基于卓越教育的计算机专业实践教学体系建设

时间:2022-11-04 11:55:04 来源:网友投稿

【摘 要】计算机专业实践教学体系建设是卓越教育实现“多学科视野的复合型高端人才”目标的关键环节。本文针对不同课程群的特点,采用不同的实践教学方法和步骤,以此可以实现具有动态性机制的实践教学体系的建设。

【关键词】实践教学体系;卓越教育;课程群

0 引言

卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越教育”)对于我国计算机行业来说就是在增强自主创新能力、创建自主品牌,实现由“中国制造”到“中国创造”的历史性跨越的催化剂。计算机与信息技术是现代社会的标志行业,是知识经济时代实现信息有效、快速、及时、可靠流通的主要途径, 也是现代社会与经济得到正常发展的基本保证。而互联网、物联网、数据仓库、软件产品线、信息安全、3D打印、大数据和云计算等新技术的发展,使得与计算机相关的行业跨入一个新时代。计算机专业卓越工程师的培养是为本行业企业开拓国际市场而源源不断地提供具有国际竞争能力的高端工程技术人才的需求提供保证。因此,人才培养的更高社会期望为计算机专业实施卓越教育奠定了丰厚的社会基础。

1 建设计算机专业实践教学体系的基本过程

卓越教育的实践教学体系因为计算机与信息技术的行业特点而具有动态性。一方面需要对学生从入学到毕业的整个学习期间的实践过程进行宏观规划,对专业教学实践环境的任务进行必要的评估,并通过一系列制度性措施来保证任务目标的实现;另一方面还要在每学年或每学期针对行业的发展状况和企业的需求对具体实践项目的内容进行评估、修改和完善,基本步骤如图1所示。而具体内容可以从如下几个方面来描述。

图1 建设实践教学体系的基本步骤

1.1 课程群和教学团队建设

教学团队的知识结构和水平高低直接关系人才培养质量,在团队中高校教师和企业技术专家都必不可少,突破高校教师资格限制,聘请本行业工程师参与教学和实践指导,实行动态结构管理,建立由不同类型教师组成的专家库,以利于学生通过不同的课外途径与教师的进行沟通,利用多种方式保持辅导交流渠道的畅通,将实践教学向更广范围延伸,并与不同课程群的实践要求结合起来。

1.2 课程实践目标与项目目标的统一

计算机行业迅速发展的必然结果决定了教学实践内容的新颖性。选择课程教学实践方面的内容时,注重在实践教学内容中渗入研究性、反思性的内容,激发学生的兴趣、热情以及他们的创造性。每一门课程的实践内容又可以通过若干个实践项目来分工实现,通过每一个实训项目的目标实现课程实践的目标。

1.3 通过建立质量保障体系来确保实践教学质量

卓越教育的实践教学质量监控与保障体系建设首先是强调制度建设的重要性。例如培养方案定期修订制度,校院两级实践教学督导制度,企业实践跟踪监控制度,以及学生评教与教师考核制度等,建立全员参与的质量监控评价体系。健全实践教学质量监控和评价机制,尤其是严格考核实践环节。例如,对教师的评聘与考核可以从侧重评价理论研究和发表论文,逐渐转向评价工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等方面。对于学生的实践考核可以采取多次考核的方法,使之直到达到优良要求。

通过建立质量保障体系,定期对实践教学的制度、内容、环境进行核查,并对生成的模型进行比较和评估,直到生成一个相对与企业期望相符合的满意模型为止,并在此基础上不断完善。

1.4 实践教学体系的完善

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊的作用。在教学实践中特别强化实验教学,尤其需要注重学生应用知识和实际动手能力的培养,以支持并促进学生的全面、协调发展。搭建实践教学平台是提升高等教育水平、保证教学质量的基本要求。建设完整的一套实践教学平台,主要包括:实验指导书、实验素材、实践教学专用软件环境、发布实践教学信息的网络教学环境及特定实践教学资源,同时加强与企业的合作。例如,在《数据库维护与编程》课程的实践教学中,可以利用ORACLE公司的Oracle Academy项目。根据该公司和教育部签署的备忘录,可以享用免费提供最新的数据库管理系统软件,并免费提供青年骨干教师的数据库系统培训,提升教师实践教学水平。

2 卓越教育的实践体系建设的探索

我校计算机学院在实施卓越教育计划的实际教学过程中,本科采用“3+1”的四年制本科培养模式,3年在校学习,累计1年在企业学习和实践,注重实际能力的培养与实际工程项目结合。将产学研相结合的思想融入工程教育整体培养过程,使工程教育和培养过程更贴近社会、贴近市场、贴近生产、贴近岗位群。学校将努力寻求同海内外高校、企业、教育及研究机构的合作,汲取国外优秀的办学经验,引入国际先进的运行机制和办学模式,吸收国际上优秀工程技术人才培养的既有成果,开展教学方法改革,重点加强创新意识和创新能力的培养。

图2 基于卓越计划的计算机专业课程实践体系示意图

根据国家卓越工程师培养计划的基本要求和我校卓越教育的实践教学的工作方案,计算机专业的卓越教育实践教学培养体系的基本构架如图2所示。在以课程群为主导的实践教学体系中实现以构思、设计、实现和运作为指南的计算机行业产业的复合型软件人才培养模式。

2.1 实验教学设计精益求精

教学设计是课程实践教学的灵魂,是提高实践教学效率的关键环节。首先将专业基础课程的实验内容设计成包括教学演示、实验操作、分组交流和简单设计等形式。

学生实验课前就要求熟悉实验内容,学生可以通过阅读理解大概了解本次实验所要学习的内容。教师在课程讲授初期可以适当的演示一下相关实验具体内容,然后让学生进行验证性操作。验证性实验着眼于通过实验验证课程的基本原理,培养学生的基本实验技能。对于一些较为复杂的实验,也可以定期组织小组讨论课,给学生留下思考问题和解决问题的空间,实现研究性引导。当然,不同的年级、不同的班级、不同的学生学习基础应采用有不同的教学设计。

在课程实践的后期,设计一些针对本课程相对综合性强的项目,让学生自己先进行实验设计,然后再做实验,让学生自己解决问题。这不仅会增加学生参与实践教学与教师合作的可能性,还会激发学生参与合作的动力,从而形成师生互动,充分调动学习积极性,提高实践教学信息密度和知识理解的深度。

2.2 专业课实践教学和项目驱动教学法

专业课课程群的实践教学应当在基本理论教师讲授的基础上,更加注重结合项目案例、工程实践、学科前沿发展。在我校计算机学院采用了校企联合培养等一系列有效措施,以提高学生的就业能力。以现在的数据库课程群和程序设计课程群等实践环节为例,特别是软件开发类题目,多采用一人一题的方式,培养学生的独创能力;而对于较大的项目开发却要采用项目组模式,按照软件工程的指导思想培养学生的团队工作意识和协作精神,这也是对于我国中小企业占据着程序员就业市场主导地位的现实状况初步适应。例如,在程序设计课程群的教学实践中,技术领域里所有的产品几乎都可以作为项目。

采用项目法教学,教师需要做大量的准备工作。教师的主要任务有:确定项目内容、任务要求、工作计划,设想在教学过程可能发生的情况以及学员对项目的承受能力,把学生引入到项目工作中后退居到次要的位置,时刻准备帮助学员解决困难问题。通过综合性设计实验把数据库课程的与程序设计课程群实验平台逐步统一,增强学生的实际数据库维护和编程能力。以C#程序设计为例,按照探究性学习的需要,可以把课程实验综合、细化成若干可操作的程序设计项目。项目设置由浅到深,由简单到复杂,从面向对象编程思想、图形用户界面设计开始,依次是多线程编程、文件读写、网络编程和数据库编程等。

项目实施步骤包括:明确项目选择,确定项目分工、制定项目计划,实施项目计划,评估项目过程、展示项目成果,项目的归档和总结。在探究式的教学模式下,课程实训的考核应以每一个子任务的完成过程、完成效果作为一个具体考核内容,督促学生掌握每个知识点,以最后项目的封装为学期末的考核。如果学生成绩达不到优良程度,还可以再次提供考核机会。

2.3 结合企业需求进行毕业环节实践能力的培养

近年来国际工程教育改革的最新成果是工程教育理念的创新,以课程群为主导的实践教学体系的构建或改革的目标是提高学生实际动手能力。以基于团队工作的软件开发过程作为载体,完成软件工程课程群的体系设计,从行业调研、需求分析、系统的概要设计与详细设计以及系统的编码实现与程序的测试运行等方面对学生进行系统的软件开发训练。

学院在进行广泛社会调查的基础上,选择信誉好、信息技术力量雄厚的企业建立长期合作机制,深化人才培养模式的创新。从技术方向、创新能力、职业素养三个方面由浅入深对学员进行全方位培养:通过在学习过程不断引入的由简到难的实际项目平台以及结合最终的大型行业案例,使项目开发实践贯穿学生整个学习过程,最终帮助学生完成从学习知识到技能向项目经验的转换;在使学生具备技术技能的同时,结合具体情况,提升学生的软件工程和管理方面的能力,并且完善走上工作岗位所必须具备的职业素养。通过操作技能娴熟、项目经验丰富的教师和工程师对学生通过实训。

3 结语

卓越教育的实践教学体系的建设与传统实践教学模式相比,是涉及学校、企业、教师、学生等各方面环环相扣的更复杂的系统工程。在实践教学过程中教师要不断提高与企业相关人员、学生进行及时有效的沟通与交流,使得学生成为具有良好职业素养、具备相关理论知识又兼具良好技能的卓越工程技术人员。至于把卓越教育的基本思想落实在日常的实践教学环节中,还需要教学团队做大量艰苦细致的工作。

【参考文献】

[1]教育部.卓越工程师教育培养计划[EB/OL].http://.cn/qkpdf/kjsj/kjsj201436/kjsj201436130-1.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文

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