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关键词:特色专业;培养方案;实践基地;师资队伍
特色专业建设是教育部质量工程的重要内容之一,其目的是促进我国高校在教学改革和专业建设过程中,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面形成显著特色[1-2],培养的学生在某些方面的素质和能力优于其他院校该专业学生,并得到社会的广泛认可。进行特色专业建设,是各高校在新形势下求得生存、获得竞争力和竞争优势的重要战略手段。
近十年来,随着我国高等教育从精英化发展到大众化,计算机专业规模不断扩大,随之出现了面对全国高校每年培养出的数十万计算机专业毕业生,用人单位却常常找不到满意的计算机人才的尴尬局面。天津理工大学作为一所服务于天津市及周边地区经济建设的多科型高校,建校30年来为本地区信息化建设和信息产业的发展输送了大批合格、敬业的计算机专门人才,成为天津市计算机软件与应用人才的重要培养基地。由于在专业规模快速发展中伴随着学科本身的高速发展和信息产业的专门化发展,计算机专业人才培养同样面临着进一步与产业发展有效对接的强烈要求。为此,我们针对天津市“十五”后期和“十一五”期间信息产业特别是软件产业的发展规划,以及天津高新技术园区特别是滨海新区对计算机专业人才的迫切需求,结合学校面向应用型人才培养定位,明确将软件为主的应用技术、持续发展的专业潜
力、诚信敬业的道德品质作为计算机特色专业人才培养目标,以此全面优化培养方案,将核心课程建设、实践体系建设、教学团队建设作为特色专业建设的重要内容,以此贯彻、落实人才培养目标。经过近4年的特色专业建设,强化了人才培养优势和择业竞争力,赢得了社会的认同,学生就业率和就业质量位居天津市同类院校同类专业前列。2008年初计算机科学与技术专业被教育部批准为第一类特色专业建设点,同年6月计算机科学与技术教学团队被评为天津市级教学团队,2009年特色专业相关建设成果分别获得天津市教学成果一等奖、二等奖及国家教学成果二等奖。
1修订培养方案,做好专业建设顶层设计
特色专业建设应以培养方案为指导,人才培养的目标与特色要通过培养方案的实施来体现。为了使培养方案能够与信息产业特别是计算机软件产业的发展有效衔接,我们与天津南开创元、天津华信、开发区易泰达以及软通动力等计算机及软件企业建立了企业人才需求征集制度,通过走访企业、函发征询单等方式,广泛调研了用人单位对计算机专业毕业生在素质、能力、知识等方面的基本要求,经过汇总归纳,作为全面修订人才培养方案的重要参照表(见表1),并结合《ACM/IEEE Computing Curricula Computer
基金项目:教育部特色专业建设点项目(TS10089)。
作者简介:张桦(1962-),女,教授,博士,天津理工大学计算机与通信工程学院院长,研究方向为图像处理、虚拟现实技术等。
Science 2005》、《IEEE Computer Society / ACM Computing Curriculum Software Engineering 2004》、《IEEE Computer Society / ACM SWEBOK 2002》以及《中国计算机科学与技术学科教程2006》指南,确定了优化特色专业培养方案的基本思路和架构。
表1用人单位对计算机毕业生的基本要求
序号基本要求说明
1实践经验有项目开发经验,掌握主流软件开发技术或工具的毕业生
2发展能力专业基础扎实,发展潜力大,在工作中能够掌握新技术,适应新环境
3应用能力具有较强的软、硬件开发、维护能力以及解决工作中出现的实际问题的能力;具备外语应用能力
4团队协作能力在团队中具有组织、配合或协调的能力
5创新能力在解决常规问题的基础上,有所发明,有所创造,能为企业带来更大的价值
首先把夯实专业基础(数理基础、外语、专业核心课程)、掌握应用技术(课内外实践+主流技术模块)、培养创新精神(导师项目组、学科竞赛小组、课外科技小组)作为支撑培养方案的三大支柱;通过构建集课内实验、课程设计、专业设计、企业实习、毕业设计为一体的实践体系,并进一步拓展校内外实践基地,保证实践体系的有效实施;设置低年级专业认识实习环节,通过走入企业,去感受职场氛围、感知技术发展,树立就业意识并激发学习激情;在调整确立了核心专业课程的基础上,把和基于SUN的Java等主流技术体系分别以限选课程模块、选修课程、新技术讲座、以及进入企业实习开发等学习形式纳入培养计划,从顶层设计入手体现特色专业培养目标。如图1所示。
图1培养方案框架
2优化课程体系,在特色课程建设中落实培养目标
课程教学是实现人才培养目标的基本途径,是培养方案的基本落脚点。我们在特色专业建设中,把专业基础课程建设与专业特色课程建设作为优化课程体系的主要内容,推进课程体系和教学内容改革。
2.1着力建设专业核心课程
首先针对特色专业培养目标,我们将离散数学、
计算机基础、程序设计基础与面向对象设计、数据结构与算法、数字逻辑、微机原理、数据库原理与技术,操作系统、编译原理、网络技术(包括课程设计)、嵌入式系统及软件工程(包括专业设计)等作为计算机科学与技术专业核心课程,参照《中国计算机科学与技术学科教程2006》指南,围绕计算机科学与软件技术、计算机系统及计算机应用三大课程群对课程内容进行了系统梳理;采取学术带头人负责制,分期分批进行精品课程建设,目前已将数字图像处理建成国家精品课,计算机基础、数据结构、微机原理、网络技术课程建设成为了天津市级精品课,离散数学、程序设计基础成为校级精品课。
2.2校企合作开设软件技术课程
针对计算机软件技术发展快、社会对毕业生应用水平要求高的特点,我们与IBM-易泰达,软通动力、南开创元等知名软件企业通力合作,把.Net模块和Java模块(见表2)作为两大软件技术方向的特色课程纳入培养计划的限选模块,选聘企业资深工程师和工程背景扎实的教师共同承担系列课程的讲授与实践指导;以软件系统设计为重点,通过课程实验、综合设计和企业实习等实践环节,让学生在实际开发环境下使用最新的软件开发工具获得较真实的软件开发经验,提高学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面的能力与合作精神;对这类课程的考核采取项目小组答辩、认证考试相结合的考核形式,强化软件开发训练和实践能力的培养。
由于将专业基础课程与软件开发技术有机结合进行了课程体系的建设,并辅以实践环节强化知识及技术的应用,使我们的毕业生在天津市各高校同类专业中显示出较明显的择业优势,就职于天津市高新技术开发区计算机公司及相关企业,天津市及周边地区金融、政府机关和事业单位,专业对口率与就业质量名列前茅。
表2限选模块课程
模块号专业限
选模块课程
模块C#,,面向.Net的XML设计,面向.Net的Web设计
2Java模块Java面向对象设计,J2EE,JSP,Eclipse,JDBC
3拓展实践基地,强化学生应用能力培养
面向以软件技术为主的应用能力培养方案,我们着重加强了校内外实验实践基地建设。
3.1利用学科优势,构建本硕一体的校内实践教学平台
本学科拥有天津市级重点学科、天津市级重点实验室、省部共建教育部重点实验室和工信部微软嵌入式软件实验室等多个科研平台。几年来我们注重将学科平台建设与本科实验平台建设有机结合,并通过实施本硕一体化的实验教学平台建设,建成了天津市高校优秀教学实验中心――计算机科学与工程中心,其中包括以工程化培养理念为指导,以系统软件、CASE 工具、开发工具为核心,以网络、服务器、桌面系统为平台,组建与业界应用技术发展同步的软件工程综合教学实验室,满足图形图像技术领域研究的图形图像处理实验室,以及适应于信息安全与新一代网络技术研发的网络技术与安全实验室,为本科生和研究生提供共享的教学与开放实验环境。
3.2加强校企合作,强化实践能力培养
与中软天津软件基地、东软、昆山软件外包基地等多个企业签署了专业认识实习协议,针对每一个合作实习基地的特点,校企双方共同研究制定了实习计划,从2005级开始全面实施了2年级专业认识实习以及高年级工程实践实习计划。实习基地为学生们提供了真实的办公环境(见图2)、真实的项目实战、真实的项目经理、真实的项目压力,每一个项目实战是通过一个完整的团队项目,训练学生快速掌握企业软件开发需要具备的基本开发技能,并切身感受软件开发的全过程,通过团队的努力完成一个中小型项目。项目实战包括需求分析、总体设计、编码、测试和产品提交这几个阶段,每个阶段都进行阶段性评审,通过最后综合评定,产生不同方向的优秀项目团队。同学们对能够在企业中进行实习和训练兴致盎然,对企业新技术及其创新环境的学习劲头让教师感触至深,实习项目完成的水平得到企业技术工程师的赞誉。
图22007级学生中软基地专业认识实习
4建设优秀团队,确保特色专业建设质量
师资队伍建设是特色专业建设的根本保证。计算机科学与技术专业教学团队以“计算机软件与理论”重点学科带头人和学科骨干为主体,由19名具有博士学位、5名具有硕士学位的教师组成,其中教授7名。团队成员平均年龄39岁,平均教龄15年,具有工学、理学学科背景。
为了满足特色专业人才培养目标,首先实施了教授和学术带头人全部承担专业基础课程计划,并且第一门专业基础课“计算机导论”分别由本学科资深教授共同承担;其次,为了强化教学团队在专业理论基础上的工程意识和实践能力提高,我们于2006年制定并实施了“4321”计划,即:利用4年的时间,每年选派3名青年骨干教师以技术人员的身份进入滨海新区软件企业和南开创元等合作企业参加项目研发,每年邀请IBM-易泰达等软件企业2名资深工程师参与专业教学,每年确保青年教师参与一项合作软件开发工程。这一队伍建设机制在中青年教师的大力支持下得以顺利实施,至今已有11名教师完成了该项计划,并将工程研发的内容作为案例纳入到软件技术课程的教学内容之中,打造了一支理论基础与实践能力相得益彰的特色专业教学团队,成为提升学生应用实践能力的坚强保证。2007年以来,教师团队获得天津市第四届教学名师奖1名,天津市“五一”劳动奖章2名,天津市优秀教师1名,天津市青年教师
基本功竞赛一等奖2名,计算机科学与技术教学团队荣获天津市级教学团队称号。
5结语
建设计算机科学与技术特色专业既是信息产业高速发展的需要,也是各个高校适应环境变化,求得生存与发展,提升专业竞争力,提高办学水平的一项重要教学改革内容[3]。我们围绕特色专业的人才培养目标,从适应天津市信息产业需求出发,围绕优化培养方案、建设特色课程、打造优秀教学团队、强化实践教学开展了一系列的建设工作,并取得初步成效。通过走访和问卷调查,用人单位对毕业生的基础理论知识、程序设计及开发能力、创新意识与能力、团队协作等方面给予很高的评价,其中优良评价在97%以上,“上手快、潜力大、踏实肯干”是众多用人单位对我们毕业生的中肯赞誉。如大连华信公司在首次聘用我校10名毕业生后,很快发现我们的毕业生有责任心、积极主动性强、适应能力强,能接受公司文化,与公司一同成长立即决定来与我们洽谈定制培养。由于毕业生拥有企业需要的实践能力和踏实肯干的务实作风,因而深受用人单位欢迎,大连华信、大宇宙、南开创元等著名软件企业争相提前进校招聘毕业生,即使在就业形势严峻的2009年度,我专业的毕业生一次签约率达到75%。
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Construction of Characteristic Specialty of Computer Science and
Technology in Reform and Practice
ZHANG Hua, WEN Xian-bin, LIU Jian-qi
( Tianjin University of Technology ,Tianjin 300191,China)
专业定位是制定人才培养目标和人才培养模式的前提,科学的专业定位是培养满足社会需求的专业人才的关键。专业定位不准确,会导致人才培养欲达到的规范和标准的偏差,会影响到人才培养的具体形式、手段与途径。专业定位包括办学层次定位、培养目标定位、人才面向定位、服务面向定位和人才知识结构定位。办学层次定位要确定是培养本科生、研究生还是专科生等;培养目标定位要确定所培养的学生应具有的素质、能力以及应满足哪方面的社会人才需求;人才面向定位要确定专业人才就业的岗位;服务面向要确定专业人才服务的地区和行业;而人才知识结构定位要确定专业人才应具备的知识和技能。首先,作为地方性院校,主要承担为地方经济建设服务的使命。因此,地方性院校要了解地方IT产业发展和布局,研究其所需人才的素质、能力、岗位和知识结构,在此基础上科学定位,从而使所培养的人才具有针对性。其次,地方性院校应认真分析自身优势和特色,如办学条件和行业特色等,根据自身优势和特色来进行专业定位,这样,才能充分发挥各校优势,有针对性地培养高质量、具有竞争优势专业人才。
2湖南省属某高校计算机科学与技术专业定位
2.1湖南省IT产业现状目前,湖南省以建设三大信息产业基地为重点来带动湖南省信息产业的发展[4]。三大信息产业基地分别是:以国家级长沙经济技术开发区为主,构筑以显示器件、电子元器件、整机、通信传输设备、通信交换设备、专用仪器仪表设备、计算机网络设备、电子信息材料等为主导的湖南省信息产品制造业(长沙)基地;以长沙软件园为基础,建设一个以软件开发、IT服务和数字媒体为主体,掌握软件核心技术、有特色和品牌的国家软件产业(长沙)基地。以郴州出口加工区为基础,建设有专业特色的数字视音频及其配套产品的湖南省数字视讯产业(郴州)基地。2.2学校专业特色和办学条件湖南省属某高校计算机科学与技术专业有17年办学历史,是省级重点建设专业、省级特色建设专业和国家二类特色建设专业,得到交通信息工程及控制博士点和计算机科学与技术、软件工程、通信与信息系统硕士点的支撑。师资力量雄厚,在人工智能、模式识别、信息安全、嵌入式系统、软件工程等方向具有明显优势。实验室和实践教学基地强大,除了常规教学实验室,还具有脑机接口、图像处理、物品编码、体系结构与嵌入式、网络与通信等用于科学研究的实验室。在人才培养和科技服务方面与交通、电力、水利行业密切合作,开发了多个具有明显的行业特色应用软件。2.3专业定位从湖南省IT产业发展和布局可知,湖南省IT行业对计算机科学与技术专业各个方向的人才都需要,特别是对计算机工程、软件工程以及信息技术方向的人才需求量巨大。从该校计算机科学与技术专业特色及办学条件来看,计算机科学与技术专业在交通、电力、水利行业特色显著,在计算机科学、计算机工程和软件工程方向有较好的优势。因此,该校计算机科学与技术专业定位如下:(1)办学层次定位:坚持本科教育为主,积极推进研究生教育;(2)培养目标定位:德、智、体、美全面发展,适应我国社会主义市场经济和科学技术发展需要,“厚基础、宽口径、强能力、高素质”,具有创新精神的高级计算机科学与技术专门人才;(3)人才面向定位:能在科研机构、教育部门、企事业单位从事计算机科学研究、工程实践和应用的高级专门人才;(4)服务面向定位:立足湖南、面向全国、服务交通、电力和水利行业。(5)人才知识结构定位:学生应具备一定的工具性知识、人文社科知识、经济管理知识和自然科学知识,掌握计算机科学与技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,接受从事科学研究、工程实践和计算机应用的基本训练,具有研究和开发计算机系统的基本能力,具有软件工程设计和嵌入式系统开发的能力。
3专业定位指导下的专业课程体系设计
专业课程是专业人才培养方案重要的组成部分。专业人才培养方案是针对专业人才的培养目标,在一定的时限和学生入学状态的条件下,通过教学及其相关活动的进行,达到专业人才培养规格的一种设计[3]。它包括培养目标、培养规格、课程体系、集中实践教学环节等。课程体系一般包括素质课程、公共基础课程和专业课程,本文主要讨论课程体系中的专业课程体系设计。通过对ACM/IEEEComputingCurricula2005教学计划[5]提出的不同专业方向的知识领域和专业能力的分析,可知计算机科学与技术教学指导委员会提出的计算机科学与技术专业的四个专业方向在专业知识领域、专业能力要求上存在一定差异,但也有些共性。因此,我们使用模块化的方法设计专业课程体系,达到体现共性、差异和特色的目的,方便各高校的教学实施。计算机科学与技术专业的专业课程体系由1个专业公共核心课程模块、4个专业方向模块和一个任选模块组成。其中专业公共核心课程模块为必选模块,4个专业方向模块至少选择一个,任选模块可以选也可以不选。专业公共核心课程模块在考虑专业知识和能力共性的基础上,结合专业知识的系统性、课程的成熟性以及人才培养的宽口径,参考计算机科学与技术教学指导委员会在文献[6]中的要求,提出了一组专业公共核心课程,以体现不同方向的共性。4个方向模块课程用来体现不同方向的差异。任选模块由学校根据自身特色设置相应课程,主要体现课程体系的灵活性。图1为计算机科学与技术专业课程体系,表1给出了除了任选模块以外的各模块的一组推荐课程。根据专业定位,一些办学条件好、师资力量强的学校可以设置多个专业方向,而一些学校可能在某个方向有优势,则可以有针对性地选择其中一个专业方向。如第三节中提到的高校,根据其专业定位,可以设置计算机科学、计算机工程和软件工程三个专业方向,因此,该校的教学计划中,可以选择公共核心课程模块、计算机科学方向模块、计算机工程方向模块、软件工程方向模块,根据其行业特色,选择任选模块,在任选模块中设置体现行业应用特色的课程。其中,公共核心专业课程模块的课程为必修,学生根据专业兴趣选择至少一个方向课程模块,任选模块中的课程为任选。
关键词:计算机科学与技术;实践教学;模式
2009年8月,温州大学瓯江学院党委进一步明确办学目标,即培养“应用型人才”。根据这一战略定位,瓯江学院信息系提出了具体的人才培养目标:以市场需求为导向,在强调德、智、体、美全面发展的同时,培养满足地方以及国内外信息产业发展需求的具有一定理论水平、较强应用能力、较高综合职业素养的应用型创新人才[1-5]。为了实现上述培养目标教师、学生应重视理论课的教学及实践教学,而实践教学已经成为教学过程的关键环节。
1实践教学概况
1.1信息系实践教学的基本条件
经过多年的建设和发展,瓯江学院信息系在实践教学方面已经取得许多成绩,为实践教学的深化和提高奠定了基础。实践教学已经具备的基础和条件如下:(1)根据学院发展规划和信息系专业建设要求,已经开展了专业培养方案修订、撰写相关课程教学大纲、实验教学大纲、课程设计大纲、实纲以及实践教学文档等工作;(2)初步具备了实践教学的课内外环境和条件:专业课程实验、课程设计的实验条件已经具备,同时,建立了近10个专业实习基地;(3)依据教师科研并结合导师制建立大学生课外科研(兴趣)小组,并组织学科竞赛小组;(4)微软IT学院和淘宝班的办学模式和办学效果已经凸显,并正在成为专业应用、实习和毕业设计平台的重要支撑点;(5)正在筹建的温州市信息安全中心正在成为集教学(培训)、科研和测评认证于一体的温州地区独一无二的信息安全政府派出机构,必将为信息安全技能教育提供一流的实践平台;(6)计算机与科学专业被列入温州市重点建设专业,必将促进该专业实践教学的改革和建设。
1.2实践教学存在的问题
同其他院校一样,计算机科学与技术专业在实践教学环节也存在许多值得研究的问题[6-7]。通过对该专业实践教学的讨论和分析,我们一致认为该专业实践教学还存在以下不足:(1)专业培养方案定位不准确,缺乏与实际需求相结合;(2)实践教学体系不健全,实践教学课程内容空洞、脱离实际;(3)实践教学的师资严重不足,缺乏双师型师资队伍;(4)缺乏与企业需求结合的专业实习和毕业设计平台和实践教学模式。
1.3实践教学的必要性和意义
通过对瓯江学院信息系计算机科学与技术专业实践教学的总结和分析,我们认为信息系开展实践教学的必要性和意义如下:(1)开展实践教学研究,有利于提高学生的应用能力,培养社会发展需求的应用型人才;(2)开展实践教学研究,有利于促进校企合作,促进横向科研及其成果的转化,符合我院“应用型”人才培养的办学定位;(3)实践教学是瓯江学院教学中的薄弱环节,开展实践教学研究有利于提升瓯江学院实践教学水平,提搞教学质量;(4)实践教学条件、过程及其效果是教育部本科教学水平评估的重要指标之一,通过实践教学研究,有利于加强我院的实践教学建设;(5)通过对实践教学的研究和改革,培养学生的应用能力和专业特长,有利于学生的就业和创业,符合瓯江学院的办学特色。
2国内外实践教学研究现状与可行性
2.1实践教学研究现状
我国大学教育已经相当普及,并得到充分发展,但长期以来形成的“重理论、轻实践”的本科教育思想仍然未得到根本转变,它造成“理论不足,实践不行”的局面,直接的后果是学生应用能力差、毕业后就业困难,而许多企业又找不到合适的人才。例如,浙江九州网络通讯有限公司、中国电光集团等温州本地企业,每年需要许多计算机和电子类的毕业生,但实际情况是企业很难找到需要的人才,这说明学校教育并没有和企业的需求相结合,学校更没有将企业的需求作为人才培养目标和办学方向;同时,学校只重视理论教育,忽视实践教学。这种奇怪现象引起国内教育界的重视和反思,目前许多高校已经开始实践教学的研究和改革,并取得不少教学成果,这些举措加强了实践教学的研究,实践教学也得到重视,在人才培养中收到了成效;但由于我国目前教育体制的限制,实践教学中还有许多问题没有解决,需要进一步探讨[8-9]。
国外实践教学及职业教育起步较早,并形成各自的特色,如英国的核心技能培养体制、德国的双元制职业教育、美国的职业技术培训体系等。我国实践教学和能力培养模式的研究,主要针对大中专学生。开展独立学院学生的实践教学和能力培养模式研究近几年刚刚开始,并一直是我国高等教育的薄弱环节,总体来说,我国关于实践教学的研究尚处于起步阶段。
瓯江学院信息系是一个刚成立的系,前几年由于师资不足以及教学任务繁重等原因,教学重点是理论教学。随着师资队伍的加强,特别是市场对人才需求以及办学定位的转变,加强实践教学和实践教学研究已经成为瓯江学院信息系办学的特色之一,也是信息系教学改革的主要内容之一。我们坚信,只要坚持以市场需求为导向,以培养学生能力为目标,强化实践教学和研究,就能够培养出符合实际需求的人才。
2.2实践教学研究的可行性分析
在目前实践教学比较薄弱和社会对应用型人才需求强烈的背景下,研究实践教学不仅必要,而且可行;瓯江学院的办学定位和培养目标十分需要实践教学的支撑;实践教学在内容、师资、支撑平台、制度、考核方式等方面都存在不足,需要高度重视和加强建设;瓯江学院领导的支持以及相关制度的制定为项目开展提供了保障;瓯江学院信息系计算机科学与技术专业已被列入温州市重点专业,实践教学环节不仅成为本专业重要教学环节,也是该专业的办学特色;瓯江学院信息系具有较好的专业建设基础和完备的师资队伍。因此,计算机科学与技术专业开展实践教学研究,并在教学实践中推广实施研究成果是完全可行的[10]。
3计算机科学与技术专业实践教学研究
经过近十年的建设和发展,瓯江学院计算机科学与技术专业已经由依赖母体而变成可以独立发展,在某些方面她已经超过了母体相关专业的发展,更为可喜的是计算机科学与技术专业已经被列入温州市重点建设专业。在实践教学方面,瓯江学院信息系已经拥有微软IT学院、淘宝班、温州市信息安全中心(正在筹建)等具有专业特色的发展方向,因此,瓯江学院信息系计算机科学与技术专业的实践教学已经具备了一定的基础,只要继续发展和提升已经具备的特色,改进和纠正不足的方面,我们就能打造和创建名副其实的重点专业。
3.1实践教学研究内容
计算机科学与技术专业具有很强的工程技术性质,实践教学及其实施是本专业教学的一个重要环节,对专业教学质量和学生能力的影响极大。实践教学着重于应用能力培养,有利于促进和提高理论教学。计算机科学与技术专业的实践教学一般包括课程实验、课程设计(专项实践教学)、毕业实习和毕业设计。其教学目的是培养学生的动手能力、自学能力、应用能力和创新能力以及具备从事相关专业岗位的能力,从而促进学生的就业和创业能力。
针对瓯江学院信息系的具体教学情况,我们制定了具体的实践教学研究内容:(1)进行社会企业人才需求调查,明确专业培养目标,合理设置相应的课程体系并突出专业特色;(2)注重实践教学以及应用能力培养,形成一套完整有效的实践教学体系,提高学生的就业(创业)能力;(3)加强专业实验室、创新基地、实习基地建设,形成合理的管理制度,优化实践教学的内外环境;(4)以工程项目驱动的教学实践过程研究,促进实践教学的内涵建设;(5)以教师科研为基础,开展学生科研(兴趣)小组,鼓励学生参加学科竞赛等活动,促进和提高实践教学效果;(6)以微软IT学院、淘宝班、温州信息安全中心、实践教学基地等为平台,搭建学生实习、毕业设计平台;(7)培养和建立一支双师型的师资队伍;(8)实践教学考核方式研究;(9)实践教学的管理方式和体制改革研究[11-12]。
实践教学目标、实践教学环节和实践教学内容的关系如图1所示。
3.2实践教学研究目标和模式
依据瓯江学院信息系计算机科学与技术专业目前的实际情况和专业发展规划,明确该专业实践教学研究目标如下:(1)以社会需求为导向,制定定位准确、规格明确的实践教学人才培养目标和培养方案;(2)以人才培养方案为目标,建立实践教学课程体系和保障体系;(3)以实践教学课程系为指导,加强实践教学课程内涵建设;(4)以保障体系为前提,建立和完善实践基地、学科竞赛、毕业设计平台以及双师型师资队伍。
在培养目标上,应该以企业的需求为导向,甚至可以根据企业的需求定制培养,也就是在某些理论课程和实践环节,直接与企业对接,让学生从入校到毕业全过程参与到企业实践学习的多个环节,而不是为了完成任务到企业临时学习。因此,实践教学的环节、内容、方案以及实践教学的基地等都要紧紧围绕实践教学的目标去开展,并制定相应的实践教学实施方案。
我校将企业人才需求与实践教学目标相结合,按照企业人才需求去开展实践教学,设置实践教学环节,制定实践教学体系和培养方案,形成实践教学的内容和教案(或教材)。同时,企业的技术人员也要积极参与实践教学,实行“双导师制”实践教学模式,即企业导师和学校导师共同指导学生实践(课程设计、专业实习、毕业设计)。另外,实践教学要贯穿学生的整个学习过程,从一年级开始直至大学毕业,实践教学应当是一个连续、完整的教学过程。实践教学模式如图2所示。
4结语
开展计算机科学与技术专业实践教学研究,一方面要结合专业实际,解决专业实践教学中存在的问题;另一方面也要建立具有特色的实践教学环节和教学体系。通过实践教学研究,充分彰显实践教学的特色。在实践教学中,对于大型企业或特殊行业的需求可以实施定制和联合人才培养,企业的参与是实践教学成败的关键,因此,实践教学要得到企业的支持和参与。另外,实践教学应该贯穿学生培养的整个过程,而不只是一个阶段。
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Study on Practice Teaching of Computer Science and Technology of Independent College
ZOU Hua-sheng1, PAN Wei-zhen2, QIU Xiao-ya2, HU Zhi-wen1
(1.Department of Information Science & Technology, Oujiang College of Wenzhou University, Wenzhou 325035, China;
2. Teaching Department of Oujiang College, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China)
关键词:计算机科学与技术;卓越人才培养;课程群;校企合作协同育人;计算机软件能力认证
0引言
2010年6月,教育部启动“卓越工程师教育培养计划”,这是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才[1-2]云南大学于1984年成立云南省内高校第一个计算机科学系,经过30多年建设,于2008年入选国家级特色专业建设项目,2016年入选云南省“重点产业”引领品牌专业,2017年入选云南省卓越工程师培养计划,是云南省唯一的计算机类国家级特色专业和重点本科专业。目标是把该专业建设成为云南省计算机技术高层次专门人才培养的重要基地,为云南省相关高校的类似专业建设和改革起到示范和带动作用。近年来,很多院校开始对计算机科学与技术专业卓越人才培养开展改革实践,主要包括:东华大学黄利利等[3]构建了以创新创业实践能力为目标的计算机专业卓越工程师人才培养体系;长春工业大学于超等[4]针对独立学院计算机专业人才培养模式与企业实际需求存在差距的问题,提出围绕“互联网+”平台建设的计算机专业卓越人才培养模式;山东理工大学姜桂洪等[5]通过分析卓越计划的特点与主要内容,结合计算机专业近年来的卓越计划试点教学实践,对实施卓越计划的培养模式进行了探讨;淮阴工学院赵建洋等[6]结合地方经济建设对计算机卓越人才需求,探索并实践了拓展内涵融合创业的计算机卓越人才培养新模式;山东理工大学赵光远等[7]对计算机专业卓越人才培养的目标、培养方案、实践基地建设、教学团队建设、学生个性化培养机制等进行全面探索与实践;桂林电子科技大学张净等[8]以工程教育专业认证为载体,构建计算机卓越人才实践教学管理体系;西安邮电大学王春梅等[9]通过优化整合理论知识和课程,利用企业项目研发与管理经验等优势,将学生的理论与实践充分结合起来,增强学生分析、解决工程实际问题的能力及创新意识;重庆理工大学刘小洋等[10]通过重构教学体系、构建STE协同创新团队,深化校企合作、实施个性化定制培养等措施,着力提升学生的专业核心能力与工程实践能力。但是,这些研究对计算机科学与技术卓越人才培养体系的建设还不太完善,改革还不够系统,仍然有改进的空间。本文以培养计算机科学与技术专业个性化、行业化、标准化、创新化人才为目标,通过引入课程群分类培养、校企合作协同育人、计算机职业资格认证、校内实习基地和创新基地建设为手段,进行计算机科学与技术卓越人才培养的实践与探索,经过不懈努力,在专业建设、人才培养上取得了明显成效。
1卓越人才培养体系构建思路
卓越人才培养计划具有3大特点:①行业企业深度参与培养过程;②学校按通用标准和行业标准培养工程人才;③强化培养学生的工程能力和创新能力[1]。对照卓越人才培养的基本要求,传统的计算机专业人才培养模式存在以下需要解决的问题:①没有实现学生的个性化培养。计算机专业知识体系繁多,毕业学生知识杂而不专,没有给学生足够的选择权,培养的学生缺乏擅长的专业方向;②没有紧密结合企业要求进行人才培养。由于计算机产业发展迅速,需要的知识日新月异,而高校所开课程较为陈旧,毕业学生不能满足企业要求;③没有实现学生的标准化培养。程序设计能力是计算机专业学生最重要的能力,但是培养中缺乏统一标准,部分毕业学生程序设计能力欠缺;④没有更好地实施创新性培养。传统教学普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主的“听中学”现象,学生被动接受知识的状态极不利于创新性培养。采取以下思路对卓越人才培养进行改革:①通过课程群建设,实现学生的个性化分类培养;②通过校企合作协同育人项目,行业企业深度参与培养过程,使学生成为行业认可人才;③开展中国计算机学会计算机软件能力认证(CCFCSP)工作,按行业标准培养工程人才,完善学生的标准化培养;④通过实习基地和创新基地建设,朝着以学生为中心、以学生主动实践为主的“做中学”转变,强化培养学生的工程能力和创新能力。
2卓越人才培养改革实践
2.1通过课程群建设,实现学生个性化分类培养
2.1.1课程群设置
计算机科学与技术专业涵盖的知识体系庞大,制定专业培养方案时,针对不同学生采取不同方式:①不同的就业单位和研究生研究方向要求学生精通的知识不一样;②直接就业的学生需要偏应用性课程,考研学生需要偏理论性课程。基于以上两点,在本科人才培养方案修订时制定基于课程群分类的培养方案,专业培养方案课程体系模块。该培养方案课程体系模块设置,以教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《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)》和国际计算机教育的课程体系IEEE/ACM2005为指导[11]。在特色课程群设置上,贯彻以科研促教学、科研反哺教学的思想,以学科特色优势研究中的数据工程与智能信息处理、图形图像处理与虚拟现实和高性能计算与移动互联网3个学科方向,打造对应的3个课程群。笔者学校计算机专业教师在数据工程与智能信息处理、高性能计算与移动互联网、图形图像处理与虚拟现实方面已具有一定实力,具有特色教学与科研队伍。发挥学科优势,将科研成果融入教学过程,将科研工作与教学工作进行有机结合,打造具有特色的课程群[12]。围绕课程群开展以下工作:(1)课程内容调整。结合科研和工程教育认证,面向需求,调整课程内容,进行适当的增删,把课程群作为一个整体进行建设,在内容上合理组织,以培养目标位驱动,让学生广泛积累专业方向上的知识和技能。(2)3组课程系列灵活交互强化,帮助学生构建某一计算机领域的独特技能。在课程学习上,允许学生灵活调整,要求学生完成至少3个特色课程群中的1个。(3)紧跟学科前沿,聘请国内外专家和高新技术企业中的技术人才、项目经理等为学生开设新技术方面讲座,具体讲授案例分析。该培养方案设置既注重学生基本理论和基本技能培养,又让学生在专业方向上有一技之长,并设立科研型和应用型两类人才培养模式,实现个性化分类培养,体现了因材施教的教育理念。
2.1.2课程群个性化分类培养成效
经过对计算机科学与技术专业学生个性化培养改革,取得以下成效:(1)就业率进一步提高,近3年就业率均达到98%以上。毕业后5年对毕业生就业单位回访调查,满意率达到85%以上。(2)报考研究生考研成功率超过70%,且研究生就读学校档次明显提升,90%以上升学学生进入“985”高校就读。
2.2校企合作协同育人
由于“双师型”师资短缺,大多数高校工科教师缺乏企业实践经验。卓越工程师培养计划要求引入行业企业深度参与培养过程,强化培养学生的工程能力。本专业积极和著名IT企业合作,实施校企合作协同育人项目。选派年轻教师到企业参加培训,获得企业师资认证,积极把校外企业师资引入,让行业企业深度参与培养过程,强化培养学生的工程能力,使之更好地符合企业要求。
2.2.1开展校企合作协同育人项目
鼓励任课教师开展校企协同育人项目,先后获准开展多项教育部校企协同育人项目和谷歌精品课项目,与华为、Google、Microsoft、Cisco、中兴、达内等国内外知名企业展开良好合作,这些项目的开展为专业的协同育人起了良好的促进作用。
2.2.2加入国家信息技术新工科产学研联盟
为获得企业进一步支持,以计算机科学与技术专业为基础,申请获批成为国家信息技术新工科产学研联盟成员;依托该联盟,参与新工科研究与实践项目申报,有关企业可参与本专业新工科研究与实践项目,提供资源和支持,推进产学合作协同育人,拓展实施“卓越工程师教育培养计划2.0版”。
2.2.3培养企业认证师资
近年来,本专业有5名教师获得华为认证师资证书;3名教师获得GoogleAndroid认证师资质证书。这些通过认证的教师开设了华为计算机网络、信息安全、GoogleAndroid移动开发课程6门。2019年2月底,华为的大数据、物联网、云计算、路由交换等认证课程已经在本专业开设。经过一周的持续学习,95%以上的学生通过了华为相关课程认证。另外,本专业聘请中国移动云南分公司、中国建设银行云南省分行、云南日报报业集团等多家企事业单位计算机中心的企业兼职教师近20名,为学生开展实习实践、企业前沿技术介绍等讲座40余次,并邀请校外企业师资参与本专业人才培养方案、部门课程教学大纲的修订工作,引入企业深度参与培养过程,强化培养学生工程能力。
2.3按行业标准培养人才,实现学生的标准化培养
2.3.1计算机软件能力认证(CCFCSP)
中国计算机学会是国内最权威、影响力最大的计算机行业学会,其主办的计算机软件能力认证(CCFCSP)是一种权威的计算机职业资格认证[13]。卓越工程师培养中,要求按行业标准培养工程人才,而计算机专业学生最重要的能力是编程,计算机软件能力认证(CCFCSP)能够检验学生的实际编程能力。如果通过该认证,表明该学生达到了本专业培养的标准,有能力成为行业认可的工程师。云南大学与中国计算机学会在云南大学设立计算机软件能力认证考点。经过多次认证考试,认证平均分不断提高,反映学生的程序设计能力得到明显提高。
2.3.2把CSP认证嵌入人才培养方案
本专业在本科人才培养方案修订中,已经把计算机软件能力认证作为本科生毕业的条件之一。在本专业培养方案的综合实践模块中,增加了“程序设计能力测试”课程。该课程2学分,为实训必修课程,要求学生的计算机软件能力认证成绩达到一定分数,或者通过全国计算机软件水平任意一个级别的考试才能取得该学分。通过该举措,可以培养学生具有一定水准的编程能力,能够胜任软件工程师工作,达到合格工程师标准。
2.3.3计算机软件能力认证实施成效
计算机软件能力认证实施后取得成效如下:(1)激发了学生编程兴趣,各种程序设计竞赛取得较好成绩。认证实施后,本专业程序设计课程的期末成绩有明显提高,学生参加各种程序设计竞赛的热情高涨,先后获得各类程序设计竞赛省部级以上奖50余项。(2)促进学生就业。根据学生报名时提交的专业实习和工作意愿,60余名认证高分学生已经收到百度、腾讯、阿里巴巴、滴滴出行等国内著名IT企业的实习邀请,其中20余名学生已经到这些公司参加实习。通过实习双方相互了解,满意后可与这些著名IT企业签约。
2.4强化培养学生的工程能力和创新能力
在长期的教学实践中,普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主、以理论考试成绩为主的“听中学”现状[14]。在卓越人才培养背景下,工程教学模式应转向“以学生为中心”的教学模式,强调学生主动学习和主动实践,进行理论与实践一体的“做中学”。这就需要学生到企业、行业等部门进行实实在在的实践,包括生产实习、顶岗实习等形式。
2.4.1实习基地和创新基地建设
学校与省内大型国有企业和民营企业建立了7个校外实习实践基地,引进社会资源,为学生实习实践提供更多的平台。本专业建设了大规模云桌面实验室、创新基地、云计算实训实验室,并采购200余万元的戴尔网络存储、服务器、手持三维激光扫描仪、图形工作站、三维动作捕捉系统等软硬件设备,极大改进了学生的实验条件。
2.4.2建立实习基地和创新基地成效
(1)云桌面实验室每年接待各种考试和实验人员约8000人次,涉及考试10余种;云桌面实验室占地300余平米,拥有200台云终端。计算机软件能力认证云南大学考点就设在新建的云桌面实验室内。另外,华为ICT大赛、实验室安全知识考试、校纪校规考试、各种程序设计竞赛等都在云桌面实验室完成。(2)创新基地及校内实习基地每年服务学生600余人次。创新基地及校内实习基地占地200余平米,可同时容纳80余人,企业到学校建立实习基地有了很好的条件。本专业50%以上的本科生建立了课题小组,共获得国家级、省级、校级科研项目立项20余项,20余篇,获得国家发明专利10余项,获得各种科技竞赛奖励40余项。
关键词:计算机学科;基础平台;公共核心课程
中图分类号:G642文献标识码:B
为了适应在沿海开放地区建设具有鲜明特色的现代化民族大学的目标要求,2005年,大连民族学院重新制定了本科综合培养方案,并设置了分级平台的基本框架,其中,课程类别分为:公共基础教育平台、学科基础教育平台和专业教育平台。考虑到计算机科学与技术专业、软件工程专业、网络工程专业同属计算机学科,所以三个专业共同构建了一个统一的学科基础教育平台,并形成了一个公共核心课程体系。该体系主要是参照IEEE-CS/ACM的计算教程CC2004(Computing Curriculum 2004)以及教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的中国计算机本科教学推荐意见CCC2002(China Computing Curriculum 2002),并结合学院的师资情况以及社会对计算机人才的基本要求进行设计的。经过4年的运行,该方案不断完善,取得了良好的教学效果。本文具体介绍了大连民族学院计算机科学与工程学院计算机学科基础平台公共核心课程体系,并结合2006年的《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)》(以下简称《规范》)以及2007年的《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(建议)》(以下简称《建议》),介绍了课程定位、学科基础平台公共核心课程设置以及这些课程对《建议》中的公共核心知识体系的覆盖分析。
1课程定位
大连民族学院直属于国家民族事务委员会,学校一直坚持立足沿海,为少数民族、民族地区发展和东北老工业基地全面振兴服务的办学宗旨,坚持新校新办、高起点高标准建设的方针。学校坚持以人为本、因材施教、特色办学的教育理念,把培养具有创新精神、实践能力、开放意识和适应社会需要的各民族高素质人才作为根本任务。大连民族学院计算机专业(包括计算机科学与技术、软件工程和网络工程三个本科专业)毕业生每年的考研率在10%左右,大多数毕业生主要从事软件开发工作。其中,80%左右分布在大连市各大IT类企业(因为软件是大连的支柱产业),其他25%左右分布在全国各地。调查表明,毕业生应该掌握的专业基础知识基本相同,而且,不管哪个专业(计算机科学与技术或软件工程或网络工程),只要真正学好计算机学科公共核心知识体系,就可以在IT领域立足了。
根据以上分析,大连民族学院计算机专业要立足大连,面向全国,培养和造就高素质的应用型计算机人才,首先要建立计算机学科基础平台公共核心课程,然后在此基础上构建各个专业的课程体系。这些课程要体现各专业对学科的最低要求,要体现课程设置的科学性和先进性,要充分考虑学校人才培养方案基本框架对学时的限制,还要考虑选用成熟的课程。
2核心课程设置
根据课程定位,参照CC2004和CCC2002,并结合学院的师资情况以及社会对计算机人才的基本要求,计算机学科基础平台公共核心课程设置如下:程序设计基础面向对象程序设计、计算机组织与及结构、离散数学、数据结构与算法、操作系统、数据库概论、计算机网络和软件工程等9门课程。其中,“程序设计基础”课整合了高级语言程序设计和计算机导论两门课,“计算机组织与结构”课整合了数字逻辑、汇编语言、计算机组成原理、计算机体系结构四门课,并对所有核心课程内容进行了优化。此外,设置“软件工程”课主要是考虑计算机专业本科生毕业后,主要从事软件开发工作,所以应该掌握软件工程的基本概念、基本原理和基本方法,并能运用这些概念、原理和方法,从事或参与软件开发活动。表1是课程设置的具体情况。
表1计算机学科基础平台公共核心课程设置一览表
序号课程名称涵盖核心知识单元非核心知识单元理论学时实验学时备注
1程序设计基础PL1,PF1,PF2,AL3SP1,PL3,HC14836含计算机导论8学时
2面向对象程序设计PL6,PF5PL4,PL54222
3计算机组织与结构AR2,AR3,AR4, AR5,AR6AR16424含数字逻辑12学时
4离散数学DS1,DS2,DS3, DS5代数系统5410含代数系统10学时
5数据结构与算法AL3,PF2,PF3, PF4AL15418含文件2学时
6操作系统OS2,OS3,OS4,
OS5,OS6,OS85410
7数据库概论IM1,IM2,IM3,IM4,
IM5,IM6,IM74816
8计算机网络NC1,NC2,NC3,
NC4,NC64824
9软件工程SE1,SE3,SE4,SE5,
SE6,SE7,SE8,SP43216
合计444176
注:本表中核心知识单元指《建议》中的39个知识单元,代码及名称可参见《规范》(计算机科学专业方向)表1。
在这些公共核心课程的基础上,计算机科学与技术专业、软件工程专业和网络工程专业构建相应的专业教育平台,并设置相应的专业方向课程群,如:嵌入式软件、信息系统、网络应用、网络管理、数据库应用、动漫游戏等。
3核心知识单元的覆盖分析
《建议》中,计算机科学与技术专业公共核心知识体系包括8个知识领域,含39个知识单元,共342个核心学时,大连民族学院计算机学科基础平台公共核心课程大约覆盖其中274学时的内容,覆盖率达到80.1%。通过分析,一方面体现了我们的设计具有一定的科学性和先进性,另一方面也看到不足,未覆盖学时达到70学时,说明核心知识单元的覆盖率还有提高的空间;而超覆盖学时达到106学时,说明单位学时的教学效率还有待提高。当然,各学校还需要根据自己的实际情况加以限定。表2是具体的覆盖分析。
表2学科基础平台核心课程对公共核心知识单元(《建议》)的覆盖分析
序号知识领域核心学时知识单元原始学时覆盖学时未覆盖/超覆盖学时
1DS 离散结构60DS1函数、关系与集合12120
DS2基本逻辑18180
DS3证明技巧24816
DS5图和树660
2PF 程序设计基础67PF1程序设计基本结构1534-19
PF2算法与问题求解844
PF3基本数据结构30300
PF4递归844
PF5事件驱动程序设计624
3AL 算法28AL3基本算法24186
AL4分布式算法404
4AR 计算机体系结构与组织60AR2数据的机器级表示68-2
AR3汇编级机器组织18126
AR4存储系统组织和结构1082
AR5接口和通信1284
AR6功能组织1416-2
5OS 操作系统32OS1操作系统概述220
OS2操作系统原理440
OS3并发性816-8
OS4调度与分派642
(续表)
序号知识领域核心学时知识单元原始学时覆盖学时未覆盖/超覆盖学时
5OS 操作系统OS5内存管理610-4
OS6设备管理28-6
OS7安全与保护220
OS8文件系统28-6
6NC 网络及其计算48NC1网络及其计算介绍440
NC2通信与网络2034-14
NC3网络安全826
NC4客户/服务器计算举例826
NC5构建Web应用422
NC6 网络管理440
7PL 程序设计语言13PL1程序设计语言概论442
PL6面向对象程序设计938-29
8IM 信息管理34IM1信息模型与信息系统 440
IM2数据库系统440
IM3数据库系统642
IM4关系数据库24-2
IM5数据库查询语言612-6
IM6关系数据库设计68-2
IM7事务处理612-6
合计34234238070/-106
注:表中超覆盖学时用负数表示。
4小结
本文介绍了大连民族学院计算机学科基础平台公共核心课程设计。该方案从我院2005级开始实施以来,效果很好。一方面,各专业的优质教学资源可以共享了;另一方面,通过整合教学资源,学科专业的整体水平也提高了。计算机学科通过设置公共核心课程,程序设计基础课程、数据结构与算法课程分别于2007年、2008年被评为辽宁省精品课。今后,将进一步优化计算机学科基础平台课程体系,继续完善各课程的知识单元和知识点,为计算机学科基础平台建设以及各专业方向课程体系建设做好基础性工作。
参考文献:
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术本科专业规范[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
一、基本数据
本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求,本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明,2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办[2011]25号文中,根据《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》,已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科,在本文的分析中未考虑此变化。
二、学位点科研基地分析
在申报书的第一部分基本情况中,要求各申报高校列出学位授权点对应的国家(部、省)重点实验室(专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地)。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总,各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域,反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。
三、学术队伍设置分析
根据各高校申报书中现有在编人员信息,从年龄结构看,36岁~45岁占到63.5%,46岁~55岁占到23.5%,55岁以上所占比例比较小,这表明,中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看,农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小(图1),迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。
四、学科研究方向设置分析
根据申报要求,各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个,不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向(图2)。
(一)计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究,着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护,运用构件化的软件技术和智能决策技术,研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用,以及智能决策软件的构造技术。
(二)计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心,以农业应用为特点,致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向,围绕传感网络的体系结构,信息采集,监控信息分析与处理,展开相应的理论与应用研究。
(三)计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点,开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括:网络化的嵌入式系统,网络性能评估与优化计算,传感器网络,下一代网络中的分布对象计算模型,网络安全,网络建模与模拟,普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。
(四)信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系,主要包括:数字签名与身份认证,密钥管理,生物数据安全,安全协议与多方计算等。(五)智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用,在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势,开展智能技术在农林业上的应用研究。
(六)图形图像处理研究图形图像处理,信息可视化和人机交互技术,计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括:农作物与植物分类,农作物生长仿真,农产品的检测与分级,新型农业机械作业仿真等相关需求。
(七)农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中,为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。
(八)数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要,重点研究数据库实现新技术,嵌入式数据库与移动数据库,数据仓库与数据挖掘,信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术,以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。
(九)嵌入式软件与系统结合农业院校的特点,培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才,主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究,为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台,实现嵌入式系统的应用开发,利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有:高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论,物联网技术及应用等。
五、学位点科研项目资助情况分析
科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况,分为5个标准:国家863/948计划项目,国家科技支撑计划项目,农业部星火计划/教育部项目,国家自然科学基金,省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见,国家863/948计划项目有33项,占总资助项目的8.4%;国家科技支撑计划项目有26项,占总资助项目的6.6%;农业部星火计划/教育部项目有27项,占总资助项目的6.9%;国家自然科学基金有53项,占总资助项目的13.5%;省自然科学基金/省教育厅项目有252项,占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡,14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,国家级的重大项目、重点项目(国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低,省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项,通过科学基金网络信息系统ISIS③查询,14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术(F020301)、计算机系统模拟与建模(F020102)和计算机软件(F0202)三个领域。从立项项目年度统计分析看,2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项,2009年承担15项;从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。
六、学科交叉融合情况分析
作为农林高校计算机科学与技术学科,在研究方向设置上,除了注重计算机科学与技术学科主体地位外,也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论,处理有关序列分析,蛋白质结构分析和预测,蛋白质功能预测,蛋白质相互作用和进化模型等问题,并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学,依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室,完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作,其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向,依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”,重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据,开发数据处理的算法和工具,对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术,解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究,包括蛋白质分子对接,动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究,重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。
七、学科发展方向的建议
通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展,新的学科增长点建议考虑如下方面:
关键词:计算机科学与技术专业;卓越工程师;人才培养
“卓越工程师教育培养计划”是教育部推行的一项重大教育改革项目,旨在培养创新能力强、专业扎实,适应社会需求的高质量工程技术人才[1]。不同的高校在探索实施卓越工程师人才培养计划时,会结合自身学科优势、学科背景及外部环境条件,提出可行的卓越工程人才培养方案[2-4]。本文结合安徽建筑大学的教学基础、资源、校企合作方式,对计算机科学与技术专业的卓越工程师的培养模式进行探索,提出课程体系改革、开放式实验室建设、校企合作的改革措施和手段。
一、专业培养模式的不足之处
计算机科学与技术是安徽建筑大学的传统专业,有较成熟的课程体系和教学模式,有配套的学科实验室及学生实训基地,建立了导师培养制度,培养了许多优秀的IT人才。但是,随着计算机行业的快速发展和社会对计算机人才更高层次的要求,传统培养模式出现了以下不足:一是计算机应用发展日新月易,不断推出新的技术、新的硬件、新的开发平台,使传统教学模式下培养出来的毕业生走上工作岗位存在知识和实践相脱节的现象;二是课程的教学方式较为独立,课程之间的联系不够紧密,以及课程安排和进度不够协调;三是工程化实训课程开设不足,场地和师资有待完善和加强。
二、培养模式的改革
(一)优化课程体系
根据社会对计算机人才的需求,学校应调整专业方向,以课程群为驱动,加强课程之间的联系,合理安排课程进度,突破课程界限,实行同类课程的融合,以减少课程间的交叉重复。在优化课程体系时,需要注意以下几方面。1.开阔专业视野计算机技术和应用与社会需求息息相关。计算机人才的需求是多样的,因此,在夯实专业基础的同时,在课程设置方面应坚持科学与工程教育并重,由专业学科教育向素质教育、计算机应用工程教育转变,由单一专业人才培养向复合型建筑领域人才培养的方向发展。2.增加实践课程工程教育的理念是“做中学”,因此,开设实践课程是培养学生工程素养的有效手段。学生在实践过程中应把学到的知识与具体应用结合起来,学以致用,以培养自身综合素质和计算机工程能力。安徽建筑大学计算机科学与技术专业计划本科阶段除正常的课程实验外,增加了实践训练时间和内容,如参与IT企业实习、工程实训、综合课程设计、毕业设计等。3.共性要求与特色发展卓越工程师的培养标准分为通用基础标准、行业专业标准和学校培养标准三个层次。制定课程计划时,必须正确处理计算机人才的共性要求与安徽建筑大学计算机科学与技术专业特色发展之间的关系。安徽建筑大学是建筑类大学,计算机专业可依托建筑领域背景,充分体现专业特色和目标定位。安徽建筑大学计算机科学与技术专业课程体系构建如表1所示,将专业设置的理论课程和实验、实践课程以课程群的形式进行划分,通识类教育基础课程分为思政课程群、心理课程群、人文课程群;基础与专业基础课程分为大学数学课程群、大学英语课程群及计算机基础课程群。专业课程分为硬件课程群、软件课程群;专业方向课程分为嵌入式开发课程群、软件设计课程群、智能建筑课程群;素质拓展与创新课程建立工程素质课程群,由导师分别指导。课程群的设置有利于加强课程之间的联系,实现课程整合。除计算机专业的传统课程设置外,还增加了基于安卓的手机软件开发,以及基于CAD的二次开发等课程。
(二)开放实验室
计算机科学与技术专业建有各类专业实验室以满足专业教学的需要,同时新建了机器人创新实验室、电子设计创新实验室、嵌入式设计创新实验室、ACM程序设计创新实验室。各类创新实验室建立了一套完整的开放式管理模式,实行以项目为抓手,以各类创新实验室为平台,结合学生科技活动、学科竞赛、大学生研究项目(PRP)等多种形式,为学生创新能力和工程能力的培养创造良好条件。实验室面向卓越班学生、第二课堂活动骨干、参加各类学科竞赛的学生开放,主要为学生的课外科技活动,以及具有设计性和综合性的实验提供实验场地和仪器设备,为学有余力的学生提供学习、实验与研究的机会,使创新教育、工程教育由课内延伸到课外。创新实验室配备实践经验丰富的教师为导师,指导学生有针对性地学习专业知识和工程应用技能,或直接让学生参与导师的科研项目,接受科研能力训练。在学生第二课堂科技活动中,创新实验室每学年培训学生及指导开发性实验的学生近300人次,且近3年来,经创新实验室培训的学生在国家级和省级各类竞赛中均获得了优异成绩。
(三)校企合作
卓越工程师的培养和训练单纯依靠校内资源是不够的。企业拥有先进的设备和技术、真实的工程环境、经验丰富的工程师,且掌握了业界发展趋势、技术前沿、人才需求等,这些对工程人才的培养都至关重要。校企合作是卓越工程师培养的必由之路,在实施校企合作的过程中,安徽建筑大学建立了校企联动的多层次组织体系,邀请相关企业共同参与制定卓越工程师培养方案,组建了由教授和企业高级工程师组成的学院专业建设委员会,负责优化课程体系、教学内容建设和培养方案的实施,组建了由双师型教师和企业高级工程人员组成的工程实践教育中心,负责工程实践教学,提高学生的工程实践能力。学校积极建立了校企合作工程实践教育中心,企业为学校提供实习条件,学校按企业要求开设课程、开展教学,为企业培养专门人才。通过与优秀IT企业,如安徽讯飞智元信息科技有限公司、安徽安联科技股份有限公司、合肥金山科技实业公司、合肥创新、中软国际等合作,共建校企实习和实训基地,并以培训、讲座、工程实训指导的方式引入企业的教学培训资源。
三、结语
本文分析了“面向卓越工程师”计算机专业培养模式的不足,探讨了面向计算机专业“卓越工程师”的培养模式,即课程体系优化、开放实验室的建立及校企合作三方面的改革和实施途径。观察安徽建筑大学进行培养模式改革一年来的效果,发现培养模式的改革提升了学生专业素养和专业技能,开阔了学生视野,提升了学生的就业竞争力。
参考文献
[1]雷国华,周屹,邢传军.面向“卓越工程师教育”的网络工程专业毕业设计改革[J].计算机教育,2013,(14):77-80.
[2]韦韫韬,王晓娟.计算机“卓越工程师”校企合作人才培养模式的研究[J].电脑知识与技术,2015,(2):62.
[3]陈智勇,李民政,钟艳如,等.计算机科学与技术专业卓越工程师教育培养计划之课程体系建设[J].中国现代教育装备,2013,(17):71-73.
关键词:信息学科;人才培养;医学院校
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2017)06-0097-03
近年来,我国医疗卫生信息化建设的步伐加快,医学信息应用越来越广。医学信息工作的发展需要优秀的专业人才支撑,我国《2006―2020年国家信息化发展战略》中明确指出,“要加强医疗卫生信息化建设,以学校教育为基础培养信息化高级人才、创新型人才和复合型人才”。卫生部、国家中医药管理局出台的关于加强卫生信息化建设及人才发展规划的一系列文件中也指出,要完善卫生信息化建设和中医药信息系统建设,尤其应重点培养具有医学和信息学双重背景的复合型人才和服务于技术、应用的实用型专门人才。因此,作为人才培养重要一环的高等院校本科教育,特别是以培养医学相关人才为主的医学院校开设相关专业的本科教育是医学信息人才培养的重要环节,这也对教育工作带来了新的发展机遇和挑战。
医学院校医学信息人才培养现状
医学院校开办医学信息相关专业的时间不长,面向医药卫生领域的信息管理与信息系统、医学信息学等专业大多开设于2000年前后。[1]中医院校开设相关专业相对较晚,各校根据自身研究的特色和专长,设置了不同的专业。
目前,各校开设的主要专业有计算机科学与技术、医学信息工程、信息管理与信息系统等。即使同一专业,各校的人才培养方案、教学计划与课程体系也均不相同。例如,医学信息工程专业,有的注重培养应用型人才,有的注重培养综合型人才;课程体系设置上,有的学校侧重于计算机和信息学科专业知识,有的强调较为扎实的医学基础知识,有的突出工程应用能力培养。而且在人才培养体系相对完善的计算机科学与技术专业中,各校的教学计划与课程体系设置也有较大的不同。另外,部分中医院校已经开设了中医药信息学专业硕士研究生教育。
因此,综合来看,目前医学信息学科人才的培养仍处于探索阶段,尚没有形成较为成熟的培养模式和教学体系。[2]
医学信息人才培养模式研究
笔者所在的浙江中医药大学在中医院校中较早地开办了计算机科学与技术专业,2001年开始招生,2012年开设医学信息工程专业,2015年开设中医药信息学硕士研究生专业并开始招生。目前,学校拥有中医药信息学、中医药信息管理学等两个国家中医药管理局重点培育学科和浙江省中医药管理局重c学科。经过十余年的探索与发展,学校已逐渐积累并形成了符合学校特色的较为完善的医学信息专业人才培养模式。
1.人才培养目标
学校本科医学信息工程专业和计算机科学与技术专业的定位和人才培养的目标是根据社会对从事医学信息相关工作的人才需求而研究设计的。目前,医疗卫生系统及相关的计算机应用研究开发领域急需的是应用型人才,即需要能够进行医院信息系统的开发、使用和维护,医疗仪器设备及其应用软件的开发、使用和维护,医学数据、图像等信息的处理分析等专业性较强工作的专门应用型人才。因此,医学信息类专业主要培养的应是具备上述专业知识与技能的高级别应用型人才。
医学信息工程专业培养的人才主要服务于医疗卫生机构及相关领域,计算机专业培养的人才服务于以医院信息系统开发为主的多平台软件开发及部分网络工程岗位。因此,从岗位胜任力出发,结合社会最新岗位设置及其对人才的具体需求,学校研究设计了两个专业的培养目标。
医学信息工程专业:培养能融合医学、信息学、计算机和现代管理学等多学科专业知识和技能的应用型专门人才,即具备医疗卫生相关的信息处理与研究、信息系统建设与开发和硬件开发的基本能力,能从事医疗卫生相关领域的研究、开发、管理及工程实施等工作。
计算机科学与技术专业:培养具备较强的计算机应用系统分析、设计和工程实践能力,创新实践能力以及良好的综合素质,即能胜任医疗卫生领域行业信息化建设和IT行业计算机应用系统的研究开发、实施管理等方面工作的高级应用型人才。
可以看出,学校医学信息工程专业侧重于培养多学科融合的主要服务于医疗卫生领域的专门型应用人才,而计算机科学与技术专业培养应用层面较广具备较强应用系统开发能力的应用型人才。
2.人才培养方案
从应用型人才培养目标出发,在明确培养什么人之后,制订了相应的人才培养方案以保证培养目标的实现。培养方案中通过开展专业课程体系、实践教育体系和素质培养体系三个层次的教育,以实现对学生知识、能力和素质的培养。
(1)专业课程体系
专业课程体系中分为三个教学平台:通识教育平台、大类基础平台和专业课程平台。
医学信息工程专业培养的是多学科复合型应用人才,因此其专业课程体系包含多条主线,且主线并行,包括软件开发能力、硬件设计能力、信息处理能力和学科融合能力等。其中,以培养软件开发能力为基础,兼顾智能硬件开发和医学图形图像分析处理。通过必修课程教授学生专业基础知识,通过选修课程的设计与选择方案制订,有引导性地指导学生至少选择两个选修方向,使学生除具备医院信息系统、医疗仪器和图形图像三个方向基础知识外,还能够具有更深厚的专业背景和较深入的专业能力。
计算机科学与技术专业主要培养高级应用型人才,因此,其专业课程体系主要围绕软件开发能力培养展开。程序设计类课程和应用系统开发课程是课程设计中的主线。学校在依据计算机科学课程体系14个核心内容要求开设的基础课程外,又根据本校专业特色,开设了中医学概论、现代医学概论、医学信息学、医学图像分析、医学数据挖掘及决策支持等培养学生医学基础和应用能力的课程,以及智能终端应用开发、物联网原理与应用等符合市场最新需求的课程,目的是使学生具备医学信息工作的必要基础和更好的社会需求适应能力。
(2)实践教育体系
培养应用型人才就要对学生的实践能力和工程应用能力有很高的要求,因此,实践教育体系的构建对培养学生有着非常重要的作用。学校将其与课堂教学相配合,医学信息工程专业和计算机科学与技术专业都设计了多层次的实践教育体系。从基础课程实验教学到核心课程综合课程设计,再到实训项目开展、创新实践活动等逐层递进开展教育活动,逐步深入地培养学生的基础实验能力、分析综合能力、实践应用能力和创新创业能力。
其中,实训项目包括与医院及企业合作的小学期项目开发,以及毕业实习与毕业设计等。创新实践活动包括专业特设的创新创业学分、信息专业各类学科竞赛、学生科研项目、实验室开放项目、教师科研项目、学生自主创业项目等。学生根据兴趣和优势,与指导教师及校外企业合作开展各类实训及创新实践项目,从而强化与提升实践能力。
此外,医学信息工程专业还特别安排学生到医疗卫生机构开展志愿者活动,使学生能够更为深入地了解相关机构和系统的运行,增强社会责任感以及对专业和职业的认知。
(3)素质培养体系
专业人才的培养对未来从事医学信息工作的学生提出了较高的素质要求。素质的培养不仅仅在于课程的开设,更是贯穿于大学四年教育中的课堂教学模式方法的选择设计、实践活动开展的方式方法、校园文化底蕴等。
因此,在素质培养体系的构建中,学校首先在通识课程中设计了包括思想政治、人文社会科学、自然科学、创新创业、校本特色等的各类课程,使得学生能够获得更为宽厚的知识基础和较为深厚的文化底蕴。在专业课程教学中,学校组织教师讨论、设计并应用各种先进的教学理念和方法,如自我学习、研究性学习、合作学习、基于慕课的翻转课堂学习等。同时,在实践教育过程中,组织和设计不同层次和不同开展形式的实践项目和活动,并积极开展第二课堂和社会实践活动,努力营造创新创业环境。例如,邀请学术及行业专家开展学科前沿知识、市场发展动态等系列讲座,与企业合作开展企业项目嵌入,创造环境支持学生创业项目等。通过这一系列的教学与实践安排,培养学生的独立学习能力、团队合作能力、沟通交流能力、组织领导能力、创新创业意识、社会责任感等职业核心能力和综合素质。
人才培养模式的探讨
笔者所在学校的人才培养模式的思路是在专业开设多年的基础上逐渐明确并且逐步修改完善,并形成特色。学校以学生程序设计能力和应用系统设计开发能力培养为重要基础,以大学生程序设计竞赛为引领开展创新实践活动,以校院、校企合作贯穿教学和实践环节培养实践应用能力等。例如,学校代表队在国际和浙江省大学生程序设计竞赛中屡获佳绩,并以此带动了全体学生的程序设计学习氛围和竞赛参与意识。又如,与杭州市第一人民医院合作共建临床信息系统实践教育基地成为大学生校外实践教育示范基地,与联众智慧科技、医慧科技、图特信息科技等多家医疗信息科技公司共建各类校外实践基地,开展多层次的实践能力培养与实训。
近期,学校在最新人才培养方案的修订过程中又一次更加深入地对现有人才培养模式进行了分析和整理。通过分析和研究得出,医学院校医学信息类学科的人才培养应紧密结合社会与市场的需求,在坚持强化学科基础知识与能力培养的基础上,随着社会发展和市场需求适时适当地调整培养方法、教学手段。其中,校院、校企合作是非常重要的手段和方法。首先应在专业教学指导委员中设置来自医院及企业的委员代表,依据社会需求不断调整优化人才培养方案。此外,应该与医疗卫生机构、医疗信息化企业充分探讨,研究适合本校学生的人才合作培养机制,将实际工程应用逐步渗透到教学的各个环节之中,使学生循序渐进地理解如何将所学理论知识与现实工作需求相结合,如何将课堂实践能力的培养与企业工程项目的需求相结合,从而使学生能够从现实需求出发,促进其自发地开展理论知识学习与实践能力的培养。
参考文献:
“信息技术”(Information Technology,简称IT)作为计算机学科的一个新的专业方向在2001年底正式提出的,随后在IEEE-CS/ACM CC2004中被确立,CC2004最终定稿为CC2005并于2006年3月。2003年秋季ACM信息技术教育专委会(SIGITE)成立了IT课程规范起草小组负责信息技术专业和课程规范(Computing Curricula Information Technology Volume,简称CCIT)的制订工作,并在CC2004和CC2005中给出了主要的框架体系,2005年10月了CCIT的征求意见稿,并于2008年11月形成了IT2008。计算领域教育界达成这样的共识:“信息技术”专业是当今发展很快、社会急需且需求很大、并已自成知识体系且具有独立教育学意义的一个专业方向。其基本目标是培养这样的专业人才:能够通过对计算技术的选择、建设、应用、集成和运维管理,为社会各单位或个人提供支持并满足他们的需求。计算技术是构成现代文化不可或缺的重要部分,也是推动世界经济和社会发展的主要动力,计算已经成为我们这个时代的标志性技术,正在改变着我们的工作和生活方式,培养“信息技术”专业人才是世界从工业化社会向信息化社会转变的必然要求。
在我国,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2003年开始启动了我国计算机专业规范的制订工作,并于2006年9月了《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)》(以下简称《规范》),明确了计算机专业的四个专业方向,其中新增了“信息技术”专业方向,该专业方向的定位和内涵基本上与CC2005接轨。同时,《规范》鼓励各学校制定并执行和本规范相容且有自身特色的专业培养方案。特别是对新设立的“信息技术”方向,《规范》留出了更多的空间,需要大家在实践中补充和完善。
开展“信息技术”专业人才的培养工作具有挑战性,存在较大的难度。其难度不仅仅是因为它是一个新的专业方向,需要建设课程体系、储备师资力量等,更大程度上是由于社会对该专业人才的要求相比对传统计算机专业(包括软件工程)人才的要求有着很大的不同点。
首先,“信息技术”专业的毕业生需要掌握通用的信息技术,同时要学习并熟悉一种典型的应用领域或行业。按照IT2008的定位,相对于传统的“信息系统”(Information Systems,简称IS)专业关注信息技术的“信息”方面,“信息技术”更加关注“技术”本身。但是,“信息技术”专业毕业生直接面向社会信息化的应用需求,完全独立于应用进行培养是达不到要求的。所以,一方面该专业毕业生的基础是掌握构建各行各业信息系统都需要的通用性技术和方法,另一方面还需要深入地了解某种行业或领域的信息技术应用情况,否则就缺少了整体上对通用技术进行学习和实践的载体,不利于毕业生的就业。如今,信息技术的应用已经遍及了人类涉足的所有领域,这就要求开设“信息技术”专业方向的院校要找准恰当的行业应用背景,制订合适的教学方案,培养出具有特色的人才。
其次,“信息技术”专业的毕业生除了要具备计算领域全面的技术功底之外,同时需要具备很强的人际沟通等社会活动和协调能力。这种社会能力的培养是传统计算机专业的软肋。传统的计算机专业教学更多地偏向于“计算机科学”专业方向,强调个体的逻辑思维、抽象和编程能力,或多或少地忽略了社会沟通能力的培养。“信息技术”专业毕业生从事的职业需要与各种背景的同事和客户打交道,应用系统的建设和维护常常涉及非技术因素,必须要有良好的沟通能力,包括高水准的口头和书面表达能力,以及理解并能建设性地评价其他人意见的能力。可以说具备优秀沟通能力是“信息技术”职业人士成功的基础。但是,沟通能力靠一两门课程是很难培养的,需要贯穿于整个四年的教学活动中来培养,这就要求引入新的教学内容和教学方式,以便最大程度地增强学生的沟通能力。
第三,“信息技术”是由实际应用驱动的一个专业,非常注重知识与动手能力和实践经验的结合。在培养过程中,要提供学生充足且有效的实践环境和机会。目前,我国高校的实践教学环节和社会实习机制尚未形成良好的态势,从计划经济转变到市场经济后,实习生的社会成本没有了明确的承担实体。虽然,很多IT企业提供了实习生岗位,但总量不足,只有少数优秀的学生才能获得实习机会,而且应用背景不够确定,不利于院校批量培养学生。这就要求院校要寻求行业的支持,能够把实习环境和实习生岗位的部分经费纳入企业的成本预算,构建切实可用的产学研相结合的实践体系支撑环境。
为了应对这些挑战和问题,国内外一些高校相继开展了“信息技术”专业方向的设置和培养工作,例如,美国马里兰州立大学、印第安纳州立大学、中密歇根大学、英国Guildford学院、爱尔兰国立高威大学、韩国铁道大学等,但与CC2005和IT2008的符合性并不是十分好。而国内高校开设符合《规范》标准意义上的“信息技术”专业方向也刚刚起步,尚没有公开报道的资料。
北京交通大学计算机与信息技术学院依托其长期参与铁路信息化建设工作的悠久历史和良好基础,针对铁路行业信息技术特色需求,于2006年初开始研讨铁路特色信息技术专业方向的设立工作。我们与铁路信息化工作主管部门和相关单位进行了沟通,在充分调研后认为面对我国高速铁路快速发展的大好形势,培养铁路特色的“信息技术”专业人才是必要和可行的。在《规范》的指导下,学院于2007年3月形成了《“现代铁路信息技术”专业设计》报告,在计算机科学与技术专业中开设“铁路信息技术”专业方向,开设了铁路信息技术相关课程,两年来每年有30名左右的学生自愿选择该方向。2008年修订完成了《北京交通大学计算机与信息技术学院计算机科学与技术专业培养计划》,进一步完善了“铁路信息技术”专业方向的培养方案,明确了与计算学科其他方向的关系。
2铁路信息技术人才培养的需求背景
铁路是国家重要的基础设施,是国民经济的大动脉,是一个庞大的网络性产业。我国铁路行业采取各种有效措施,实现了以6%的世界铁路营业里程完成世界铁路25%的运输工作量,运输密度为世界之最。但“一票难求”、“一车难装”的现象依然存在。我国工业化、市场化、城镇化进程的加快,必将使全社会运输需求总量持续增长。预测到2020年,全国铁路旅客、货物运输需求将分别达40亿人、40亿吨,年均增长速度分别为8%和4%。2004年1月,国务院审议通过了我国铁路史上第一个《中长期铁路网规划》,到2020年,我国铁路营业里程将达到10万公里,其中客运专线1.2万公里,形成四纵四横为主干线的铁路路网,复线率和电气化率均达50%。2008年10月,鉴于国内经济形势发展的变化,《中长期铁路网规划》做出了一些调整,将2020年全国铁路营业里程规划目标提高到了12万公里,电气化率上调为60%,客运专线里程增加到1.6万公里,并将城际高速铁路系统由环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区扩展到长株潭、成渝、中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等地区。
截至到2008年底,铁路营业里程已达7.9万公里,全年完成客运量14.5亿人、货运量33.1亿吨。在纵横7万多公里的铁路营业线上,驰骋着1.5万辆机车、50多万辆车辆。众多部门、工种相互间的有序联动共同完成旅客运输、货物运输、行包运输和邮政运输等任务。铁路运输组织和指挥系统的输入和输出都是信息,信息化是铁路提高运输能力和效益、增强铁路市场竞争力的重要手段,是改造铁路传统产业、走新型工业化道路的必然选择。中国铁路信息技术应用始于上世纪六十年代,经历了近四十余年的发展历程,从单项的、部门级的以数据处理为主的初级应用,发展到今天涉及各业务领域的、覆盖全路的、实时处理的综合应用。铁路的高速化、重载化、密集化发展趋势,对铁路信息化建设提出了更高的要求。
早在1995年召开的铁道部科技大会上就提出了:铁路的发展取决于现代化,而铁路信息化是铁路现代化的主要标志。2002年,王麟书总工程师(时任铁道部总工程师)撰文表示:“铁路作为国民经济的大动脉,肩负着重大的历史使命。为适应新的形势,把握机遇,铁道部提出了实现铁路跨越式发展的新思路,作为指导今后铁路工作的纲领。信息化是铁路跨越式发展的重要组成部分,也是实现铁路跨越式发展最重要的支撑手段之一,铁路信息化面临新的巨大需求,必须进一步加快建设步伐”。
为了推动铁路信息化,铁道部于2005年了《铁路信息化总体规划》,提出了建设具有中国特色、世界一流的铁路智能运输信息系统的总体目标、体系结构、发展战略与实施策略,总共要建设和完善3大信息化应用领域、5个基础平台、10个建设方面、38个具体应用系统,实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管理现代化。其中,运输组织、客货营销、经营管理是铁路信息化的3大应用领域。运输组织领域的信息系统,主要服务于铁路运输的调度指挥,涵盖运输生产的各主要环节;客货营销领域的信息系统,主要服务于铁路市场营销人员和旅客、货主,向旅客和货主提供优质服务;经营管理领域的信息系统,主要服务于运力资源、经营资源管理与运营决策支持的部门和相关人员,以保障铁路运输的运力资源的优化配置和降低运输成本为目标,提高铁路运输效益。铁路信息化公共基础平台包括通信网络基础平台、信息共享平台、公用基础信息平台、信息安全保障平台和铁路门户平台,为业务应用层的各应用系统提供公用的基础环境。铁路信息化具体细分为10个主要建设方面和38个重要应用系统,运输组织领域包括运输调度指挥、运输生产组织、列车运行控制和行车安全监控4个方面共14个应用系统,客货营销领域包括客运营销和货运营销2个方面共6个应用系统,经营管理领域包括运力资源、经营资源、办公信息管理和决策支持4个方面共18个应用系统。铁路信息化是铁路运输全员、全面、全方位、全过程的信息化,随着高速铁路的快速建设,对信息系统的实时性、安全性、准确性要求也越来越高,其中有大量信息技术问题需要解决,需要有一批基础扎实、技术过硬、能够胜任铁路信息化建设的合格人才。
铁路信息化建设已经取得了巨大的成绩。2009年1月的全国铁路工作会议指出,2008年我国铁路技术创新取得了新的重大突破,京津城际铁路集成创新了我国高速铁路列车运行控制系统、自主研发了数字化旅客服务系统、新建客运专线和部分重要干线广泛采用了铁路数字移动通信系统(GSMR)、新一代调度集中系统(CTC)、全路列车调度指挥系统(TDCS)覆盖率达到95.7%、客票发售与预订系统和货票信息管理系统实现升级,铁路信息化在运输组织、客货营销、经营管理方面的作用更加突出。这些技术进步都离不开信息化技术,同时也更加迫切地需要铁路信息技术专业人才的培养和储备。在2009年3月召开的全路信息技术系统工作会议上,铁道部何华武总工程师特别指出,要加强培训,重视人才,以不断加强信息化管理和技术人员的现代信息技术和业务知识的学习为重点,深入研究铁路信息化人才成长规律,制定人才培养和储备计划,健全完善人才资源库,为铁路信息化发展奠定坚实的基础。铁路信息化、特别是高速铁路信息化的建设,明显需要培养具有铁路行业特色的“信息技术”专业人才,其就业市场很大。
3加强铁路信息技术人才培养的举措
铁路信息技术人才的培养,离不开铁路主管部门和主要业务部门的支持。铁路行业的传统主干专业是运输、信号、线桥隧、机车车辆、电气等五大专业,计算机专业作为通用辅专业尚未列入铁路紧缺专业。但是,随着铁路信息化需求的持续增加,铁道部有关部门正在考虑铁路信息化人才的培养和储备,并开展了积极的工作。
2007年9月,铁道部人事司技术干部处组织召开了高校铁路专业教材编写工作会议,经北京交大、西南交大、铁道部运输局等单位的专家学者共同讨论建议,人事司决定将原定“铁路信号及信息技术”专业方向,划分为“铁道信号与控制”和“铁路信息技术”两个独立的方向,新增并确立了铁路信息技术专业作为铁路行业关注的专门人才培养方向的地位。随后成立了“铁路信息技术”特色教材编写工作组,在铁道部信息办的指导下,开展现代铁路信息技术导论、铁路信息技术标准体系、铁路信息系统集成与应用、铁路信息安全技术、铁路信息系统架构、铁路运营维护信息技术、铁路智能信息处理技术、铁路信息系统应用技术、铁路信息系统工程、铁路信息资源与规划、铁路运营系统计算机仿真等11本教材的规划和编写工作。2008年3月铁道部人事司组织在北京交通大学召开了铁路信息技术特色教材编写大纲研讨会,认真研讨了对大纲的反馈修订意见,正式布置了教材编写实施工作,并扩大了参编院校和单位,包括铁道部信息办、铁道部信息中心、北京交大、西南交大、兰州交大、大连交大等,计划于2009年底完成全部编写工作,铁道部人事司提供了立项建设经费等支持。
2008年4月教育部批准成立了交通运输与工程学科教学指导委员会(教高函[2008]10号),2008年11月交通运输与工程教指委批准成立了轨道运输与工程分委员会,2009年2月分委员会决定下设6个教学指导组,其中有铁路信息技术教学指导组,全面负责专业建设指导、教材建设、专业规范制订等工作。2009年5月,铁路信息技术教学指导组召开了第一次全体会议,对指导组的工作计划以及专业定位等问题进行了研讨。
2006年初,北京交通大学计算机与信息技术学院着手开设铁路特色信息技术专业方向的工作,2007年启动了“现代铁路信息技术专业方向的设置研究”学院教改项目,制订了初步的培养方案和教学大纲。为了加强培养学生的实践动手能力和对铁路行业信息化的了解,学院与铁路信息化主管部门和主要业务单位,以及相关IT企业建立了多种合作关系。2007年6月,我校与铁道部信息技术中心签订了战略合作协议;2007年7月成立了“北京交通大学―甲骨文铁路信息技术实验室”;2008年1月获批建设“高速铁路网络管理教育部工程中心(筹)”;2008年7月成立了“中国软件评测中心铁路专业分中心”;2008年10月学院建设了“铁路信息技术专业实验室”;2009年1月启动了Intel―北京交通大学“云计算在铁路行业的研究应用及人才培养”合作项目。以铁路信息技术作为特色之一,我院计算机科学与技术专业于2008年被评为北京市级和国家级特色专业。
4铁路信息技术专业方向培养方案简介
按照《规范》精神和要求,参考CC2005信息技术方向的设置思路,我们在设立铁路信息技术专业方向时遵循了以下的指导思想:
本专业方向定位为计算机科学与技术专业大类下的一个方向,其核心课程与计算机专业相同,本科的第1~3学期以计算机专业大类公共课程为主,在第4~7学期中加入该专业方向的系列特色课程。
本专业方向设置主要为我国铁路信息化建设提供人才,同时考虑信息技术专业的通用性要求,使学生具备该专业的基本能力以便适应其他行业的信息技术工作。
本专业方向以培养本科毕业应用型人才为主,但同时考虑为本学科方向输送合格的硕士、博士生源,为学生进一步深造奠定扎实基础。
设置铁路信息技术专业特色课程应遵循以下原则:
以能力培养为主要目的,教学做有机结合,必修内容精而少,教学内容设置既有稳定性又有灵活性。
将最新的铁路信息应用技术引入课堂教学,通过基础理论知识与实际应用、现场需求的结合,引导和培养学生的创新精神。
通过必修、选修和实习的合理组织,使学生得到充分的实践训练,培养学生的自主学习能力。
通过设置讨论、学生报告、小组项目等教学内容和考核要求,促进学生表达能力和人际沟通能力的提高。
鼓励学生通过一些相关IT企业的认证考试,如Linux认证考试、Oracle ERP认证考试等。
根据北京交通大学教务部门的要求,本科课程由学科门类基础、大类专业基础和专业三个模块组成。学科门类基础模块是必须具备的数学、物理及其扩展类基础性课程;大类专业基础模块是为大类学科专业领域中必要的、最基础的知识和能力而设置的理论与实践课程,计算机专业以主干核心课程为主;专业模块主要有专业特色方向选修模块和专业拓展选修模块。计算机科学与技术专业特色方向模块分设三个方向课程组,铁路信息技术方向是其中之一,需要修满8个学分,另外配置了为加强实践能力和研究素质而设置的专业拓展选修模块8个学分。铁路信息技术特色方向课程组主要由6门课程构成,包括“铁路信息技术导论”、“铁路运营维护支撑信息技术”、“铁路通信与控制技术基础”、“信息系统集成与应用”、“信息系统工程与实践”、“信息技术综合实践”等。专业拓展选修包括“铁路运营调度系统”、“铁路信息保障和安全”、“铁路信息系统测试”、“国外铁路信息技术”等课程。另外还安排了3学分的生产实习。
5结束语
“信息技术”专业方向是目前国内外越来越受到重视的新兴计算学科方向,该专业方向的建设和人才培养工作具有挑战性。我国高速铁路大发展也对信息技术人才的培养提出了新的需求。北京交通大学计算机与信息技术学院依托多年参与铁路信息化建设工作的良好基础,在铁路相关主管部门的支持下,率先开展了“铁路信息技术”专业方向的建设工作,做出了有益的尝试,一方面能为铁路信息化建设提供人才储备,另一方面也希望为其他院校开设“信息技术”专业方向提供一定的借鉴。
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