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关键词:专业建设;人才培养;实践教学
作者简介:孙君顶(1975-),男,河南邓州人,河南理工大学计算机学院,副教授;毋小省(1974-),女,河南沁阳人,河南理工大学计算机学院,副教授。(河南?焦作?454003)
基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2009JG023、2012JG064)的研究成果。
中图分类号:G642.3?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)22-0045-02
为适应新形势下计算机技术的发展趋势及满足社会对计算机专业人才的需求,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会先后颁布了《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)》(2006年)、《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》(2007年)及《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》(2008年)等系列著作,指导及规范计算机科学与技术专业的教学体系及人才培养模式。
河南理工大学(以下简称“我校”)计算机专业本着适应计算机技术发展新形势需要的精神,结合高等学校计算机教指委的相关文件精神,不断探索高校人才培养新模式,打造品牌专业,全力提升专业建设水平。继2008年获得河南省特色专业建设点,2010年我校计算机科学与技术专业又获得了国家第六批特色专业建设点。为了加强专业建设,实现为社会培养合格人才的目标,我校从专业改革目标、专业改革方案及相关保障措施等方面对专业建设进行了深层次探索。
一、专业建设与改革目标
结合目前国家对计算机科学与技术人才需求状况,我校确立了计算机科学与技术专业建设与改革目标:[1]第一,坚持以学生为本,以教师为主导,以能力培养为核心,培养具有“强能力、宽适应、重创新”的创新型人才。第二,根据信息社会的发展及行业发展对计算机专业人才的要求,从“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”四个方面深化课程体系、教学模式、教学内容、教学方法的改革,加强学生工程实践能力培养,充分发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。
二、专业建设与改革方案
为了实现改革目标,确定了我校计算机科学与技术专业建设的总体建设思路:第一,明确专业人才培养目标,制订切实可行的人才培养方案及专业建设实施计划,在课程改革与建设、教材建设、实验实习实训基地建设、教学改革与管理等方面落实相关人员责任,落实专业建设经费,保证按期达到专业建设的目标。第二,积极开展调查研究,借鉴国内外高水平大学成功的经验;了解信息社会对计算机科学与技术专业的需求状况,结合区域经济发展和行业经济发展,以市场需求为导向,明确办学方向,准确定位,制订与社会需求和经济发展相适应的专业发展规划。
1.明确人才培养目标
要进行专业建设,面临的首要问题也即关键问题就是首先要确定培养什么样的人才,也就是要确定专业人才培养目标。虽然目前计算机技术发展迅速,但计算机科学与技术专业却面临尴尬局面。一方面企业抱怨招不到合适的人才;另一方面,学生就业困难已成为一个普遍问题。[2]究其原因,关键在于学校不了解企业对学生知识结构、综合素质及实践能力等方面的需求,也即专业设定的培养目标没有同市场需求有效接轨。
按照目前各工科高校的情况看,计算机科学与技术专业人才培养的目标主要集中为研究型和应用型两类。为了明确我校计算机科学与技术专业的人才培养定位,结合目前市场对计算机专业人才的需求状况、高等教育转向大众化教育的背景以及我校的具体办学条件、我校计算机科学与技术专业的专业办学条件及本专业所招收高考学生的层次等方面的实际情况,将计算机科学与技术专业的人才培养目标定位在“应用型”人才的规格上。但这里定位的“应用型”人才并非单纯指《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)》所指的信息技术专业方向所培养的应用型人才。[3]除此之外,还包括软件工程和计算机工程两个专业方向所培养的应用型人才,是综合这三个专业方向来进行人才培养的。
2.人才培养方案与课程体系建设
确定了“培养什么样的人才”这一目标后,接着就是要解决“如何培养”的问题,即如何围绕该目标制订切实可行的人才培养方案和设置合理的课程体系。在人才培养方案的制订上,我校坚持培养方案要以体现优化知识结构、突出专业特色、适应区域和行业经济发展为原则;以“体系优化、内容先进、结构合理”为目标,努力汲取学科建设和教育教学改革中取得的一系列成果,将其体现在人才培养方案中。
我校计算机科学与技术专业在多年的建设实践中逐步形成了“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”的教学指导方针。依据该方针,我校在培养方案的制订及课程体系设置过程中坚持以下主要原则:
(1)在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会所颁发的相关规范的指导下,合理安排培养方案的各个环节内容。建设由学术、技术、职业和人文交织的刚性课程平台和多样化的柔性课程模块,共同组成“知识面宽,应用性强,理论与实践渗透”的多元课程体系。
论文关键词:专业建设;人才培养;实践教学
为适应新形势下计算机技术的发展趋势及满足社会对计算机专业人才的需求,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会先后颁布了《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)》(2006年)、《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》(2007年)及《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》(2008年)等系列著作,指导及规范计算机科学与技术专业的教学体系及人才培养模式。
河南理工大学(以下简称“我校”)计算机专业本着适应计算机技术发展新形势需要的精神,结合高等学校计算机教指委的相关文件精神,不断探索高校人才培养新模式,打造品牌专业,全力提升专业建设水平。继2008年获得河南省特色专业建设点,2010年我校计算机科学与技术专业又获得了国家第六批特色专业建设点。为了加强专业建设,实现为社会培养合格人才的目标,我校从专业改革目标、专业改革方案及相关保障措施等方面对专业建设进行了深层次探索。
一、专业建设与改革目标
结合目前国家对计算机科学与技术人才需求状况,我校确立了计算机科学与技术专业建设与改革目标:第一,坚持以学生为本,以教师为主导,以能力培养为核心,培养具有“强能力、宽适应、重创新”的创新型人才。第二,根据信息社会的发展及行业发展对计算机专业人才的要求,从“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”四个方面深化课程体系、教学模式、教学内容、教学方法的改革,加强学生工程实践能力培养,充分发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。
二、专业建设与改革方案
为了实现改革目标,确定了我校计算机科学与技术专业建设的总体建设思路:第一,明确专业人才培养目标,制订切实可行的人才培养方案及专业建设实施计划,在课程改革与建设、教材建设、实验实习实训基地建设、教学改革与管理等方面落实相关人员责任,落实专业建设经费,保证按期达到专业建设的目标。第二,积极开展调查研究,借鉴国内外高水平大学成功的经验;了解信息社会对计算机科学与技术专业的需求状况,结合区域经济发展和行业经济发展,以市场需求为导向,明确办学方向,准确定位,制订与社会需求和经济发展相适应的专业发展规划。
1.明确人才培养目标
要进行专业建设,面临的首要问题也即关键问题就是首先要确定培养什么样的人才,也就是要确定专业人才培养目标。虽然目前计算机技术发展迅速,但计算机科学与技术专业却面临尴尬局面。一方面企业抱怨招不到合适的人才;另一方面,学生就业困难已成为一个普遍问题。究其原因,关键在于学校不了解企业对学生知识结构、综合素质及实践能力等方面的需求,也即专业设定的培养目标没有同市场需求有效接轨。
按照目前各工科高校的情况看,计算机科学与技术专业人才培养的目标主要集中为研究型和应用型两类。为了明确我校计算机科学与技术专业的人才培养定位,结合目前市场对计算机专业人才的需求状况、高等教育转向大众化教育的背景以及我校的具体办学条件、我校计算机科学与技术专业的专业办学条件及本专业所招收高考学生的层次等方面的实际情况,将计算机科学与技术专业的人才培养目标定位在“应用型”人才的规格上。但这里定位的“应用型”人才并非单纯指《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)》所指的信息技术专业方向所培养的应用型人才。除此之外,还包括软件工程和计算机工程两个专业方向所培养的应用型人才,是综合这三个专业方向来进行人才培养的。
2.人才培养方案与课程体系建设
确定了“培养什么样的人才”这一目标后,接着就是要解决“如何培养”的问题,即如何围绕该目标制订切实可行的人才培养方案和设置合理的课程体系。在人才培养方案的制订上,我校坚持培养方案要以体现优化知识结构、突出专业特色、适应区域和行业经济发展为原则;以“体系优化、内容先进、结构合理”为目标,努力汲取学科建设和教育教学改革中取得的一系列成果,将其体现在人才培养方案中。
我校计算机科学与技术专业在多年的建设实践中逐步形成了“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”的教学指导方针。依据该方针,我校在培养方案的制订及课程体系设置过程中坚持以下主要原则:
(1)在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会所颁发的相关规范的指导下,合理安排培养方案的各个环节内容。建设由学术、技术、职业和人文交织的刚性课程平台和多样化的柔性课程模块,共同组成“知识面宽,应用性强,理论与实践渗透”的多元课程体系。
(2)课程体系设置体现方向性。专业人才培养方案制订时,基于“软硬并举、平衡发展”的思路设置课程体系,涵盖了计算机硬件及软件相关课程内容。硬件课程体系以嵌入式方向为核心,软件课程体系以Java课程群为核心。
(3)课程体系设置体现系统性。课程体系不是多门课程的简单堆积,在设置课程体系时充分考虑课程间的相互联系及次序,将所开设的课程通过一条主线贯穿起来。也就是以课程间的相互关联来支撑专业的方向性,进而以课程体系的方向性保障培养方案的系统性。
(4)坚持“五个结合”的原则。坚持“加强基础与拓宽口径相结合”,坚持“人才培养与科学研究相结合”,坚持“教学手段、方法的改革与课程体系的改革相结合”,坚持“统一规格要求与促进个性发展相结合”,坚持“课内与课外、校内与校外教育相结合”。
(5)坚持校企共建原则。加强专业发展趋势及人才需求研究,吸引产业、行业和用人部门共同研究课程计划,制订与生产实际、社会发展需求相结合的培养方案和课程体系,突出培养学生的创新能力、实践能力和创业能力,强化实践教学环节。
(6)坚持“名师、名课、名教材”课程建设思路。名师,就是通过课程建设造就国家级、省级及校级教学名师与教学团队;名课,就是通过课程建设将相应课程建成国家级、省级及校级精品课程、双语课程或网络课程,并进一步构建计算机科学与技术专业教学资源平台;名教材,就是建设国家级规划教材或行业规划教材。同时,以现代教育技术为切入点,加强多媒体教学课件建设,积极开展电子立体化教材建设,进行网络教学、多媒体及视频技术等现代化教学平台建设,提高教学效率和教学效果。 转贴于
3.加强实践教学环节
要培养“应用型”人才,实践教学是关键。因此,在计算机科学与技术专业建设中,推行理论教学与实践教学并重的教学理念,努力探索、构建由基础实验教学模块、专业基础技能训练模块、专业实习模块、科研训练模块、社会实践模块组成的实践教学新体系,注重培养学生的工程意识及工程素养训练,着力提高分析问题和解决实际工程问题的能力。为此,主要从以下几个方面加强学生实践能力的培养:
(1)建成由专业研究实验室、开放实验室和教学实验中心一体化的综合支撑多层次、跨平台、软硬件结合的教学实践环境,建立以“工程性”为核心的实验室开放制度。采用该方式,一方面有利于强化学生的科研素养、工程实践能力、创新能力和团队协作能力的培养;另一方面,还可促进实验教学设备的利用率、教学效率和教学质量的提高,也有利于提高学生的学习兴趣和积极性。
(2)严格实践环节管理。强调实验课、课程设计与毕业设计的重要性,将实验教学、课程设计与课堂教学同样要求,要求教师在制订教学进度表的同时也要明确实验教学应完成的内容和要求,制订出实验计划表,定量或定性地对学生的实践能力进行评价。
(3)以参加学科竞赛活动为依托,加强学生创新能力培养。以全国软件专业人才设计与开发大赛、河南省程序设计大赛、全国电子设计大赛、“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等各类学科竞赛为平台,加强对学生创新能力和实践能力的培养。
(4)加强毕业实习与毕业设计环节,采用毕业实习、毕业设计及就业一体化教学模式。一方面,毕业实习前的就业指导等活动使学生对专业的就业形势、就业现状及企业需求等方面有了一定的了解,从而使学生结合就业意向开展实习,提高实习效果,增加就业机会;另一方面,毕业实习前分配相关毕业设计任务,学生带着毕业设计相关问题到企业实习、调研、实践,增强了实习过程的针对性和目地性,既丰富了毕业实习的内涵也提高了毕业设计的质量。采用该方式既有效完成了毕业实习及毕业设计两个关键教学环节又锻炼了学生的动手能力、积累了实践经验,从而为学生的高质量就业打下坚实基础。
三、保障措施
为了保障专业建设的顺利开展,我校主要采用了以下保障措施:
第一,高度重视专业建设和教学改革工作,组织广大教师开展“转变教育思想,更新教学观念,培养高素质人才”的讨论,明确专业建设的目的和任务。
第二,加强师资队伍建设。探索学校与企业共建师资队伍制度,加强年轻教师的培养及双师型教师的培养,吸引企业优秀人才加入师资队伍;引导教师到产学研基地挂职,鼓励他们参加相关应用技能的培训;鼓励教师积极转换从理论到理论、从书本到书本的角色,适应应用型人才培养的需要。
第三,建立以强化能力为导向的应用性人才培养的实践教学模式的长效机制,为实践教学改革提供制度保障,形成与之相适应的领导体制、管理制度、质量保障措施、考核评价体制等,构成完整的运作框架。
第四,建立和健全学院的各项教学管理制度,规范教学行为。为了保障教学改革工作的顺利开展,学院制定了精品课程建设管理办法、教学指导小组工作条例、关于加强新进教师指导工作的规定、毕业论文(设计)实施办法、教学督导实施办法、实验教学管理规定及关于加强新进教师教学指导工作的规定、教材选用规定等文件,保障各项教学工作的顺利开展。
第五,充分发挥系(部)作用。按照我校“重基层、重建设、重实效”的原则,加强系(部)作用,将专业建设、师资队伍建设、教学团队建设等工作重心由学院一级下放到系(部)一级。由系(部)组织讨论有关教学计划、教学内容、教学管理和教学改革等方面的问题,为专业建设工作的进一步开展提供决策参考。
一、中职计算机科学与技术专业实践教学的现状和问题
(一)计算机专业实践教学的现状
当前中职计算机科学与技术专业实践教学主要包括理论知识讲解、上机实践教学以及校外实习三个部分。但是现在用人单位普遍反映存在计算机科学与技术专业的学生实践能力和创新能力不够强,与用人单位需要的人才存在着差距等问题。针对这种现状,中职计算机科学与技术专业实践教学应立足于实际情况进行改革,在加强学生理论知识理解的同时,提高学生实践能力和创新能力,时刻关注社会以及用人单位需求的改变,顺应需要,及时对课程进行必要的调整,以培养高素质、高技术人才为目标。
(二)计算机专业实践教学的问题
1.教师和技术人员缺乏。随着中职的不断扩招,师生比例严重失衡,教师的数量难以充分满足教学的需要。此外,由于中职的待遇不高,优秀的教师和高技术人员流失比较严重,直接影响学校的课程设置,致使一些课程开设的较为匆忙,并使学生对于知识未能充分的理解和掌握,影响学生的学习,妨碍学生实践能力的提高。
2.实习机会少。中职计算机科学与技术的专业特点大幅度增加学生实习需求,而中职由于种种原因难以完全满足学生的实习需要,使学生实习不充分或者实习质量很差,直接导致学生在未来的毕业求职中的竞争力大幅度降低。
二、中职计算机科学与技术专业实践教学问题的对策
1.立足实际,与时俱进
在中职实践教学过程中,应立足实际,与时俱进。计算机科学与技术专业的专业特点要求学生有很强的实践能力和创新能力,所以在计算机科学与技术专业的课程设置时要立足于学校和社会的实际情况,加大实践课程的设置比例,紧跟时代的步伐,实时更新,与时俱进,培养专业化的高素质人才。
2.建设高素质教师队伍
中职计算机科学与技术专业需要大量的高素质教师和专业的技术人员,所以中职要扩大师资力量,提高薪资待遇,留住人才,建设自己的高素质教师队伍。加强与其他高校的交流,了解当前最新的科学技术,聘请专业的技术人员和教师进行讲座,适应中职、学生以及社会的需要,根据实际情况,制定实践教学方案,培养实践能力和创新能力强的专业人才。
3.增加投资,更新设备
中职实践教学相关的仪器设备要求较高。而现在计算机科学与技术专业的部分仪器设备老化、过时,与用人单位实际应用的设备存在差距,很多学生毕业后需要很长的时间进行适应甚至是重新学习,浪费时间和精力。所以中职应借鉴国内外的先进技术经验,加大投资力度,更新符合社会实际需求的仪器设备,淘汰老旧设备,并提高设备的使用效率,积极维护实践设备,从而提高学生的动手能力,使学生对于知识的理解和掌握更为精准。
4.针对学生的层次不同合理的开展教育
对于中职类院校来说,学生的层次不同是不可避免的,而将不同层次的学生组合在一起教学必然会造成教学中的问题,因而在教学过程中,中职类院校可以根据不同学生的计算机基础的不同有针对性的进行教学。首先,在入学时针对进行计算机相关知识的模拟测试,将计算机基础差不多的学生分到一个计算机课堂当中,这样在教学的过程中教师就会更有针对性。其次,经过一定时间的学习之后,根据学生的学习情况进行班级的调整,从而使每个学生都能跟上教学的进度。除此之外,教师在布置作业时也应考虑到学生的情况,对于基础薄弱或者接受能力较差的学生来说,教师应将教学的重点放在基础知识的了解方面,而对学习水平较高的学生来说,可以更多的侧重新知识和新技术的练习。
三、总结
计算机科学与技术专业是一门集实践性、专业性、创新性为一体的专业,而中职的计算机科学与技术的实践教学也要符合其实践性、专业性、创新性的特点,根据专业特点和实际情况,制定自己的培养人才的具体方案,提升学生解决问题的能力,使学生积极主动地学习,帮助学生提高专业技能,使其符合社会以及用人单位的需求,为国家的繁荣富强贡献出自己的一份力量。
参考文献:
1 “教学实施方案”建立的背景
从1999年开始,经过几年的大规模扩张,人们对大面积扩招后形成的新的高等教育态势进行了重新认识,并把普通高等学校一般地分为研究型大学、教学科研型大学、教学型本科院校 (前面分类在一定程度上可对应于我国高校本科的“一本”、“二本”和“三本”)、高等专科院校和高等职业院校等几种办学类型。随着高等教育大众化、普及化时期的到来,初步形成了各类大学相对稳定地分层次办学的格局。
在社会需求和学科发展的推动下,我国大陆现有598所高等院校设置了847个计算机科学与技术本科专业点,在校生40余万,构成了一个巨大、复杂的专业群体。这不仅在规模上实现了从精英教育向大众化教育的转变,而且面对一个宽阔、缤纷的人才市场,正在从内涵上实现从精英教育向大众化教育的转变。
精英教育注重厚基础和广适应,而大众化教育更强调特色和应用性,强调学校和专业更精确的培养定位。不同类型学校根据学生在知识和能力上的差异,所制定的培养目标应该有所区别,这是实现精英教育转入大众化教育所急需解决的问题。针对不同的培养目标,按照科学办学的基本思路,采用不同的教育策略,规划和提供不同的教学内容,以实现更有效的教育,提高专业的教育教学水平。
2006年,计算机教指委了《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)》,提出了以“规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议,鼓励不同高校在“计算机科学与技术”专业名称下,根据社会需求和自身实际情况,为学生提供不同类型人才培养的教学计划和培养方案。在“规格分类”思想的指导下,根据计算机学科覆盖面广,计算机专业规模大的特点,将计算机专业人才分成科学型(也称“研究型”)、工程型和应用型。
2007年和2008年,计算机教指委又先后了《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》和《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》,旨在为“规范”的实行提供支持。
据此,我们至少可以认为:所在院校的办学类型不同、培养目标不同、所在地及其周边地区社会需求的不同,这些计算机专业的教学内容应该有所不同。计算机专业的核心课程,针对不同院校的不同教学目的,应该有不同和分层次的教学设计。例如,对于大多数计算机专业以及IT相关专业的学生,尤其是非研究型院校的学生,应该把学习定位在理解、熟悉和能够灵活运用的基础上,而把那些“考研”所需要的更深层次理论性内容放在选修或者考研复习阶段来解决。从长远看,应该对各层次院校的计算机专业所开设的核心课程的教学内容进行研究,对其教学方法进行积极的探索。
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普遍存在的问题,推进计算机科学与技术专业的科学办学进程,计算机教指委、中国计算机学会教育专业委员会联合高等教育出版社立项开展了“教学实施方案”的研究。
28门计算机专业核心课程
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“软件工程”的重要性,该项研究包括程序设计基础、离散数学、数据结构与算法、计算机组成原理、计算机网络、操作系统、数据库系统、软件工程等8门课程的教学实施方案的研制,探求在计算机教指委给出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,形成较系统的课程教学实施方案。同时,对相应的教材建设提供指导性意见(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的倾向,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。
为了完成研制,项目除了总体组之外,还针对8门课程,由来自全国各地知名高校的一批资深课程教学专家组成了对应的8个研究小组,历时一年,取得了丰硕的研究成果,并完整地体现在《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》中。
3 “课程实施方案”的设计原则
在任何一个专业的教学计划中,都需要有“培养目标”和“培养规格”的描述,这些描述表达了通过各种教学环节的实施去实现的目标。因此,要强调课程教学为专业人才培养的总目标服务。所以,教学计划中包含的课程,并不是一个简单的课程集合,这些课程应该构成支撑总目标实现的一个体系。课程按照类别和能力培养的作用构成系列,按照前导、后续的关联关系和各学期课程的容量分布到不同的学期。在专业人才培养体系中,每个课程都有自己的地位和作用,它们的教学组织与实施应该能够保证其作用的发挥。
程序设计基础、离散数学、数据结构与算法、计算机组成原理、计算机网络、操作系统、数据库系统、软件工程这8门核心课程的内容涵盖了计算机科学与技术专业最基础的知识,是进行专业能力培养的最基本课程。所以,这些课程的教学在专业教育中占有非常重要的地位,对于它们的教学应该得到足够的重视。
当然,针对不同的培养对象和培养目标,课程的地位和作用会有所不同,重点、难点等需要关注的方面也不尽相同,再往深层探究,甚至作为知识载体所承载的内容也是不同的。例如,就方法而言,有的强调重点掌握思想,有的强调重点掌握方法的实现,有的强调重点掌握方法的证明,有的强调重点掌握方法的应用。
为了使课程达到设计目的,还必须了解相应课程的特点。不同课程关注的方面不同,在教学方法、教学手段上也会不同。例如,多数核心课程需要关注其原理、系统、设计和实现,需要比较丰富的实验教学支撑,而离散数学则利用课堂教学就能取得较好的教学效果。
按照知识是载体,课程通过知识的讲授向学生传授计算机问题求解的思想、方法和技术,实现学生专业能力的培养和专业素质的提高的基本思路,同时考虑教学计划的系统性,研究各门课程的教学实施方案。每门课程的教学实施方案主要包括两大部分。
第一部分是总体描述。很多课程可以沿不同的维度进行延展,这些延展的课程可以是本科阶段相应的扩展课程,也可以是研究生阶段将延续的课程,从而构成课程群。这一部分给出有关该课程的总体设计,包括该课程群在专业人才培养中的地位与作用,课程群的设计思想、依据、目标、课程群的基本构成等。
第二部分是相应课程的教学设计。“课程实施方案”对8门课程分别按照科学型、工程型、应用型学生培养的要求,给出课程的教学设计。这是课程教学实施方案的主体部分,主要包括基本描述、内容大纲、课程实验、课程设计、考试基本要求等。
有的课程的教学实施方案中还包括第三部分内容,给出了相应课程群中其他课程的教学大纲。
4以“操作系统”课程建设为例
以专业核心课程“操作系统”为例。
“教学实施方案”指出,尽管操作系统课程有不同名称,例如操作系统、操作系统原理、操作系统原理与应用、操作系统结构、操作系统设计等,但基本教学内容是类似的。本课程是计算机科学与技术专业学生必须学习和掌握的一门理论性和实践性并重的核心主干课程和专业基础课程。本课程的先修课程为离散数学、程序设计、数据结构与算法、汇编语言、计算机组成原理等。
“教学实施方案”针对在操作系统领域中科学型、工程型和应用型在认知层次上的不同,规划了不同的课程目标、课程定位、课程内容和课程特点,设计了三个不同的课程内容矩阵,介绍了课堂授课、课程实验、课程设计、作业和习题要求、考试和成绩评价等实施方案设计,并为课程实验和课程设计设计了4个实践层次及其响应的实验内容:
(1) 实践层次1:使用与管理。建议设置安装Linux、安装Windows、Linux系统用户接口和编程界面、Windows操作系统界面认识、在Linux中使用U盘、屏蔽Windows桌面上的“回收站”、停止Windows的“自动升级”服务、在Linux上配置FTP服务器和在Windows上配置IIS服务器等9个实验。
(2) 实践层次2:观察与分析。建议设置Windows Server 2003注册表管理机制、Windows Server 2003进程与线程、Windows Server 2003内存管理、Windows Server 2003安全管理、Solaris进程和线程、Solaris线程调度、Solaris内存管理、Solaris文件系统等8个实验。
(3) 实践层次3:编程与修改。建议设置进程与线程、内存管理、文件与文件系统、Shell、Linux内核剪裁与编译、操作系统内核状态的读写、系统调用、中断与下半部处理、内核模块设计、简单设备驱动等10个实验。
(4) 实践层次4:设计与实现。建议设置进程调度、进程同步、内核同步机制、虚拟内存、文件系统、USB设备驱动程序、可扩展操作系统、操作系统虚拟化、微内核和安全操作系统等10个实验。
5一些联想
初次接触“教学实施方案”这本书,我就深深地为其完整、深刻和周到的设计而折服,进而想到:
(1) 在这个“教学实施方案”的形成过程中,计算机教指委、许多知名院校和高教出版社等组织不少领域的资深教学专家做了大量的工作。在实际教学过程中,确实存在着专业教师“脚踩西瓜皮,滑到哪里算那里”的问题。如何让更多的专业教师共享这样重要的教学指导意见,进而推动专业核心课程的教学,最终受益于广大的专业学生,值得我们思考,值得学校领导费心关注。
(2) “教学实施方案”不仅是专业核心课程开展教学和教学改革的重要指导文件,也是资深教师编写好的专业课程教材的重要依据,在新的核心课程教材建设中,教材编写者应该首先积极领会这个文件的主要内涵。
(3) “教学实施方案”是本科计算机教指委组织完成的重要项目,正所谓“铁路警察,各管一段”。事实上,高等专科学校和高等职业技术院校相关专业的教学也普遍存在着这样的需求。一方面,也应该积极建设这样的指导性文件;另一方面,为高专高职相关专业开发新教材的作者以及出版社编辑,也可以积极参考和发展《教学实施方案》,探索专业教学和教材建设的新思路。
参考文献:
>> 独立学院计算机专业应用型人才培养模式探析 独立学院计算机专业应用型人才培养研究 独立学院计算机应用型人才培养 独立学院应用型计算机人才培养探讨 独立学院应用型计算机本科人才培养模式的探索与实践 独立学院应用型人才培养模式探析 独立学院汉语言文学专业应用型人才培养探析 独立学院英语专业应用型人才培养模式探析 独立学院英语专业应用型人才培养策略 谈计算机专业工程型与应用型人才培养 计算机应用型人才培养 计算机应用型人才培养研究 计算机专业应用型人才培养的实验教学探讨 计算机嵌入式专业应用型人才培养模式研究 地方高校应用型计算机专业人才培养方案探讨 地方高校计算机专业应用型人才培养方案改革与实践 计算机类专业创新型与应用型人才培养模式研究 计算机专业应用型本科人才培养模式研究 计算机科学与技术专业应用型人才培养模式探索 计算机科学与技术专业应用型人才培养模式改革探索 常见问题解答 当前所在位置:l.
[4] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M]. 北京:清华大学出版社,2008.
Discussion on Training Strategy of Computer Major’s Applied Talents in Independent Colleges
PENG Ying, SU Defu, SU Guohua
(Xingjian College of Science and Liberal Arts, Guangxi University, Nanning 530005, China)
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:计算机科学与技术;教学;创新能力;培养
中图分类号:TP3-4 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 12-0000-01
Students Innovation Ability Traning Analysis of Computer Science and Technology Major
Huang Hengchu
(Concord University College,Fujian Normal University,Fuzhou350001,China)
Abstract:Modern society has entered the era of electronic information science,computer science and technology development requires students to have a certain ability to innovate.As a training students in computer science and technology institutions for the training times on request,we can strengthen teacher resource development,training programs for professionals to better meet the requirements of reform,teacher's guide related projects active participation of students,in addition to courses can be organized inside and outside interest groups and other related measures to improve the teaching reforms,in order to promote students'creative ability and innovative form.
Keywords:Computer Science and Technology;Teaching;Innovation;
Training
计算机科学与技术是当前世界上发展的最快的科学技术之一,不管是理论上的创新害死技术上的改革都日新月异。而与计算机科学相关的计算机学科也将面临着网络化、集成化、多媒体化及在计算机科学革命带动下的社会信息化。崭新的信息时代的带来带给学生的不仅是知识,同时也对其创新能力提出了新的要求。为贯彻社会的人才培养理念及满足社会发展对计算机科学和技术人才的需求,将培养学生创新能力纳入教学改革是我们计算机学科教学中需要进一步深入研究和探讨的重要课题。
一、简述目前高校计算机专业人才培养现状
计算机专业属于新兴的前沿学科专业,其技术发展速度非常快,在其专业领域内,相关的科学技术几乎时时刻刻都在发生改变,其相关的科学技术每隔半年或者更短的时间就会进行更新换代。因此,这也就要求从事这个专业的人员具有较强的创新能力,否则难以满足科学技术不断发展的需要。
就当前的形势看来,高校的计算机专业人才培养方面存在诸多的问题,其具体表现为以下几个方面:课程内容的设置和教学教材与计算机科学技术的发展不相适应;教学师资队伍的水平与科学技术的发展速度不相适应;先进实用的教学教材内容不能反映当前计算机学科的前沿技术;教学方式陈旧,传统的教学模式比如说黑板和粉笔的使用还是作为主要的教学手段在使用,进而导致达不到理想的教学效果;学生长期没能得到创新方面的培养,只会纸上谈兵,缺乏实践能力,跟社会的现实需求严重脱节。为为了适应形势发展对计算机人才的需求,相应的计算机教学必须做出相关的教学改革,只有这样才能培养出具有较强创新能力的学生。
二、培养计算机人才创新能力的有效途径
依照实践性和针对性的原则,结合当前计算机科学与技术专业的具体情况,笔者认为可以通过以下几个方面加强对学生创新能力培养。
(一)加强教学师资队伍的建设,加大教师教学和科研讷讷公里的提升程度。教师及其自身的素质高低是决定教育系统优劣的重要因素。教师的工作心态、对待工作的态度不管是在教育观念的更新还是在教学方法的改革上都起着关键的作用。教育是人类发展历程中超前的一项事业,教师进行教育工作不仅要适应当前的教育发展形势,更要以未来发展方向为目标,这就需要教师具备较强的知识获取能力。因此,要想培养出具有较强创新能力的学生,首先就要大打造一支具有较高水平的教学师资力量。
(二)加大课堂教学的改革力度。针对创新素质的培养,在教学内容的改革中,在教学目标的确定中,以及在教学方式上都做了相应的变化。课程改革是为了帮助刚进入这个领域学习的新生了解这门学科,让他们认真学习,最终能够顺利完成学业,引导学生在这一学习领域中不断的去探索,利用自身已经学到的知识去了解未知的知识,培养他们的创新意识和能力。
(三)加强教学实践环节,注重学生动手能力的培养。计算机科学与技术专业本身就是一门具有较强实践性的学科,不少专业课程中都包含了实验内容、课程设计等实践性的学习环节、其中集设计性和综合性为一体的实验对培养学生的动手能力和开发思维、培养创新思维具有很重要的作用。通过这些教学环节,学生在课堂上学习到的理论性的知识可以得到验证,学生的创造性及学习的主动性将得到有效激发。
(四)组织学生参加各种课外活动小组,发挥第二课堂的积极作用。在大学校园中有很多的学生社团在活跃校园文化中起着重要的作用。教学者可以将学生的专业知识、创造力的培养与这些活动相结合,让学生参加计算机协会或者电脑节等,在专业老师的带领和指导下,开展一些计算机学科方面的竞赛,通过活动来提高学生的动手能力和实践创新能力。
三、结语
综上所述,在培养人才的理念中,作为一线教学者不仅要遵循计算机科学与技术专业对于培养人才的发展规律,同时更要注重学生创新能力的培养。在计算机科学与技术这门专业课程的教学中,我们不仅要做到将专业知识传输给学生,更要让学生掌握一定的创造力。因此,我们必须树立先进的教学理念,运用全新的教学思路为学生营造一个宽松的学习环境,努力将学生培养成为符合社会发展需要的新型创新人才,完成时代赋予我们每个人的使命。
参考文献:
[1]郭风,朱韶红.计算机科学与技术专业课程体系建设研究[J].中国现代教育装备,2010,1
[2]马礼,张永梅,宋丽华.培养计算机类专业学生硬件方向创新能力的研究与实践[J].计算机教育,2010,2
【关键词】 计算机科学 教学 体系建设
一、计算机科学与技术专业实践教学体系的具体内容
计算机科学与技术专业的学生在学校需要提升的是认知、实践以及团队协作能力,然而让这些能力的全面提高并非一日之功,也不是仅凭某门课程就能得以实现。该专业的学生必须通过学习包括德育、体育、外语等在内的公共基础课程,学习包括计算机理论、高数等理论课程以及学习软硬件、网络技术系列课程才能提高其所需的专业能力。
为了提高学生们的专业素养,笔者将实践教学设计为以下三个层次:第一层为牢牢把握课上内容主旨,重视课程实验,巩固课堂教学内容;第二层即注重户外实践,鼓励学生进行社会性体验及学科课外实践;第三层则是毕业设计的撰写,让学生结合课堂上有关计算机科学与技术的知识和社会专业实践,并以此硗瓿啥宰陨碜ㄒ笛习成果的全面检验。然而,课程的实践是专业技术教育环节中的重中之重,它的顺利展开可以决定整个专业教育活动的高质量进行,因此,完善构筑计算机科学与技术专业实践教学体系显得十分必要。
二、完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设的重要途径
从学校的角度来讲,完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设,对实践教学师资队伍的建设进行加强完善必不可少,而加强师资队伍建设最需要的就是要提升教师的综合素质和确保知识更新的及时性。譬如可以选派教师前往高级学府进行专业进修或于科研场所精进自身所学,或选派优秀教师去往企业工作学习,提升作为教师的专业实践能力、让教师深入专业实习学生的实习生活,以便于更好的引导学生们参加专业社会实践。此外,还要提高对实验室的管理效率及设备仪器的利用率,在条件允许的情况下为实验室配备专职教师,支持教师对学生自主制定实验课题及方案、完成实验并分析实验结果、得出专业性结论的引导工作。从教师的角度来讲,在教学中注意对学生实践能力的培养和丰富其课外活动生活,也对专业实践教学体系的完善也十分有益。在课堂教学中,计算机专业课上一般是使用多媒体来完成对专业知识的讲解与演练,这种用计算机实物来模拟具体专业操作实践的教学条件便于反映学生专业学识的掌握程度及学习效果,即便学生在课堂学习过程中会犯语法和逻辑这类专业课学识错误也易于及时被纠正,教师可借这一点来强化学生们的观察力和应变力。在课余活动时,教师又可组织好有关计算机专业的业余活动,如鼓励学生自建网站、维护个人计算机安全、以小组为单位进行程序设计比拼等,着重引导学生在课外也能够积极参与和其专业相关的实践活动,努力帮助学生们提升自我创新能力和团队配合能力。此外,还需要合理运用适配的教学成绩考核方式,合理化设计考卷内容并能及时针对考试结果作出分析,对症下药,比对考核的分析结果来及时调整对学生的教学方法和模式,积极引导和启发学生能够更好的接受专业知识与技能。
三、计算机科学与技术专业实践教学体系的构筑
构筑兼具规范性、目标性、层次性、系统性和实践性特点的计算机科学与技术专业实践教学体系,需要实现四个方面的统筹规划来促进专业实践教学体系的进一步完善:
首先是要注重实验实训,由于计算机科学与技术专业实践性较强,在课程种类上也以实验课居多,教学上可以培养学生的逻辑与创新思维,且有助于学生熟练掌握专业动手技能,如模拟生产专业实践的开展;
接着要重视各种设计的布置安排,设计实践就是一个让学生将所学理论知识综合运用于解决现实问题的自我检验、自我提高的过程,通过给学生布置安排专业实践设计,能加深学生对所学专业理论知识的理解并提高其利用专业学识分析实际问题的能力,如毕业论文的设计,就可在学生完成设计的过程中充分激发学生对专业真理探求的积极性和创新力,增强其在未来专业实践中的开拓信心;
还需要强调的是实习方面重要性,通过为学生安排专业实习活动,让其在参与具体的企业生产活动中增长社会阅历、锻炼其与专业社会人士相处的能力,以及引导学生自主思考、培养其独立完成工作的自觉性和自信心;
最后必须强调的是社会实践能力,将以理论实验及实习课程为主的第一课堂与以课外专业学习活动为主的第二课堂充分结合,在全面提高学生的综合素质能力的同时,还可培养其对社会的认知能力及计算机科学与技术专业的实践能力。
参 考 文 献
【关键词】 CDIO;创新型;工程教育;教学模式
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)9-00-02
1 引言
创新型人才是社会发展的需求与动力,我国发展战略的核心是建设创新型国家,其本质是培养创新人才[1]。高等院校作为社会输出人才基地,承载着培养社会需求的创新性人才的使命。目前我国的工程教育规模居世界首位,但对于工程教育创新性、人才培养质量等方面相对比较滞后,因此,教育部鼓励高等院校积极进行工程教育改革,对高校的人才培养模式与培养目标进行改进与优化,解决目前存在的工程教育体系不健全、工程教育和工业界脱节、课程体系相对陈旧、教师队伍缺乏工程经历等问题[2]。基于CDIO理念的工程教育是目前最热门的一种工程教育模式,教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”其目的就是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。
2 CDIO理念的工程教育模式
CDIO工程教育理念是近年来国际工程教育改革的最新成果,它由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助,经过四年的探索研究而建立的一种新型的工程教育理念。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[3]。,从2006年汕头大学工学院成为中国第一个CDIO国际合作组织成员开始,目前我国已经有几十所高等院校都进行了CDIO的工程教育改革。
基于CDIO理念的人才培养模式注重对学生的实践能力、创新能力、团队合作能力、沟通能力等方面的培养,它是以市场需求为导向,实际项目为载体一种新型的创新型人才培养模式。
3 基于CDIO的计算机科学与技术专业教学模式
我院以培养工程应用性人才为目标,于2010年引入了CDIO的工程教育理念,对现行的教学模式进行了相应的改革,提出以培养创新型人才为目标的CDIO工程教育模式,计算机科学与技术专业是首批试点改革专业。
基于计算机科学与技术专业的培养目标与专业特点,为了更好实现CDIO理念的创新型人才培养目标,提出了基于理论、实践、素质三位一体的教学改革模式[4],以课堂教育为起点,将CDIO的四个环节与实践教学过程结合,强调在教学与实践过程中结合法律、道德与文明等素质教育,使教学与实践、理论与应用、学术与工程全面结合,培养有高度综合素质、有创新能力的应用型人才。
3.1计算机科学与技术的知识体系
计算机科学与技术的知识体系分三个层面,即知识领域(area)、知识单元(unit)和知识点(topic)。知识领域是其最高层次,表示特定的学科子域,具体划分为14个知识领域,131个知识单元和808个知识点。计算机科学与技术的14个知识领域,如表1所示。
3.2计算机学科的问题空间
问题空间是对问题解决活动时在其中发生和进行的内部空间,它是由美国计算机学会、信息协会、和电气电子工程师协会计算机分会经专家研究后提出的。利用问题空间分析计算机学科不同专业、不同方向的知识结构与应用取向,其问题空间如图1所示。
在图1中,左边圆角矩形的阴影部分是计算机科学的问题空间,从问题空间中可以看出,计算机科学方向的知识取向与技术分布是注重计算机专业的理论知识,培养的是计算机的综合应用能力,包括软硬件系统的应用;虚线的椭圆形部分是软件工程的问题空间,它强调的是软件方法与技术,理论、开发、应用并重。
3.3教学改革方案
借鉴我系开展的“学生创新思维及创新能力培养链”研究成果,对传统的课堂教学进行调整,基于计算机科学与技术专业的人才培养方案要求,将学生的培养目标与培养方式相结合,以毕业设计为运行轨道,借助于科技活动平台,将理论、实践、素质的人才培养目标结合在一起,为培养创新型应用人才目标滚动发展。
3.3.1教学总体规划
为了避免循规蹈矩,将学生的知识学习、素质教学、创新能力培养相结合,开展科技创新活动与项目教学。在学生入学教育过程中,使学生明确自己的学习目标,借助于启发性的教学,鼓励学生的参与式、互动式学习,让学生从中学的被动式学习转向高等学校的主动式学习。同时,实施学生的导师制,由专业教师从专业知识的体系结构、学习方法、学习方向、能力培养等方面引导学生认识计算机科学领域,为大学的学习做好规划。
基于导师制,依托毕业设计的运行轨道,将课堂教学、实验教学、课程设计、科技活动、科技竞赛相结合,从第一学期开始引导学生了解专业学科、专业课程与专业学习,并结合课程的学习,将学校、二级学院及系的各种科技活动与竞赛结合,培养学生的学习主动性与积极性。
3.3.2教学模式的CDIO架构
以CDIO工程教育理念为指导,依循工程项目的生命周期,将教学与创新能力的培养结合,在教学过程中注重专业能力、实践能力、创新能力、团队合作能力的挖掘与培养,将构思、设计、实现、运作的过程运用到课程的教学中。依托毕业设计这一运行轨道,将毕业设计作为一个系统过程,结合课堂教学、课程设计、科技活动和素质教育,使学生的大学学习成为一个系统产生的流水线,其教学模式的CDIO架构如图2所示。
学生每一学年的学习是一个循序渐进的过程,第一学年重点在于构思,学生处于认知状态;第二学年重点在于设计,学生处于建设状态;第三学年重点在于实施,学生处于构造状态;第四学年重点在于运行,学生处于统筹状态。
3.3.3人才培养进程
基于CDIO的创新型人才培养,它依托于基本的课堂教学,但又高于普通的教学,借助于实验、课程设计、科技竞赛等形式[5],形成一种以理论教学为基础,科技实践为过程,素质提升为要素的立体式人才培养体系,其人才培养进程如表2所示。
基于能力素质的培养过程,在立体式的人才培养体系中,各阶段的培养目标既相互独立又相互联系,理论、实践和素质之间的联系纽带是毕业设计,以毕业设计为轨道,是导向性的知识进化方法。针对目前大学生存在创新能力与创新意识薄弱的弊端,以毕业设计为导航,基于学生的平时课堂学习,明确学生学习目标,引导学生素质与创新能力的综合培养,实现过程能力的提升与素质进步,实现创新型人才培养的目标。因此,把毕业设计作为轨道是教学改革的有效过程与方法。
4 结语
本文在分析目前高校人才培养模式与培养目标的基础上,阐述了基于CDIO的工程教育理念的创新型人才培养模式,结合我院开展的CDIO教学改革,以计算机科学与技术专业为例,分析了计算机科学与技术专业的课程体系、培养目标、教学改革的总体规划与进程,将CDIO的工程生命周期与教学环节相结合,为提高教学质量、培养具有创新型应用性人才起到积极的推动作用。
参考文献
[1]张德江.如何培养创新人才[N].中国青年报,2009-4-11.
[2]颜辉.基于CDIO的创新型工程人才培养模式研究[J].吉林工商学院学报,2012.
[3]顾佩华,沈民奋,李升平,庄哲民,陆小华,熊光晶.从CDIO到EIP-CDIO―汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008(1).