趣。鼓励学生结成兴趣小组,共同学习探讨,带动周围的同学,营造良好的学习氛围。现在我系有数字媒体、影视动画、游戏软件开发三个兴趣活动小组,每一个学生都可以亲身体验到系、专业对应用型人才培养的力度。几个毕业后决定自主创业的同学就是通过兴趣小组启发了创业思路,在校期间他们的网站广受好评。
3.2组织参与各种专业技能竞赛
连续3年的“计算机多媒体作品大赛”中诞生了多个优秀的具有社会价值的作品,正是这些作品冲击着每一个同学,在对作品惊叹之余每个人都亲身体验着“实践”带来的乐趣,而这种“乐趣”恰恰是培养应用型和创业型人才必不可少的根基,也是学生提高学习主动性的动力。
参加全国和天津市举行的各类计算机能力竞赛,使学生可以在更大的范围内进行竞争,在取得优异成绩的同时,更能了解不同学校不同学生的差异,清楚自己的优势和弱点,明确学习方向。
3.3引导自主学习
教育是一种引导,而引导的结果是学生对“自主学习”的加强,在这方面我系的工作是极具开拓性的。传统的学生自主活动是以“社团”的形式开展的,我系在此方面做了大量的实践,04年成立的“计算机系兴趣小组”将自主学习的工作推到实际日程上,04下学期开展的“多媒体作品大赛”更是将学生自主学习的积极性充分地调动起来。而后在系里老师鼓励下学生自主成立的“媒体实验室”更是打造出一整套“学术交流平台”,并将平台网络化,为“基于网络的学生自主学习平台”做出了充分的实践。在自主学习的过程中,学生更多的是需要社会来承认和鼓励他们,在这些方面我系教师充分利用社会资源积极鼓励并帮助学生参加市级乃至国家级比赛,并拿了许多大奖。
如图1所示,三个方面教育教学工作的整合为学生在校自主学习、自主创新搭建了实践的平台。如图2所示,自主学习与社会项目、各种竞赛的结合成为了将来学生创业的孵化器。
3.4校企结合,自主创业
创业培养是将“准人才”培养成“复合型人才”的一种教育方式,而在复合型人才的培养过程中,对于创新意识和动手能力的培养就显得至关重要。创新是创业活动的核心,也是社会价值的核心。
滨海学院每一个计算机系人都知道在第三教学楼2楼的计算机系办公室门前有着一幅完备的“计算机系课程体系”图表,这个图表是计算机系全体教职工在认真了解学生的学习状况以及社会需求的前提下制定的教育教学体系。该体系从考研和就业的角度以及就业的不同方向,如数字媒体作品制作、影视动画、数据库、网络、游戏程序设计、软件开发等各种社会需求作为体系中培养人才的终
极目标。该体系将大一新生从入学到大四毕业的整体课程配置状况进行综合搭配,是对刚刚进入大学的学生最直观的综合培养计划。创业的培养是对个体能力与技能的基础培养之后的一个升华与提升,而“计算机系课程体系”就是对创业培养的基础、系统性工作。
相信在今后的创业培养中,孵化机制的建立以及风险教育的进一步加强一定会使计算机系的创业培养工作更上一个台阶,进而将这些大学生创业者推向我国的经济建设的浪潮中,为滨海新区乃至全社会做出积极的贡献。
3.5开展相关的专业资格认证工作
独立院校计算机专业毕业生在就业难,社会认可度不高的事实面前,也要不断发挥优势,突出特点,提高质量,最大限度的帮助毕业生顺利就业。
提高社会的认可度,取得相关的专业资格认证不失为一种很好的解决方法。去过大大小小的招聘会的毕业生经常看到JAVA工程师、DSP工程师、网络设计师等等的招聘,我们应该指导学生根据自身情况,选报相应的认证。在学校开设考点和相关的培训课程,方便学生通过考试。
不难看出,独立学院计算机人才的培养有以下基本特征:(1)以培养适应生产、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才为根本任务;(2)以适应社会需求为目标,以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,毕业生应具有基础理论适度、技术应用能力强、知识面宽、素质高等特点;(3)以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系;(4)实践教学主要是培养学生的技术应用能力,并在教学计划中占较大比重;(5)毕业生实行双证制(毕业文凭和职业技术资格或技能等级证书);(6)学校和用人单位结合,学生与劳动者结合,理论与实践结合是人才培养的基本途径。
参考文献:
[1] 周西安,吴麟麟.论独立学院人才培养模式创新[J].继续教育研究,2007,(1): 165-167.
关键词:实验平台;虚拟技术;云计算;实验教学;研究性实验。
0、引言
当今高校计算机教学实验室常常存在“网吧化”现象,在一定程度上反映了国家级计算机类示范中心稀少的原因。在2012年之前全国高校居然只有10个国家级计算机实验示范教学中心。目前,计算机已成为一种普及性很强的个人工具,很多人认为计算机类的实验室和1台个人计算机进行实验似乎没有差别。
国内高校很多计算机类的实验室为学生提供简单且便于统一计算的环境,满足众多课程共享的实验要求。信息技术应用的迅猛发展,导致信息系统广度和复杂度的不断发展,推动着计算和应用模式的革新。单一纯机房式配置环境已经无法适应这个发展态势,在实验教学与实践方面出现了不少的问题。
1)常规课程实验教学。
对于像计算机系统结构、操作系统以及网络技术等课程,我们需要涉及基层软硬件及重要的服务环境配置,部分实现更需要用到多台计算机和多种设备,而现有的实验教学条件有限,导致学生学完理论后无法进行实验,从而影响总体的教学效果,导致在以后工作中解决类似问题时经验不足。
2)开放性实验和创新性实践教学。
除了上述一些实验内容外,许多实验室也承担开放实验项目、创新实验项目、毕业设计等教学任务。一些开放性实验项目往往会涉及应用系统架构,如LAMP开源架构、J2EE多层技术解决方案、分布式文件系统、云计算、网格计算、搜索引擎、软件和系统安全的测试及信息系统优化等。这些是学生毕业后在工作中都将遇到的现代主流信息技术内容。
如何在保障完成高强度实验教学任务的前提下构建个性化、自助式、分布式及综合性实验环境,成为现代计算机实验教学中心建设和改革的重要任务。
1、技术背景
近年来,互联网应用的迅猛发展大大地推动了相关技术的融合。随着应用规模和数据处理的海量化,如何整合和发扬传统的计算技术已成为当今技术发展的一种趋势。最典型的是面向互联网环境的云计算,它集成了分布式计算、网格计算以及虚拟化等技术。近年来由于许多著名公司(Google、Yahoo、IBM、Alllazorl等)的推动,云计算的发展逐渐大行其道。云计算经行业应用和学术机构的传播,变得触手可及。就其本质而言,它们并非全新技术内容,但是如何利用这些技术去整合我们的基础设施和应用资源,却是一个值得探索的技术话题。
目前,云计算没有一致的定义,比较认可的定义是:通过对现有各种计算资源的整合,为用户提供不同层面的按需服务。云计算按层次主要分为3种:基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。
计算资源实质上是不同层面上资源(粒度)的逻辑虚拟化。在基础设施方面(IaaS),最综合的途径是系统虚拟化技术。系统虚拟化技术于20世纪60年代由IBM公司提出并实现,通过对大型机的硬件资源进行分区,将具有强大计算能力的物理机逻辑地划分为相互隔离的小型虚拟机,从而实现在一个大型计算机系统上独立安全地运行多个项目而相互不干扰。近几年来随着PC能力大幅度地提升,这种技术被成功地移植到PC领域。
2、应用概况
目前,许多信息化相对成熟的政府机构采用虚拟技术及云计算整合其众多的业务系统,产生了显著的效益。一些大学的网络中心也已经尝试利用虚拟化技术整合了众多分散的服务器环境,结果表明虚拟化在生产级场合的应用是可行的。
企业级服务器虚拟化部署的成功已经为计算机实验教学环境的建设提供了技术可行性支持。近年来将虚拟化技术引入到教学环境中的趋势渐渐出现,许多学校采用了工作站为主的局部工作站虚拟化解决方案,在服务器配置和管理、操作系统安装、网络技术、网络安全、信息系统的安全、管理信息系统等课程进行了尝试;还有一些院校(如首都师范大学)开展了一定规模的基于服务器的虚拟化应用,为学生提供统一的平台,在更大范围内进行实验教学环境改革的尝试,并取得一定的成效;也有不少院校针对虚拟化环境中教学模式的改革进行了探讨。
这些技术逐渐运用于实验环境的建设并取得了初步的成效,但在系统的整体部署和管理、学生实验评价等方面还没有进行更为深入的探索。这些工作需要对教学计划进行调整和改革。
3、在服务器整合中融合虚拟化技术
3.1 系统构建
实验中心提供以机房形式为主的应用软件环境。经过几年的建设,我们分别部署了一些教学服务平台,如在线程序判题、课程伴随站点、技能考试系统、教学服务资源以及面向教学文件和实验报告管理的文件传输等服务。但是各个系统处于各自为政状态,无法统一进行管理和资源配置,提供的服务范围有限,也没有规范的后备保障措施。
我们通过增加必要的设备,其中核心设备选用若干较高配置的服务器、网络存储以及专用存储交换机等,包括14台4G~24G的服务器、IPSAN存储、8台高配置的计算机、2台用于存储连接的千兆交换机等,对中心网络布局进行了重新整合,为核心服务提供独立的网段,制定配套管理措施,增加网络监控服务,通过集群和虚拟化等技术重点整合计算资源及其配服务建设。计算机实验教学中心服务平台整合框架示意图如图1所示。
服务器整合的对象包括两类:传统的柜式服务器以及高配置的PC工作站,构造了系统整合的设备层。部分高配置的服务器通过集群和虚拟化技术提供虚拟主机池。
为配合系统后台的应用,平台构建了扮演支撑角色的中间层,实现各种中间服务,例如统一身份认证和权限控制的目录服务、服务器集群和虚拟化的控制服务器、接入服务器以及提供全局共享服务的网络存储系统等,另外还为各种传统服务器提供后备支撑。
在上述工作的基础上,整合原先的诸多服务器,提供的服务包括以下几个方面。
1)实现传统的服务(如Oracle、Mysql和SQL Server等)、Web虚拟主机服务(提供Web相关课程的站点建设开发服务)以及整合了实验报告统一提交和教学文档管理的FTP服务等。
2)进一步强化和支撑原先的一些集中式Web应用服务,例如基于Django架构开发的在线判题系统、基于Moodle建设的系列课程伴随站点以及基于C/S架梅的技能考试系统等。
3)以虚拟池形式提供独立计算机系统,实现个性化、定制和持续化实验的需求;其次,采用社区化模式实现分布式环境技术探索性的实践需求;再者,经过接入服务器和认证服务器,实现对外的虚拟化桌面供应和开放的实验服务等。下面主要说明这部分内容在教学中实施的情况。
3.2 教学实施
1)整合现有的系列服务器后,选择部分课程和实践教学作为试验对象。具体的教学形式包括常规课程的实验教学、开放性实验和毕业设计等。课程种类、课程内容、实验内容和虚拟机环境都是比较丰富的。具体工作历经3个阶段,从技术方案选择、实施方式制定到实验教学内容确立逐步展开。
2)选择合适的服务器整合方案,开展技术研究和探索,包括对VMwBxe系统解决方案进行探索。具体内容有基本框架构建、分布式资源整合、设计虚拟桌面应用以及本地工作站虚拟机技术的了解、安装和测试工作。
3)在部分实验室先期开展本地化虚拟环境的实验教学。近年来为计算机应用研究生的“现代数据库技术”课程构建Linux+Virtualbox环境,提供SQL Server和Oracle系统的管理实验。
4)探索本地计算机和虚拟服务平台相结合的方式,选择一些开放性的实验,预先在本地机器上开展准备实验,然后移植至虚拟服务器进行测试,解决虚拟机数量和总体处理能力局限的矛盾。
5)探索虚拟化系统的配套服务机制,针对多虚拟服务器选择合适的管理平台,采用管理服务器实现部分服务器的集群,部署虚拟机池,控制中心数据管理采用数据库服务器。中间服务器采用Tomcat,实现多虚拟机的批量复制克隆、迁移等操作,并为虚拟桌面的应用提供支持。
6)在上述摸索的基础上,选择课程、开放实验以及毕业设计开展课程云服务实验解决方案的实施,提供多门课程数百人的课程实验和实践活动。基于整个服务平台的部分实验实践活动说明如表1所示。
3,3 实施效果
由于实施方案涉及面相对较广,在学生、教师、实验中心3个方面产生了不同的影响,总结起来有如下几点。
1)解决不同课程间或同一课程内不同实验间的衔接问题。
原先的实验是一个片段。不少学生实验做得不错,但是实验外和实验间的操作却没有掌握。例如,有一位ASP,NET编程技术学得不错的同学,让他在IIS中手工注册,NET组件却不会。因为以前ASENET实验的环境都是老师准备好的。后来学生在提供的虚拟机中解决了,因此自行探索的能力明显得到了提升。
2)利用学生Owner的心理,激发学生积极性。
在传统实验中,学生做一次实验换一台计算机,拥有感,而且上一个实验与下一个实验间的衔接不够。实验完成得不完美,学生觉得无所谓,只要大概完成实验,就觉得差不多了。利用虚拟机后,在一门课程内甚至一个学期内,学生可以持续独占此虚拟机。如果期间某个实验没有完成,往往会影响后续实验的进展。整体“落后”会让学生觉得没有面子,从而督促自己积极追赶。而学习好的同学,为了能让“自己的虚拟机”更加完美,也会投入更多精力,把实验做得精益求精。
3)探索性实验。
常规实验室中每台机器要应付多门课程的共同需要,无法为实验者提供多主机环境,在毕业设计、开放实验、学生科研时尤其如此。基于虚拟化环境我们可以完成如数据库集群、复制和分布式处理有关的项目,例如Hadoop应用系统构建,Mysql、Sql Server、Oracle的容灾,基于图挖掘应用等实验项目,也可以为研究生的部分课程开展实践环节,强化研究生的工程实践能力。
4)教学评价。
我们初步设计了一个通过访问单元计算机(虚拟机)的方式,检查各个学生实验机器的状态,实现跟踪和评价实验过程及其结果。
5)实验环境的管理。
常规实验室环境必须保障每台机器的正常运转状况。当不正常情况发生时,现场需要及时维护,工作量可想而知。基于虚拟化技术的机器可以采用克隆、迁移等模式实现备份及故障转移,而且由于采用了本地的RAID技术或网络存储(如IP SAN),其可靠性明显高于普通的PC机。
6)实验教学示范中心建设作用。
虚拟技术在实验教学中的推进,改变了实验室的建设模式,为实验室实现示范中心目前建设的5个转变开创了新的局面,并能带动实验教学整体改革。在有关教师的参与下,实验课程模式也进行了配合,取得了初步的成效,具体表现为以下几个方面。
①减少了实验室硬件设备的投入,提高了实验室设备管理效率,放宽了实验教学中心安排教学计划的柔性空间。
②调整和改革实验教学内容和设置,引导教师参与实验教学建设,引发整个教学体系和指导思想的改变。
③探索信息技术专业本科学生工程型人才的培养途径,提高学生实践操作技能,有助于学生全面系统地把握信息技术。
4、结语
温州大学计算机实验教学中心在综合现代技术整合服务平台基础上开展的活动,既有常规的实验课程,也包括开放性实验和毕业设计等环节。
【关键词】信息系统开发教学,核心课建设,大作业
近年来,我校计算机系信息管理与信息系统专业(简称信管专业)在专业基础课及专业课教学上进行了信息系统开发课程群及核心课程建设的教学研究。研究的重点是划定信息系统开发课程群并明确其核心课程,重点围绕这些核心课程进行教学改革。为学生布置综合运用不同核心课程的相关知识和技术的大作业,是我们在课程群和核心课建设教学改革中的一个有特色的尝试。本文以其中的《高级语言程序设计》、《数据库原理与应用》、《数据库开发与管理》三门核心课布置大作业的方法予以总结,与同行交流。
信管专业的一个重要方向是信息系统开发。为培养学生的信息系统开发能力,我校在教学计划中设置了多门相关的课程。如《信息系统分析与设计》、《高级语言程序设计》、《数据库原理与应用》、《数据库开发与管理》、《静态网页设计》、《动态网页设计》等。通过对这些课程的学习,学生能够掌握基于C/S 结构和B/S结构的两大类信息系统的开发方法。其中,《高级语言程序设计》、《数据库原理与应用》和《数据库开发与管理》三门课程更为突出地体现了对学生开发能力的培养。在开发实践中,三者的结合也更为紧密。
过去,传统的教学方法是由若干位教师根据个人专业方向及工作量情况,分别承担各门课程的教学,不同的教师在课程教学上基本上是根据教学文件各自为政,很少顾及到别的教师承担的课程的教学进度及效果。这样,本来是有很紧密联系的教学内容,可能分配到了不同课程上以及由不同的教师来讲,对学生来说,在短时间内很难把这些内容有机地结合起来,从而在一定程度上影响了教学效果。
例如《高级语言程序设计》是以一门高级程序设计语言为背景,讲授系统开发中的程序设计语言工具,重点对于系统界面和业务逻辑处理的程序开发进行教学;《数据库原理与应用》和《数据库开发与管理》是以一个较大规模的数据库管理系统为背景,讲授系统开发中数据库的管理和设计。这两方面的编程构成了信息系统开发设计和实施阶段的主要任务。过去我们的传统做法是安排两到三个教师讲这三门课,所以在对一些衔接的内容处理上,往往不同的人有不同的做法,学生很难得到一致的传授和指导。有些学生在每门课上都学的很好,但是不会把不同课程的相关知识融会贯通,到后面的课程设计或毕业设计时,在系统开发实践上用不好或不会运用这些来自不同课程的关联知识。
为了解决这样的问题,我们在专业核心课建设教学改革中,实行了结合三门课程布置大作业的教学方法。
《数据库原理与应用》和《数据库开发与管理》是前后衔接的课程,一般开设在两个衔接的学期。《高级语言程序设计》与前两门课程的某一门开设在同一学期。我们就在《高级语言程序设计》与另一门同期开设的数据库课程教学中,布置由授课教师共同指导,学生自主完成的大作业。大作业的题目是精选的信息系统开发课题,一般有十几个比较典型的系统开发题目可供学生选择,如学生选课系统、图书借阅系统、仓库管理系统、人事档案管理系统、宾馆管理系统等。布置大作业的时机掌握在《高级语言程序设计》讲完窗体应用程序和数据库开发的内容之后。为了给学生充裕的时间来完成大作业,我们把《高级语言程序设计》教学中比较靠后的数据库开发的内容尽可能提前,把有关类的继承、多态、接口等理论内容的讲授往后延迟。我们的教学周一般为十六周,在十周左右就布置大作业。这时,数据库课程应至少已讲完“数据库设计”,《高级语言程序设计》讲完“ 与数据库开发”。这时学生已具备了开发一个信息系统必要的知识准备。
在时间安排上,我们让学生以课余时间为主来完成,以充分调动学生的主观能动性,培养他们对专业的兴趣。在临近期末结课时,多安排几节上机课,让学生集中突击一下,保证大作业的顺利完成。这时,学生已完成大部分代码的编写工作,普遍会有较多的调试问题需要教师帮助解决,所以集中上机并及时指导是必要的。另外期末的集中指导也督促比较落后的同学重视这件事情,拿出更多努力来完成。
在大作业选题、指导及检查成果时,担任两门课程的两位教师要密切配合,协同动作,给学生一致的帮助。
到目前,我们已经在六届信管专业学生中进行了布置大作业的探索。这期间,我们不断总结经验,也对学生的反馈进行认真的分析,不断改进方法。最初是按原有的教学计划掌握授课进度,但是由于数据库课程与高级语言程序设计课程在教学内容编排上不同步,造成大作业布置过晚,学生能利用的时间太少,到期末匆匆忙忙地完成,效果不是很好。为此我们把高级语言课程与数据库开发有关的内容调整到前面,尽量提前讲,就使布置大作业的时间可以提前几周,让学生有充裕的时间来完成这项任务。
在高年级,学生只有在为期两周的课程设计和临近毕业的毕业设计有机会开发系统。两周的课程设计就上课时间来说,只有9个工作日,54个学时,还包括检查成果及答辩的时间。即使让学生每天工作10小时,也只有90小时,对于开发一个系统,远远不够。近年来,为缓解学生毕业后就业的压力,很多学校鼓励学生提前走出校门,毕业设计往往是学生在边工作边学习的状态下完成的,教师大多是远程指导,设计的效果要打一定的折扣。因此,利用大作业提前让学生锻炼设计能力,是对这些后期问题的一个很好的弥补。
经过几年的布置大作业实践,我们在高级语言和数据库教学上取得较好的教学效果。学生普遍反映,通过大作业真正学会了怎样开发一个实用的信息系统,很有成就感,更增强了学好本专业的信心。
我校计算机学院设置了计算机科学与技术、网络工程、信息管理与信息系统、物联网工程、软件工程等五个专业,使计算机科学与技术专业与其他专业区别开来,那么就需要有自身特色的培养目标,进而要有与之相适应的课程体系,并制定满足要求的课程标准。计算机科学与技术专业是我校2002年最早设置的专业,根据计算机学科教育的发展,于2006年和2010年分别修订了人才培养计划(方案)。经过多年的教学,总结出一套切实可行的人才培养模式,并能够适应我校应用型人才培养的目标要求。
1 计算机科学与技术专业的定位与培养目标
我国高等院校早期的计算机学科教育注重学术研究性教育,也就是我们所说的精英化教育。随着计算机应用的普及,需要大量实践能力强且上手快的计算机专业人才,高等院校本科计算机科学与技术专业教育,就需要改变传统的教育思维,应该研究培养体现职业特征的应用型人才的培养模式,我校计算机科学与技术专业以基础适度、口径适中、强化应用、提升能力、注重特色的人才培养规格为要求,以培养应用型人才为目标。
我校计算机科学与技术专业的培养目标是:培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质相互协调,系统地学习掌握计算机科学与技术,能从事计算机应用软件的开发、计算机系统软件的分析和维护、计算机网络的管理与维护,计算机硬件、嵌入式系统以及接口设计、调试、安装与维修,获得计算机科学和技术领域工程师基本训练,具有安全意识、实践能力、创业精神,适应社会发展需求的应用型高级专门人才。
2 计算机科学与技术专业应用型人才培养的原则
关于计算机应用型人才培养,是发展和建设专业所必需的。在应用型人才的培养过程中,需要以市场为导向、特色建设、创新的原则,对培养模式进行深化,进而达到教学改革与发展的需求。
2.1以市场为导向的原则
随着信息技术的发展,计算机已成为社会发展的原动力。计算机具有实用性的特点,注重专业与市场的对接,这样才能更好地发挥计算机科学与技术专业的教学目标。面对多元化的经济市场,实现人才培养模式与市场相结合,以市场为导向,使得教学活动更具有针对性和职业性。基于市场需求,在专业课程的设计上,要具有实效性,以市场的需求面来确定教学的内容面,这样在培养方式和内容上,有助于应用型人才的培养。
2.2 专业建设的特色化原则
随着高校计算机科学与技术专业的开设增多,其竞争性加强,社会对于其的要求也增加。因而,在应用型人才的培养中,关于特色专业的建设非常重要。专业建设的特色化,可以更好地体现应用型,是高校学科建设的重要方面。在计算机专业的建设中,要体现学科的细化,教学方面进行明确。诸如,运行、系统建设、维护等相关技术的教学培养,是应用型人才培养的重要方面,这点也是专业细化下,专业特色化建设的重要方面。
2.3教学内容的创新性原则
计算机科学与技术发展迅猛,其课程内容具有技术新、变化快的特点。计算机教学内容的多变性,在于教学主体未变,其相关技术的创新性发展。在应用型人才的培养中,关于教学内容的创新非常重要,教学内容的创新,可以为专业培养提供多元化的平台,进而实现综合性的培养模式。同时,教学内容的创新,还需要体现市场的需求,在教学活动之中渗透职业教育,在掌握理论知识的同时提高实践能力。这样,学生的社会生存能力得到更好地培养,适合现代教学改革的需求。
3 理论课程体系的构建
计算机科学与技术专业要实现其人才培养目标,课程是其采取的重要手段,即课程是专业教学的重要载体。课程体系是课程及进程的总和,是同一专业不同课程门类按照门类顺序排列,课程门类排列顺序决定了学生通过学习将获得怎样的知识结构。课程体系是教学理念的重要体现,是培养目标的具体化和依托,它规定了培养目标实施的规划方案。因此,构建专业的课程体系是人才培养的关键,它关系到学生获得哪些方面的知识和能力、如何强化应用、怎样体现专业特色。
3.1 通识教育课程
通识教育模块分为必修模块与选修模块。必修模块分为思想政治理论模块、军事理论模块、公共体育模块、公共外语模块与数学模块。它们是大学生知识结构和能力素质培养中的基础部分。
通识部分选修模块是根据当代大学生素质培养和知识结构自我构造的需要而设置的一系列课程,按课程的学科性质将选修通积教育分为人文素质模块、自然科技模块、经济管理模块、艺体健康模块等四大模块,目的是提高学生的文化品位、审美情趣、身心健康、人文素质和科学素养。
3.2 学科基础课程
包括各相关专业的基础知识、基本理论、基本技能的课程,其目的是夯实学科基础。
具体课程包括计算机导论、C程序设计、线性代数、概率论与数理统计、电路与电子学、离散数学、数字逻辑与数字系统、数据结构。具体分为以下两个课程群:①数理基础:线性代数、概率论与数理统计、离散数学;②技术基础:包括电路与电子学、数字逻辑与数字系统等硬件基础课程群和计算机导论、C程序设计、数据结构等软件基础课程群。
3.3 专业基础课程
专业基础模块是按社会需求和专业学科发展需要所开设的反映人才知识结构要求的若干门课程,主要包括该专业的基础知识、基本理论、基本技能的课程,其目的是夯实专业基础。分为软件与硬件两个课程群,包括必修和选修课程。
必修课程包括面向对象程序设计(C++)、汇编语言、计算机组成原理、操作系统、数据库原理与应用、编译原理、数据通信与计算机网络、接口技术、软件工程等。
选修课程包括计算机图形学、网页制作、JAVA程序设计、LINUX操作系统、JSP网络编程和计算机系统结构。
3.4 专业方向及专业前沿课程
专业方向及专业前沿课程是根据社会上实际的人才岗位群需求,在专业基础课程的基础上从深度上体现该专业内涵和特色的一系列面向应用的课程,主要是指与某一特定的工作或某一类职业相关的课程,目的是为学生进一步扩充和强化专业相关知识和技能,进而培养学生解决实际问题的能力。包括计算机应用方向和嵌入式系统方向。
计算机应用方向包括必修课和选修课,其中必修课有.NET构架及应用和ASP.NET网络编程两门课程,选修课有J2EE技术、微机与外设维护维修技术、Delphi程序设计、多媒体技术、数字图像处理、ORACLE数据库、电子商务概论和UML建模技术等课程。
嵌入式系统方向包括必修课和选修课,其中必修课有嵌入式系统基础和嵌入式Linux应用开发两门课程,选修课有单片机原理及应用、嵌入式操作系统及其程序设计、嵌入式处理器体系结构、移动设备软件开发、嵌入式系统测试技术、嵌入式网络协议及应用、WinCE嵌入式软件开发、嵌入式数据库和通信网络与总线技术。
4实践教学环节
4.1实践课程体系的构建
应用型本科实践课程教学体系应包括普适基本技能层次、学科专业技能实验层次、专业应用与综合技能实践训练层次在内的三层次实验课程体系。
1) 普适基本技能层次
普适基本技能层次开出预备性实验基本技能课程实验,使学生尽早进入实验室,尽早转变学习方式,尽早增强工程意识。这方面设置有物理实验和认识实习。
2) 学科专业技能实验层次
学科专业技能实验层次开出二级学科及其相关专业实验课程,通过基础科学原理课程的实验训练,养成科学规范的研究习惯,掌握实验设计、装置准备、数据采集和处理、结果分析和报告的方法。包括计算机导论、C程序设计、数据结构等课程的上机编程、电路与电子学和数字逻辑与数字系统两门课程的硬件实验。
3) 专业应用与综合技能实践训练层次
专业应用与综合技能实践训练层次通过专业课程实验、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计等综合实践训练,培养学生分析问题、解决问题的能力,达到学以致用的目的。
在生产实习和毕业实习实践环节,广泛开展校企合作,以项目实训为主,着力提升本专业学生的就业能力和就业质量。例如,本专业与工信部人才交流中心签署了合作共建协议,实施蓝桥计划,联合培养JAVA程序高级开发人才。与北京达内科技有限公司合作培养C++程序设计高级开发人才。另外,与北京安卓易科技有限公司、京东翰林教育集团、汇众益智(北京)教育科技有限公司等共建校内实习实训基地,双方教师共同指导学生的生产实习、毕业实习,取得良好效果,基本实现了应用型人才与工作岗位的无缝对接。
4.2课外素质拓展与创新实践
课外素质拓展与创新实践为鼓励学生参加课外科研创新、专业技能训练和社会实践活动,培养学生实践和创新能力,要求每个学生必须取得课外素质和创新项目4个学分,此类学分单独记载,超过的学分可以替代相应选修课学分。
课外素质拓展与创新实践内容包括各类考试、学科竞赛(如数学竞赛、英语竞赛、电子设计竞赛、程序设计竞赛、科技创新竞赛、创业大赛等)、科研创新实践、科研论文与文艺作品、社会实践等。
【关键词】计算机 教学改革 特色 研究
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)04-0079-02
本文基于甘肃民族师范学院计算机科学系数年来藏汉双语专业教学改革研究,总结分析了建设发展中的不足和改革经验,提出解决之道和发展思路,同时也为同类型专业的发展提供了可借鉴经验。
一 源于学院教学改革的需要
根据学院教学改革的要求和发展需要,为了确立独具特色的“藏汉双语教学”模式,找准专业技能教学与双语模式创新的结合点,全面落实国家关于高校民族教育的发展方针政策,最大限度地提高学生掌握计算机实用技术,把学生培养成精通民汉双语、熟练掌握计算机实用技术、勇于创新的高素质人才,计算机科学系在四年的计算机应用技术(藏文信息处理)专业的建设过程中,勇于改革,推陈出新,走出了一条特色鲜明的专业建设之路。
二 教学改革中遇到的两个主要问题
在教学实践中,我们选择了以汉语为主、藏语为辅的课堂教学语言,选择了以实用技术为主、理论知识为辅的课程设置结构,选择这种模式的原因主要有:
1.计算机民语师资力量比较薄弱
我系现有专业教师30人,其中可以应用藏汉双语教学的教师4人,这4人都是硕士,其中副高职称2人、中级1人、初级1人。在多年的教学过程中,这4位双语教师都能潜心教学和科研,尽心尽力,在教学过程中逐渐形成了一套较为成功的计算机藏汉双语教学模式,这些努力在很大程度上保障了我系双语教学的顺利进行,但这仍无法满足计算机专业课程的纯藏语教学需要,也不能很好地适应这个专业教学内容快速发展和变化的现状。绝大多数专业课程的教学仍是以汉语为主,能实现双语教学的课程只有6门。
2.教材和教辅资料严重匮乏
在高校用藏语教授计算机是近几年新发展起来的一门学科,专业术语等的翻译没有形成全国统一标准,仅处于起步阶段,教材和各种教辅资料严重不足,如果在课堂上只用藏语教学,因为没有提供教材,现阶段是无法实现的。
3.藏语软件实验环境建设滞后
在学院的大力扶持下,我系购置了方正藏文书版系统30套,丰富了藏文教学软件,我们还搜集了各种藏文输入法,但教学需要的计算机系统软件、应用软件数目庞杂,且更新速度快,无法实现所有软件藏文化。所有的努力只是杯水车薪,软件环境也无法保障藏语课堂主要用语的教学模式。
4.重理论、轻实践的课程结构的弊端
纵观我国高校计算机教学的发展,如雨后春笋,蒸蒸日上。但受我国传统的重理论、轻应用的教学习惯的影响,计算机专业也形成了较为固定的课程结构和教学模式,许多高校计算机专业的课程设置几乎如出一辙,重理论,轻实践;重知识,轻技能。没有因地制宜地设置课程,脱离实际需要,不能更好地发挥高校为地方输送实用型人才的作用。我校是一所刚刚升本的民族高校,教学建设必须为地方经济发展服务,我们认为本专业的根本任务是培养能在藏区工作和为藏区社会主义现代化建设服务的实用人才。如果我们的课程结构缺乏与社会实际需求的联系,宽口径的人才培养与专业特长之间的关系把握不准,专业课程设置仅围绕着学科方向进行,没有从地方经济社会实际需求的角度来审视,就难以满足为民族地区培养多样化人才的需求。
三 教学改革措施
为了落实学院教学改革精神,突出应用型人才的培养目标,体现能力培养的中心地位,我系加强了实用软件类课程教学学时数和实践教学内容、实训内容的改革,同时也加大了藏汉双语语言能力的培养力度。我们在实践中总结经验,找到适应于计算机应用技术专业藏汉双语教学的中心点,力求在改革中完成高校民族教育赋予我们的重任。
完全依赖民族语言的专业课程教学模式已不能适应高等教育发展的需求,偏重理论教学的专业课程结构也不适应地方经济建设的实际需求,所以本专业的建设必须走出一条特色鲜明、切实可行的建设之路。为此,在这四年的专业建设中,我们采取了一系列改革措施,主要有以下两个方面:
1.注重学生应用能力的培养,课程结构做出较大调整
我们始终坚持这样一个观念,本专业包括课程设置在内的所有教学改革都是为地方经济建设发展服务的,必须立足现实,把实现学生毕业后能快速上岗作为培养目标。为了体现能力培养的中心地位,我们加强了对实用软件类课程的教学要求,调整了教学计划,增加了应用软件类课程的教学学时数,专业课程结构做出了重大改革。
第一,课程结构做出较大调整。针对目前计算机行业的发展形势及学生生源现状,我们在教学计划中对传统的课程结构和设计进行了改革,注重加强实验、实训等实践教学环节,加大应用型课程的课时量,整个课程结构与传统计算机应用专业相比,可谓是大胆创新,这也更符合我校教学改革的精神。我们只保留了少数的主干课程,对理论性较强的课程的课时压缩较大,同时我们又增加了《计算机工具软件》《平面图形处理》《二维动画制作》《三维动画制作》《非线性编辑技术》《ACCESS数据库》《方正书版(藏文版)》和《网页设计》等课程的课时量,还增加了《基础藏语》《应用文写作》等语言课程,另外还设计了《局域网组网》《音视频处理》等实训课。砍掉了《微机原理》《软件工程》《数据库原理》《离散数学》《概率与数理统计》《高等物理》等偏重理论的课程,保留下来的如《数据结构》和《操作系统》等传统课程有的缩减了课时,有的安排到专业选修课程中,总之课程结构的调整幅度较大。
第二,教学环节注重操作技能培训,淡化理论知识灌输。本专业课程分为通识课、专业课和职业课三类,其中通识课和职业课是严格执行学院统一的教学计划,专业课又分为基础课、发展课和方向课三个层次。专业课程总课时量是1000课时,其中实用软件类课程占600课时,是专业课课时量的60%。
2.以汉语为主、民语为辅的课堂教学用语
第一,学生状况分析:我系的双语学生总体上可以分成两类,“藏加汉”和“汉加藏”;第二,师资力量分析;第三,课堂教学用语的选择。
四 保障措施
1.建立定期研讨专业建设的机制
专业建设是一个长期的工作,需要不断丰富和完善。专业建设的研讨工作是专业建设工作能长期有效、持续发展的保障。专业建设研究是对整个专业的建设进行科学分析和总结,从中发现问题和解决问题,并设计和尝试改革的过程,是教学研究的重要组成部分。定期进行专业建设的研讨,研讨内容为课程体系、教学大纲、教学计划、课堂教学、教材处理、教材开发、精品课程建设、课程设计、毕业论文、全员听评课、援教顶岗实习等。
2.落实学院各项教学管理制度,规范教学和教学管理行为
为了加强本科教学管理,提升办学水平,学院先后出台了一系列教学工作规范和建设实施管理办法,对本科教学各主要环节和建设实施提出了明确要求和标准,我们在执行学校有关规章制度的基础上,细化、量化教学工作,结合我系办学特色实际制定和完善相关的教学管理制度,进一步加强和规范教学质量评估与管理、实践教学管理、教材管理和学籍管理等方面的工作,同时在落实上要狠下工夫,保证各项规章制度的顺利实施。
3.完善教学质量控制
经过几年的教学实践,我们要进一步建立科学完善的教学质量监控体系,包括教学质量监控的目标、教学质量监控的内容、教学质量监控的组织和实施。通过教学质量监控的运行,我们将采集到的信息进行定量和定性分析,把结果分别反馈给教学管理人员、教师和学生,并对整改意见的落实进行动态监控,保证教学质量的稳步提高。
4.健全学习效果评价体系
学习效果评价体系是检验和评价教学水平的重要手段。为了适应新的人才培养方案和培养模式,我们要突破原来单一的考试成绩评价方法,强调多层面、多角度的考核方式,形成由过程评价与结果评价相结合的体系。对专业课程主要从考勤、作业、实验、作品设计的成绩和期末考查考试成绩进行综合评价;对援教顶岗、支教实习主要从校内实习前试讲成绩、教案成绩、实习学校评定成绩三部分组成,每种评价侧重不同、权重不同,组成了全方位考评学生的评价体系。毕业论文与毕业设计允许学生用藏汉双语创作,鼓励开发藏文软件和藏文网站,提供优秀作品展示平台。
参考文献
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关键词:高职校;网络课程;实验教学
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)26-7468-02
Computer Network System of the Experimental Implementation of the Teaching Research
WU Zhan-ying
(Suzhou Higher Vocational and Technical Schools, Suzhou 215009, China)
Abstract: Vocational School as a new model applied to develop the main technical personnel as the goal, focus on teaching skills, ability to train students in the integrated practice. In this paper, the characteristics of computer networks and content of curriculum system and on the basis of experimental teaching courses on the network architecture, experimental platform, experimental teaching facilities were discussed.
Key words: vocational school; network courses; experimental teaching
高职校是新形势下职业教育办学机制与办学模式的一项探索与创新,它能更好更快扩大优质教育资源,满足广大人民群众对职业教育的多样化需求。高职校根据自身特点,将其培养目标定位在培养高级技术应用型人才上,所以在课程设置、实践环节上既要抓基础、抓理论,也要重实践、重应用。
计算机网络技术课程的特点是理论性与实践性都很强,要求学生在学习过程中能很好地将理论知识应用于实践,在实践活动中发现问题、解决问题从而积累经验。同时计算机网络课程是一门知识高度综合的课程,它不仅包含计算机系统知识,还包含通信系统知识、以分层结构表示的网络通信体系、网络软硬件及应用系统等,而这些知识的掌握程度与能力的培养很大程度上依赖于学生的实践。加强实验教学在计算机网络课程教学中起着不可替代的作用,尤其能培养学生的研究创新能力和意识。
近年来,一些学校根据实际需求,已开始投入资资金,建立专门的网络实验室,所以,实验的组织与形式、实验项目的可行性分析和可操作性分析、实验室的使用与功能的扩展等都是需要讨论研究的问题。针对目前计算机网络实验课程教学的现状,我们在“以培养学生动手实践能力为核心”的教学理念指导下,提出一种实验内容及教学体系的实践方案,并在此基础上积极探索实验教学的改革。
1 实验教学目标及内容
1.1 实验教学目标
实验教学目标,要根据学校的培养目标和社会对学生的专业技能要求来确定。为此我们采用分层次的教学目标和教学内容体系,其中总体目标是通过一系列的实验教学使学生在网络知识、网络技能、网络综合素质等方面得到全面提高,这与计算机网络这门课程的教学目标是一致的,即通过实践加深理论知识的理解,同时还要提高学生实践应用和研究创新能力,将其培养成高级技术应用型本科人才。在总体培养目标下结合学生专业特点和课程特点提出第二层次的目标,即是通过一系列的实验教学使学生掌握局域网的组建、测试、服务配置等基本技能,路由器与交换机、广域网、网络安全等综合应用与实践能力。这两个目标前者指导后者,后者是前者的实施与细化。
1.2 实验教学内容
根据计算机网络实验教学的目标我们将实验内容分为三个层次,如表1所示,分别为基础与验证层次,综合与设计层次,研究与创新层次。
基础与验证层级涉及到网络基本原理与技能,要求学生熟练掌握计算机网络软、硬件的构成、计算机网络的基本组成要素。实验的内容可包括网络线缆的制作,局域网的物理组建,操作系统的安装与使用,TCP/IP服务的配置与管理、OSI/RM或TCP/IP各层协议分析的基本方法等。
综合实验与网络设计层级涉及到计算机网络的综合管理与应用技能,是计算机网络实验的核心部分,也是计算机网络实验部分的重点和难点,可操作性很强。要求学生能通过调配资源,掌握网络的互联技术,同时应具备一定分析和解决网络故障的能力。安排主要实验包括路由器的配置,三层交换机和VLAN的配置与管理,IPv6,网络管理,网络安全等。
深入研究与创新层级涉及到计算机网络应用与网络工程设计,如互联网软件开发、多客户Socket编程、架设Proxy服务器、网络管理常用命令、相关服务器平台构建、研究设计网络解决方案等。
3 计算机网络实验课程教学实施
3.1 教学平台的选择
根据实验教学的目标和主要内容,构建针对计算机网络技术的实验教学平台。
实验室主要采用锐捷网络教学设备,其结构拓扑如图1所示,服务器和核心设备Catalyst4503构成大机柜,既连接实验室内的各个实验组,又连接到校园网。每个实验组由6台学生机构成一个局域,共8组。包含的网络设备有Cisco2800系列路由器、Catalyst2900系列交换机、Catalyst3500系列交换机等。
每台学生机上安装有Windows Server 2003和Red Hat Linux 9.0操作系统。由于环境的局限性,可通过VMWare、Boson NetSim等软件对实验环境进行扩充。虚拟机软件VMWare可以在同一台机器上模拟出多台机器构成局域网,Boson NetSim是Cisco路由器、交换机模拟程序,可以进行CCNA、CCNP实验的环境模拟。
3.2 实验教学体系
经过教学中的探索与实践,形成了如图2所示的计算机网络课程实验教学的分类层次体系,其划分依据学科专业差别和学生个体特点,在教学过程中做到因材施教,有的放矢。
根据不同专业差别进行分类教学:各学科对学生的网络知识、技能要求有所差别,在实施教学过程中要考虑对实验内容进行取舍,考虑到单独设课,学时安排等因素。
根据学生个体特点进行分层次培养:根据学生自身水平及以后发展目标等的不同,分基本型培养方案和开放型培养方案。前者面向一般学生,强调基本概念、原理及方法的掌握,目标定位在绝大部分学生,使他们通过实践,能够掌握该课程领域的基本知识和技能。后者面向学有余力的学生,除掌握基本概念、原理和方法外,教学中可根据学生的兴趣及能力设置一些应用更强的实验,以开放式项目的研究、开发为驱动,如课程设计、毕业设计等,鼓励学生思考问题、解决问题。
3.3 组织教学与考核办法
在组织实验教学过程中要把握好三个阶段,即实验准备阶段、实验实施阶段、实验总结阶段。
实验准备阶段要求学生复习与实验相关的理论和原理,明确实验目标和任务,这样在操作过程中不会因为目标不清楚而盲目。对于初次接触的实验内容,教师还需要作出讲解和演示引导,如在Windows Server 2003下安装AD,不仅要介绍主从式网络、域、域控制器等概念,还要结合操作步骤给出必要的提示。
实验实施阶段教师可以根据实验内容采取独立实验与分组实验相结合的形式进行,分组实验时每组中有一个小组长的角色,其他同学可充当不同的角色,协助完成任务。在动手操作之前要求学生根据实验内容和环境进行实验规划和必要的设计,操作中以学生为主体,教师起引导启发作用,要求学生仔细观察和思考并能做好记录。鼓励同组学生交流讨论,培养其发现问题、解决问题的能力和团队协作能力。
实验小结阶段要求学生撰写实验报告,包括实验目的、实验拓扑结构图、实验步骤、实验结果的验证、实验中出现的问题和解决办法等内容,实验后记。
对于计算机及相关专业,网络实验课独立开设。其他专业网络实验作为《计算机网络技术》的一部分教学内容。不管是哪种上课形式都需要有明确的考核方法。每次均进行实验现场测评,并要求实验后递交实验报告;在学期末选择有一定综合性的实验,要求学生在限定的时间内能独立完成,从而考察学生对相关原理的理解,对实验过程及结果的分析思考,对知识系统的宏观把握,规划与设计能力和操作的熟练程度等。
通过问题驱动,分组教学等一系列教学手段,学生反映实践课对理论知识的理解有着及其重要的作用,在激发学生学习积极性的同时培养提高了他们的动手能力、团结协作精神和创新精神。
4 结束语
网络应用技术发展很快,不断更新网络实验的教学内容才能使学生学到实用技术,达到培养学生实际应用能力的目标。
网络产品种类繁多且更新换代频率高,可利用计算机网络实验平台从事毕业设计,教师教研和科研,相关认证考试的培训等,充分有效地利用实验室资源。
网络实验教学是一个系统工程,它需要实施者不断地加强自身学习,不断探求实验教学的改革与创新之路。
参考文献:
[1] 尚晓航.计算机网络技术基础[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2] 闫书磊.计算机网络基础[M].北京:人民邮电出版社,2008.
按照教育部的要求,分委员会的职责是组织和开展本专业教学领域的理论与实践研究,指导高等学校的学科专业建设、教材建设、教学改革、实训基地建设、实验室建设等工作,制定专业规范或教学质量标准,接受委托承担专业评估任务,接受委托承担本科专业设置的评审;组织师资培训、教学研讨和信息交流等工作,完成教育部委托的其它任务。围绕着这些要求,分委员会2006年4月21~22日在长沙召开主任会议,确定了任期5年内的工作。将总目标确定为:在4种力量的支持下,做好4件事情。这4种力量是:教育主管部门(教育部、各省市教育厅/局)、相关院系领导和广大一线教师、相关行业学会/协会/组织(如:中国计算机学会、全国高校计算机教育研究会、各省市计算机学会、计算机用户协会、软件行业协会、全国高校计算机系(院)主任(院长)论坛)和相关企业。4件事情是:宣传培训、分类试点、专业认证、完善规范。
在过去的3年半中,在各方的支持下,分委员会全体积极努力,开展了深入的研究、广泛的宣讲和培训、扎实的分类培养试点,以及稳步的专业认证试点。
1广泛的宣讲与培训
《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》(简称为《规范》)的研制汇集了全国计算机专业的大批教育教学专家,历时3年多。教育部对《规范》给予了高度的重视,一直关注并适时给予指导,于2006年6月24组织专家进行了评审。评审认为:“这些文件的起草是一项大规模深入的研究工作,对于我国计算机专业教育和基础教育具有针对性和创新性,对规范和蒋宗礼老师
发展我国高等学校计算机教育具有重要指导意义,是我国计算机教育改革的一项重大研究成果”。
《规范》于2006年9月正式出版发行,目前已经第三次印刷。根据2006年9月8日分委员会第一次全体会议的决定,全体委员根据分工,按照分委员会制作的标准讲稿,在全国范围内开展了广泛的宣讲,几乎覆盖所有的省会城市,部分省市的宣讲还进行过多次,受到了同行们的广泛热烈欢迎。经过2年多共计约70次的宣讲,至少5000余人次的一线教师和专业负责人直接听取了报告。在各校计算机专业明确基本方向和要求,修订教学计划中发挥了指导作用。
宣讲过程与国家级精品课程、国家级和省市级精品教材等优质资源的推广应用相结合,一批具有丰富教学经验和课程建设经验的一线教师直接与广大教师面对面,毫无保留地将自己的研究成果、经验、方法等拿出来和大家共享,有效地促进了计算机及其相关专业教学水平的提高。
2进一步深入研究
由于计算学科仍然是一个年轻的学科,其发展非常快,特别是在新技术、新系统以及广泛的应用方面,发展特别迅速。所以,该学科的一些分支学科逐渐形成并迅速丰富。为了应对这一局面,分委员会在《规范》的基础上,继续开展了一系列的研究。主要包括发展战略研究、高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程研究、高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范研究、高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案研究、计算机科学与技术专业能力培养研究。
2.1发展战略研究
作为延续,分委员会再次组成研究小组,继续从理念的层面开展专业发展战略的研究。希望“细化认识,升华观念,看得更加远一些”。希望从健康发展的专业特征入手,研究计算机科学与技术专业的未来发展方向,寻求“从专业出发”和“从学生出发”办专业的统一。
研究小组2008年4月正式成立,2008年7月2日召开了电话会议,就有关问题进行了讨论,2008年8月13日在山东大学威海分校召开研究会。该小组目前正具体就“关于‘分类培养’战略的进一步思考”、“关于计算机专业人才的社会需求”、“计算机专业毕业生去向分析”、“国外计算机专业办学情况概览”、“关于‘就业导向’办专业观念的辨析”等方面的问题进行了研究。
2.2公共核心知识体系与课程研究
这项研究是根据2006年11月18日分委会主任扩大会议的决定进行的,其目的是为了进一步提高《规范》的可操作性。希望通过这项研究,找出本专业有关方向的公共基础知识结构,构建适当的公共基础知识课程体系,为在公共平台为基础上构建课程体系提供参考,以适应目前许多学校以不同层次的平台为基本构架制定本科教育课程体系的需求,力求实现无论CS、CE、SE、IT中的哪一个方向,都能够比较方便地在这组课程的基础上进行扩充而得,同时也可以有效利用已有的优质资源,迅速提高本专业的整体办学水平。
2006年12月研究小组成立,2007年4月底形成初稿,2007年6月中召开主任会议集中进行讨论和修改,在此基础上形成草案,全体委员中广泛地征求了意见,研究成果以《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》的形式于2007年9月由清华大学出版社正式出版。2008年10月增加了适当的内容后,以修订版的形式重印。
核心课程选取的原则是:涵盖4个方向的公共要求,实现在课程层面上对公共知识体系、专业培养公共要求和基本特征的体现;构成一个既照顾到学科,又照顾到专业的基础平台,使得人们能够方便地构建完整的、全局优化的专业教育课程体系;充分考虑学时的限制,按照总学时20%计算,将公共核心课程的总学时控制在500以内;用尽可能成熟的课程实现涵盖,而且这些课程可以体现学科教育的一些基本特点。
该知识体系共包括8个知识领域,含39个知识单元,共342个核心学时。其中,离散结构(DS)60核心学时、程序设计基础(PF)67核心学时、算法(AL)28核心学时、计算机体系结构与组织(AR)60核心学时、操作系统(OS)32核心学时、网络及其计算(NC)48核心学时、程序设计语言(PL)13核心学时、信息管理(IM)34核心学时。他们被涵盖在程序设计、离散数学、数据结构、计算机组成、计算机网络、操作系统、数据库系统等7门课程中,这些课程称为公共核心课程。
《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》包括8部分:第一部分介绍开展这项工作的背景;第二部分介绍各专业方向基本要求,包括:各专业方向的问题空间与知识取向、学生专业能力的培养、以及能力的详细描述;第三部分介绍公共核心课程选取的原则;第四部分给出这些课程所含的知识体系,称之为公共核心知识体系;第五部分给出了7门公共核心课程的大纲;第六部分给出公共核心课程对各个方面核心知识单元的覆盖分析;第七、八部分分别为示例和总结。
2.3实践教学体系与规范研究
这项研究是根据2007年7月19日教育部高等学校理工科教学指导委员会指导性专业规范研制工作会议要求,以及2007年6月16日主任会议和2007年10月13日第二次全体会议决定进行的。本研究根据强化学生理论结合实际能力的培养,进而更好地支撑学生基本专业能力培养的需要,依照《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》和《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》的总体要求,构建相应的实践教学体系。
实践体系包括课程实验、课程设计、专业实习和毕业设计。这里强调实践教学为总的教育目标服务,要与理论课程教学相结合,要考虑课程的教学目标,体现课程的特点,体现课程的内容要求和能力培养要求,与理论课程有机结合,构成有机整体,贯穿于人才培养的全过程。
理论教学与实践教学并举并重是一个基本原则。理论和实践相互结合,既重视理论传授,又重视实践引导,从培养创新意识、工程意识、工程兴趣、工程能力、或者社会实践能力出发,强调实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计(论文)等实践性教学环节进行整体、系统的优化设计,把基础教育阶段和专业教育阶段的实践教学有机衔接,使实践能力的训练构成一个体系协调实现学生对学科知识和方法的实践的体验、探索与应用。
追求实验体系的完备、相对稳定和开放,体现循序渐进的要求,既要有基础型的验证实验,还要有设计型和综合型的实验和实践环节;在规模上要有小、中、大,难度上要有低、中、高;在内容上,既要有基本要求,还要有更高要求,通过更高要求引导学生进行更深入地探讨,体现实验题目的开放性。另外,还要强调实践环节与实际的紧密结合。
从覆盖面来说,作为计算机科学与技术专业的实践教学体系,既要包含硬件方面的,又要包含软件方面的;既要包含基本算法方面的,又要包含系统构成方面的;既要包含基本系统的认知、设计与实现,又要包含应用系统的设计与实现;既要包含系统构建方面的,又要包含系统维护方面的;既要包含设计新系统方面的,又要包含改造老系统方面的。
从实验类型上来说,需要满足人们认知渐进的要求,要含有验证型的、设计型的、综合型的。要注意各种类型的实验中含有探讨性的内容。对综合型的实验,要尽量与“企业”相结合。
从规模上来说,要从小规模的开始,逐渐过渡到中规模、较大规模上。关于规模的度量,就程序来说大体上可以按行计。小规模的以十计,中规模的以百计,较大规模的以千计。包括课外的训练在内,从一年级到四年级,每年的实验和实践量折合成程序量,可依次大约为5000行、1万行、1万行、1.5万行。这样,通过四年的积累,可以达到4万行的程序量。作为最基本的要求,至少应该达到2万行。
研制出的《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》于2008年10月由清华大学出版社出版。其中包括程序设计基础、数据结构、操作系统、编译原理、计算机图形学、人工智能、软件工程、数据库系统、数字逻辑、计算机组成基础、计算机体系结构、嵌入式系统、计算机网络等13门课程的实验,数字逻辑、计算机原理、嵌入式系统、数据结构、操作系统、程序设计、软件工程、网络应用、网络工程等9个综合课程设计,以及对专业实习和毕业设计的要求。
2.4专业核心课程教学实施方案研究
为推动分类培养思想的落实,建设优质教学资源,解决现在相关课程建设中存在的问题,推进计算机科学与技术专业的科学办学进程,2008年3月,分委员会、中国计算机学会教育专业委员会和高等教育出版社决定联合开展“高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案”研究。该研究于2008年4月获得教育部的批准,作为教育部高等理工教育教学改革与实践项目之一立项。
该项研究根据《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》并考虑到“软件工程”的重要性,项目包括离散数学、程序设计基础、数据结构、计算机组成原理、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程的教学实施方案的研制,探求在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的基本课程教学大纲下,如何面向科学型、工程型和应用型三类人才的培养需要,根据不同类型人才关注不同的学科形态、不同的问题空间、不同的根本问题,以知识为载体,瞄准专业能力的提高和专业素质的形成开展有效的教学活动,形成较系统地课程教学实施方案。同时对相应的教材建设提供一个指导性意见(方案),解决目前课程教学和教材建设中可能存在的趋同性、盲目性、孤立性,以及不完整、不合理交叉等问题,改变过分追求知识的全面性,忽略人才培养的适应性倾向,为计算机专业的教育教学能够瞄准基本目标,更科学有效地实施进行探索。
瞄准这一目标,按照科学型、工程型和应用型三类人才培养的需求,分别设计出上述8门课程的三种不同的教学实施方案。特别要指出的是,科学型以“计算机科学”专业方向为基本背景,工程型以“计算机工程”和“软件工程”专业方向为基本背景,应用型则以“信息技术”专业方向为基本背景。
考虑到这些课程虽然都是计算机科学与技术专业的核心课程,但它们却有着不同的特点和属性,所以在内容组织形式上我们没有苛求完全一致,而是依据一个基本框架,允许各门课程给出反映自身特点的内容。再者,教学实施方案要解决的问题涉及到方方面面,有的还是本学科尚未完全解决的问题,所以,很多内容都是探索性的,需要在实践中不断丰富、不断提高。其三,课程教学是与教师紧密相关的,甚至可以说大纲、教材只是一个框架和素材,课堂教学这部剧如何展开,还依赖于集导演和演员于一身的教师,所以给出的只是提示性的参考。
项目共有核心研究成员51人,来自32所高校和高等教育出版社,包括18门国家级精品课程的负责人和主讲教师。《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》于2009年5月由高等教育出版社出版。
2.5专业能力培养研究
根据2008年11月1日分委员会第三次全体会议的决定,开展计算机科学与技术专业能力培养研究。2008年12月研究小组成立,将基本框架确定为研究专业基本能力的基本内容和计算机专业的核心课程(7门公共核心课程和软件工程课)对这些能力的培养实施。
专业能力培养的研究是一个极具挑战性的题目,这项研究旨在为如何将面向知识的教育转变为能力导向的教育做出基础性的探索。研究初步将计算机专业高级人才的专业基本能力包括计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力等4个方面。认为他们包含有丰富的内容,例如,计算思维能力包括:问题的符号表示、问题求解过程的符号表示、逻辑思维、抽象思维、形式化证明、建立模型、实现类计算、实现模型计算、利用计算机技术等,程序设计与实现能力主要包括:设计数字电路、实现数字电路、设计功能部件、设计芯片、对芯片进行程序设计、小型程序设计、大型程序设计、系统程序设计、实现智能系统等,系统能力分为系统的认知、分析、开发与应用能力,其中系统认知能力主要包括:基本系统软件使用、系统软件构成、基本的计算机硬件系统构成、网络系统的构成、硬件系统的性能、软件系统的性能、实验分析等。
首先要研究这些能力的内涵和描述,包括该书的作用描述、培养描述、培养中要注意的问题等。在这个基础上,以离散数学、程序设计基础、数据结构、计算机组成原理、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程为基础,探讨课程教学如何在学生的专业能力的培养中发挥更有效的作用。
3办学试点
根据分委员会的工作安排,为了更有效地实施《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》,推动计算机科学与技术专业的改革,经过准备,于2007年正式启动办学试点工作。2007年6月16日发出了“关于征询实施‘计算机科学与技术专业规范’意向的函”。2008年3月25日,根据有关高校的申请,做出了“关于计算机科学与技术专业规范试点立项决定”,分成“地方院校计算机应用人才培养研究与试点”、“具有行业特色院校中计算机专业人才培养研究与试点”、“面向本科就业市场的计算机专业人才培养研究与试点”、“科学型与应用型兼顾的计算机专业人才培养研究与试点”4个课题开展试点工作。参加试点的学校有济南大学、武汉工程大学、宁夏大学、河北师范大学、上海海事大学、华中农业大学、西安邮电学院、长江大学、吉林化工学院、中国计量学院、黄冈师范学院、厦门大学、天津大学、河海大学。
2008年3月28日,分委员会向教育部高教司提交“关于计算机科学与技术专业规范试点工作立项的报告”。2008年4月8日,教育部高等教育司批准立项(“关于批准计算机科学与技术专业教学改革与实践项目立项的通知”教高司函z2008{71 号)。2008年4月18日在北京大学召开“推进计算机科学与技术专业科学办学试点工作会议”,重点讨论了有关计算机科学与技术专业科学办学试点工作,就试点工作做出了具体安排。2008年4月28日发出“关于制订计算机科学与技术专业试点实施计划的函”,要求各试点高校提交试点实施计划,并要求责任专家提供相应的咨询。
为了搞好这项工作,分委员会非常重视,曾多次召开会议进行研究。实际上这是一项特殊的工作,其特殊性就在于它是研究性的,而且研究中有许多要实施工作。例如:如何实现学生的分类培养?如何有效利用学校的环境和已有的基础开展实践活动?不同类型的学校,不同的试点目的,各有什么样的、多大的难度?在什么样的条件下可以比较顺利地参照规范进行办学,哪些条件下会有更多的困难?这些困难是否能够被克服?如何克服?这都是试点中值得具体研究的问题。即使在试点的具体做法上,又有很多值得探讨的问题。
4专业认证
为了积极推进计算机科学与技术专业的教学改革,配合教育部的工程教育专业认证工作,分委员会参加了计算机类专业的认证工作。2006年对山东大学、北京航空航天大学,2007年对哈尔滨工业大学、西安电子科技大学,2008年对复旦大学、华南理工大学进行了专业认证,取得的经验受到教育部的重视,先后两次在全国工程教育专业认证工作经验交流和培训会议上介绍经验,受到高度评价,还多次应邀参加全国工程教育专业认证专家委员会组织的文件修订等工作。
根据《全国工程教育专业认证专家委员会章程(暂行)》,开展工程教育专业认证的目标是:构建我国工程教育的质量监控体系,推进我国工程教育改革,进一步提高工程教育质量;建立与注册工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系,构建工程教育与企业界的联系机制,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性;促进我国工程教育的国际互认,提升国际竞争力。可以说,其核心内容是构建工程教育的质量监控体系,推进工程教育改革,进一步提高工程教育质量。
认证要求从以下7个方面考察专业的办学状况:
(1) 专业目标。强调专业设置的合理性,培养目标和要求的合理性,强调它与社会需求和自身状况的符合度,以给目标的有效达成提供基础。
(2) 质量评价。分别以内部评价、社会评价两个方面分别从学校和用人单位的视角来评价专业的教学过程和教育教学的最终结果――毕业生,以促进教育教学工作的持续不断地改进。
(3) 课程体系。关注到课程设置的科学合理性,实践环节是否完善,是否满足要求。特别是密切关注作为“实践教学”重要部分的毕业设计或毕业论文,为了突出起见,这个环节被单列为一个“内涵”。
(4) 师资队伍。除了包括最基本的师资数量与结构外,还关注到了教师发展,通过关注这一点,来保证维持一个通过认证的专业的教学正常运行的最关键条件――师资的满足和不断改进愿望的实现。
(5) 支持条件。包括了除师资条件外的其余办学条件:教学经费、教学设施、图书资料、产学研结合。其中的“产学研结合”用来进一步促进教育教学与实践的紧密结合,进一步体现“工程教育”的特点和要求。
(6) 学生发展。包括招生、就业、学生指导。招生体现了学生的基础和社会声誉,就业体现了教育的结果和社会认可度,学生指导则要求学校为学生的发展提供更贴切的指导,以利于学生个性化的发展,充分发挥学生的擅长和他们的创造性。
(7) 管理制度。包括教学管理、质量控制两个方面的内涵,分别从管理制度的完善与执行、质量控制标准的设置与执行两个方面体现对培养合格毕业生的保证。
认证通过强调国际等效、能力培养导向、明确的培养目标定位、不断改进的机制来促进专业办学水平的提高。从目前完成的认证工作来看,计算机科学与技术专业开展的工程教育专业认证试点工作取得了良好的效果,对加速计算机科学与技术专业的建设,迅速改善专业结构,提高专业办学水平发挥了重要作用,同时也引起了各个办学单位的高度重视,这项工作的步伐有望加快。