能力培養下的計算機人才培養模式實踐

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摘要：文章以計算機軟件類人才核心能力培養為研究對象，從新時代計算機軟件類工程人才培養過程中存在的問題出發，提出基于能力培養的計算機軟件類人才培養策略，旨在為提升計算機軟件人才培養質量、提升人才工作適應能力、促進校企合作育人提供參考。

關鍵詞：能力培養；培養模式；計算機軟件人才

隨著2017年教育部《“新工科”建設行動路線》的提出[1]，我國高等教育改革進入新階段，這對工程教育的理念、工程人才培養模式提出了新的要求，在這一背景下傳統教學理念和方法已經難以培養卓越的工程創新人才。分析目前計算機軟件類人才的培養模式，普遍存在以下問題亟待解決：重知識傳授，輕計算思維能力培養；學生重編程，輕文檔撰寫；學生解決復雜工程問題的能力差；學生自主學習積極性差；現有人才培養模式與社會需求對接錯位。針對以上問題本文提出以下對策。

一、優化課程大綱內容

目前以知識傳授為中心的教學模式仍然處于主導地位，該模式往往忽略學習者這一教育活動主體的發展，難以使學生在專業能力與素質上得到提升。計算思維能力是計算機軟件類人才應具備的核心能力之一，是計算機軟件類人才的靈魂，因此應該使計算思維能力的培養始終貫穿四年本科學習，并遵循由易到難，反復訓練，逐漸內化的策略，使之成為每個計算機軟件人才在本科畢業時都具備的基本專業素養與能力。課程是人才培養的基石，為達到該目標應該從根源入手，首先修訂各相關系列課程的教學大綱、實驗大綱，強化大綱中計算思維能力培養的部分并要求相關課程的教學團隊修改相關教學材料，如教案、講義、教學課件等并貫徹實施，同時在課程的考核標準、考核方式、試題中也要增加針對計算思維能力培養的部分，形成對計算思維能力培養情況的檢測與評價。例如在一年級的“程序設計基礎”課程大綱中，可以要求學生首先掌握程序設計基本思想、方法與技巧，養成首先進行程序設計再動手編碼的習慣，培養使用計算機求解問題的基本能力和程序設計能力；在二年級的課程中，如“數據結構與算法”可以進一步培養學生根據求解問題的具體性質選擇（或設計）合適的數據結構與算法的能力，并培養學生運用所學的原理與方法為實際工程問題設計新算法的能力。采用該方法根據各年級學生已經儲備的專業基礎知識和具備的專業能力，對專業課進行從教學大綱到教材材料再到實施過程的改造，按照難度遞增、復雜度遞增的原則[2]，遞進式、分層次培養學生的計算思維能力，堅持四年不斷線。

二、設計系列文檔模板

新工科建設就是要使工科人才回歸工程，在軟件開發工程化的過程中，文檔在軟件產品中的作用舉足輕重，其質量直接影響軟件開發、軟件使用及軟件產品的后期維護，因此在軟件人才培養過程中必須加強規范的軟件文檔撰寫能力，使學生在四年的專業課學習、實驗及實踐的過程中由簡到繁、不斷學習、反復訓練，遞進式掌握規范的軟件文檔的撰寫工具、使用方法及文檔撰寫方法。按照以上思路可以依據專業人才培養方案的設置在相關專業課中設計具有前后承接關系的系列軟件文檔模板，并使學生在有工程實踐經驗的專任教師或外聘企業教師的指導下學習并訓練軟件文檔的撰寫能力。例如，一年級通過程序設計基礎實驗及綜合實驗報告撰寫，著重加強訓練程序的設計能力，同時要求學生學會使用常用的程序流程圖繪制工具并學習繪制規范的流程圖，并將課程實驗報告撰寫規范程度及質量作為實驗報告考核的參考指標；類似的在二年級“數據結構與算法實驗”“軟件工程概論實驗”“軟件工程綜合設計”，三年級的“計算機網絡實驗”“數據庫系統原理課程設計”“操作系統課程設計”“軟件測試”“軟件系統分析與設計”“軟件工程專業綜合實踐”，四年級的畢業論文等課程中，都可以融合與軟件需求規格說明、設計說明書、用戶使用手冊等軟件文檔中內容吻合的元素，以任務分解的方式分別安排在相關課程中做出學習要求及考核要求。

三、建設系列頂石課程

解決復雜工程問題是新型工程人才需要具備的核心能力[3]，充分利用好頂石課的功能是解決這一問題的有效手段。頂石課最早興起于20世紀80年代的美國，它標志著本科學習的一個終點，2008年被美國大學協會指定為高校教育中10項高影響力的教育實踐之一，對美國本科教育質量起到了重要的作用，目前美國已有80%左右的高等教育機構開設了頂石課，其主旨在于為學生提供將碎片化知識在實際應用場景中整合、收尾、反思和過渡[4]，讓學生學習使用高階思維元素獨立面對和解決真實的、復雜的問題，并為后期學習和工作做好準備。學生解決復雜工程問題能力的培養不是某一門課程能夠勝任的，必須使之貫穿于本科課程體系，使復雜梯度逐層上升。借鑒國外頂石課在高等教育中的成功經驗并結合我國計算機軟件人才培養在新工科建設中的實際需求，本文采用在不同年級、分層次遞進式設置“頂石課”的方法，并在課程中植入企業課程、企業規范、企業項目幫助學生及時整合本年級所學專業課程，加深對已獲得知識與技能的體會，并為后續課程的學習和步入工作環境做好過渡。以軟件工程專業為例所設置的分層級的頂石課結構如圖1、圖2所示。

四、創新教學方法

終生學習能力是卓越工程人才需要具備的核心能力，計算機軟件行業技術更新快，新技術不斷涌現，這要求軟件行業從業者必須具備自主學習和終身學習的能力。傳統的教師講授范圍即是期末考核范圍的教學模式，這種模式嚴重限制了學生自主學習的主動性和積極性，針對該問題，可采用以下策略。（1）引進慕課-SPOC平臺輔助課程教學，在為學生提供優秀課程學習資源的同時，引導學生通過互聯網自主學習先進的技術和理念，將學生在慕課平臺上學習和完成習題的情況作為平時成績的一部分，并計入期末總成績。（2）編寫詳細的實驗講義，要求學生根據所學基本知識和技術自主閱讀實驗講義后分析實驗要求并自行設計實驗方案最終完成實驗任務。（3）在實驗中完全或部分采用真實項目，設計綜合性較強的任務，鼓勵學生組建團隊并自主分工、自主設計解決方案、自主查閱文獻搜集信息和數據、自主學習所需的新技術完成題目，與此同時在實驗大綱和實驗考核標準中對自主學習部分添加明確的要求，刺激學生自主學習能力的養成，培養可持續發展能力和終身學習能力。

五、推行產學協同育人模式

企業是培養學生工程實踐能力、創新能力，讓學生認識真實工程環境的場所，充分利用企業力量共同育人是解決高校人才培養與社會需求對接問題的關鍵。高校應充分發掘與企業共同育人、產教融合的各個切入點形成體系并建立長效機制、深度合作，實現校企共贏。例如，高校可以與軟件企業共同研制培養方案，與企業協同設置課程體系并改革教學內容，與企業協同建立選修課程群，申請并建立產學合作協同育人項目，與企業共同建立校外實習基地，與企業共建實驗室、共同開發企業項目、共同指導學生實踐課、共同指導創新創業項目、共同帶領學生完成夏令營活動、共同指導學生畢業論文等。我國工業化發展改革和新工科建設要求高校培育新時代卓越工程人才，普通高校計算機軟件類人才能力培養模式的探索與改革刻不容緩，本文以培養計算機軟件人才必備的核心能力為研究對象提出了培養模式改革的策略，可操作性強，對提升學生的專業素養、提高學生的就業競爭力、提升學生的創新能力和發展后勁、培養社會所需的計算機軟件類人才都有重要意義，具有較高的推廣應用價值。

參考文獻：

[1]高迪，印桂生，孫建國.新工科視域下的高等教育課程教學質量提升研究[J].黑龍江高教研究，2018，（12）.

[2]林健.運用研究性學習培養復雜工程問題解決能力[J].高等工程教育研究，2017，（2）.

[3]林健.如何理解和解決復雜工程問題———基于《華盛頓協議》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）.

[4]姜林，楊連生.澳大利亞本科頂石課程分析及啟示———以學生職業發展為視角[J].外國教育研究，2018，（3）.

作者：高揚 金英 金虎 單位：黑龍江大學