新工科要求下民族地區(qū)特色計算機人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

1、    “新工科”要求下民族地區(qū)特色計算機人才培養(yǎng)體系構(gòu)建    摘要：“新工科”發(fā)展戰(zhàn)略對地方院校的要求是結(jié)合地方經(jīng)濟社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需求，發(fā)揮自身優(yōu)勢、創(chuàng)新教育模式，培養(yǎng)融入服務(wù)地方意識的新型工科人才。計算機是典型的工科專業(yè)，計算機人才對新經(jīng)濟和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供巨大支持。在此背景下，民族地區(qū)高等院校應(yīng)優(yōu)化計算機人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建融合民族特色和專業(yè)要求的新型人才培養(yǎng)體系。文章借鑒“軟件工程”思想，以“就業(yè)”、“服務(wù)”和“能力”為導(dǎo)向倒推計算機人才培養(yǎng)目標，建立包含“專業(yè)技能”、“職業(yè)素養(yǎng)”和“民族情懷”三位一體的特色人才培養(yǎng)體系，形成“創(chuàng)新課堂教學(xué)

2、方法豐富實踐教學(xué)層次完善協(xié)同管理機制建立多級評價反饋”的特色人才培養(yǎng)方案實施路徑，培養(yǎng)具有扎實專業(yè)功底和技術(shù)能力，同時懷有扎根地方和服務(wù)地方意識的新型計算機人才。本研究為民族地區(qū)高等院校新工科建設(shè)和新型計算機人才培養(yǎng)提供了有益的發(fā)展思路和有效的實施方案。關(guān)鍵詞：新工科，民族地區(qū)，計算機人才培養(yǎng)計算機專業(yè)從1956年開辦至今，其發(fā)展歷程具有明顯的“外延特征”，現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向以提高質(zhì)量為主的“內(nèi)涵發(fā)展”階段，新工科建設(shè)正是促進這一發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的契機。新工科建設(shè)“復(fù)旦共識”提出：地方高校要“充分利用地方資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢，凝練辦學(xué)特色”、“深化校企合作協(xié)同育人機制”、“培養(yǎng)具有較強行業(yè)背景知識、工程實踐

3、能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才”1，這也對計算機人才的培養(yǎng)提出了新的要求。在這個大背景下，民族地區(qū)高等院校如何結(jié)合自身優(yōu)勢和地區(qū)發(fā)展需要優(yōu)化培養(yǎng)方式、如何突破工程能力培養(yǎng)瓶頸創(chuàng)新教學(xué)模式，找到一條既符合“新工科”建設(shè)要求又具有民族特色的計算機人才培養(yǎng)路徑十分重要?？梢钥吹剑诿褡宓貐^(qū)對計算機人才培養(yǎng)的關(guān)鍵是解決“專業(yè)性”、“職業(yè)性”和“民族性”的融合問題。在滿足“計算機人才培養(yǎng)質(zhì)量國家標準”2的專業(yè)要求下，將民族情懷教育和服務(wù)地方意識融入人才培養(yǎng)過程，注重專業(yè)標準框架下的職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成，是一種創(chuàng)新型的民族地區(qū)計算機人才培養(yǎng)思路。一、基于“軟件工程”思想，設(shè)計人才培養(yǎng)體系的研究流程

4、軟件開發(fā)的基本路徑是“以用戶為中心”，實施“需求分析概要設(shè)計詳細設(shè)計編碼測試”的流程，經(jīng)過循環(huán)迭代、不斷優(yōu)化，得到最終的軟件產(chǎn)品。人才培養(yǎng)體系的研究制定可以借鑒“軟件工程”思想，“以學(xué)生為中心”，從“人才需求”和“培養(yǎng)目標”分析出發(fā)，先總體設(shè)計“培養(yǎng)方案”，再詳細設(shè)計“教學(xué)方案”，通過不斷的教學(xué)實踐和評價反饋“培養(yǎng)質(zhì)量”，最終得到最優(yōu)化的人才培養(yǎng)方案。圖1描述了基于這種思想的計算機人才培養(yǎng)體系研究流程，從上到下分別表示人才培養(yǎng)體系各個要素的基本含義、核心內(nèi)容以及關(guān)聯(lián)分析。人才培養(yǎng)的“需求分析”是指培養(yǎng)目標分析，通過更新培養(yǎng)理念、分析產(chǎn)業(yè)行業(yè)需求確定人才培養(yǎng)目標，內(nèi)涵在于反映新工科的教育目標；“

5、總體設(shè)計”是指設(shè)計人才培養(yǎng)方案，關(guān)鍵在于將專業(yè)、職業(yè)和情懷教育有機融合，更新知識體系和教學(xué)內(nèi)容；“詳細設(shè)計”是指設(shè)計具體的教學(xué)實施方案，核心在于改革教育教學(xué)方法和創(chuàng)新質(zhì)量評價體系；“具體實施”是指進行校企合作、協(xié)同育人，實現(xiàn)途徑是完善教學(xué)實踐活動的合作與融合機制；“質(zhì)量監(jiān)測”是指對人才培養(yǎng)過程的教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)質(zhì)量進行監(jiān)督、測量、反饋與優(yōu)化。這個人才培養(yǎng)體系研究流程能夠促進形成一個多方參與的融合“教學(xué)改革”、“創(chuàng)新實踐”與“協(xié)同管理”的教育共同體，為實現(xiàn)特色創(chuàng)新的計算機人才培養(yǎng)體系提供研究依據(jù)和有力支撐。二、構(gòu)建具有民族特色的計算機人才培養(yǎng)體系1.依據(jù)“三個導(dǎo)向”制定人才培養(yǎng)目標培養(yǎng)目標是人才培

6、養(yǎng)的靈魂，是定位和方向，應(yīng)能夠反映行業(yè)需求和地區(qū)發(fā)展對人才的實際訴求。為精準制定人才培養(yǎng)目標，本文從服務(wù)地方經(jīng)濟社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求出發(fā)，“以就業(yè)為導(dǎo)向”確定行業(yè)發(fā)展和地區(qū)產(chǎn)業(yè)對人才培養(yǎng)的需求目標，“以服務(wù)為導(dǎo)向”確立人才培養(yǎng)的素養(yǎng)目標，“以能力為導(dǎo)向”建立人才培養(yǎng)的技能目標。表1以內(nèi)蒙地區(qū)為例，說明了人才培養(yǎng)目標各層次與對應(yīng)子目標內(nèi)涵。該培養(yǎng)目標框架從促進就業(yè)規(guī)劃3、地區(qū)信息產(chǎn)業(yè)規(guī)劃4和地方急需人才需求5三方綜合調(diào)研得出。方向性目標明顯反映了民族地區(qū)和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新需求；素養(yǎng)性目標的人文素養(yǎng)子目標包括“民族情懷”、“服務(wù)意識”和“社會責(zé)任感”等，這些情感因素對培養(yǎng)地方人才具有重要的引導(dǎo)作用

7、；技能性目標在參考“計算機類專業(yè)人才能力構(gòu)成”6基礎(chǔ)上，增加了對“理論思維能力”和“實踐創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)，這是由于民族地區(qū)生源入學(xué)的信息素養(yǎng)水平參差不齊，學(xué)生普遍缺少深刻理解計算機理論知識和熟練掌握學(xué)科學(xué)習(xí)方法的思維能力，此外由于受地區(qū)it產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平限制，學(xué)生實地參與實踐的資源和平臺不足，因此在新的人才培養(yǎng)目標中應(yīng)關(guān)注理性思維和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。2.建立“三位一體”的特色專業(yè)課程體系依據(jù)新工科建設(shè)內(nèi)涵7和應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)課程內(nèi)容體系要求8-9，新型計算機人才培養(yǎng)方案的課程體系應(yīng)從“面向課程”到“面向就業(yè)”轉(zhuǎn)變，從“傳授講解知識”到“發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造知識”轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)計算機科學(xué)課程體系基礎(chǔ)上，調(diào)整

8、優(yōu)化課程關(guān)系，從“專業(yè)”、“職業(yè)”和“人文”三個角度構(gòu)建“技能”、“素養(yǎng)”和“情懷”三位一體的特色專業(yè)課程體系。圖2展示了計算機專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)及其三個子體系內(nèi)容。專業(yè)技能教育是專業(yè)課程體系的核心部分，包括基礎(chǔ)課、核心課、方向課和實踐環(huán)節(jié)，承擔培養(yǎng)目標中技能性目標培養(yǎng)任務(wù)，著力培養(yǎng)學(xué)生的計算素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和應(yīng)用能力；職業(yè)素養(yǎng)教育是課程體系的重要部分，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職場社交和職業(yè)規(guī)范等素質(zhì)；人文情懷教育是課程體系的特色部分，培養(yǎng)過程中挖掘情感教育資源，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生建立扎根地方和服務(wù)家鄉(xiāng)意識，培養(yǎng)就業(yè)歸屬情感和社會責(zé)任感，提升民族地區(qū)培養(yǎng)高質(zhì)量信息技術(shù)人才的內(nèi)在驅(qū)動力。后兩類教育模塊可以作

9、為特色專業(yè)選修課或大學(xué)生素質(zhì)拓展課，秉著“走出去”和“請進來”的教學(xué)思路，采用靈活多樣的學(xué)習(xí)方式開設(shè)。如“職業(yè)素養(yǎng)教育”可以通過企業(yè)專題講座、戶外拓展、行業(yè)主題工作坊等進行；“人文情懷教育”可以通過學(xué)院的學(xué)生思想教育公眾平臺、知名校友企業(yè)家講壇、地方企業(yè)見習(xí)或民族知識競賽等途徑進行。三、形成符合新工科教育要求的人才培養(yǎng)實施路徑新工科的教育目標就是要升級工程教育理念、改革人才培養(yǎng)模式、創(chuàng)新教學(xué)培養(yǎng)方法、更新教學(xué)與學(xué)習(xí)內(nèi)容、建立專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量標準和保障體系，改造現(xiàn)有工科專業(yè)教育。本文從“創(chuàng)新教學(xué)方法”、“改革實踐教學(xué)”、“完善協(xié)同管理”和“建立多級監(jiān)督”四個方面探討新工科計算機人才培養(yǎng)的實施路徑。1

10、.創(chuàng)新教學(xué)思維、構(gòu)建“微智慧”課堂新工科要求培養(yǎng)兼具“數(shù)學(xué)與科學(xué)思維”和“工程與設(shè)計思維”的復(fù)合型人才；計算機類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準對人才的質(zhì)量要求是具備“人文社會科學(xué)、數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、學(xué)科基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識以及工程實踐創(chuàng)新能力”。新型計算機人才的培養(yǎng)需要更新教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)思維，改革教學(xué)方法和考核方式，探索提高學(xué)生獨立思考和解決問題的新方法，實現(xiàn)以自主、探究、合作為特征的新型教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式。10“stem”是科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）和數(shù)學(xué)（mathematics）的簡寫，“整合性stem”是一種新型教育理念，強調(diào)在教育教學(xué)中重

11、視跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的知識融合，重視真實情境中的問題解決；11既注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)與工程思維，又注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，致力于培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合型人才。12可以看到，“新工科”、“計算機人才培養(yǎng)國家標準”與“stem”教育理念有著天然的近似聯(lián)系和共同的培養(yǎng)訴求。通過整合課程中科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識，打破學(xué)科壁壘，以項目驅(qū)動、pbl等方式，促進計算機學(xué)科與其他學(xué)科知識深度融合，形成一種新的教學(xué)思維和教學(xué)形態(tài)。表2分析了整合性stem教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的差異（以程序設(shè)計類課程為例）。整合性stem教學(xué)中，教師以知識點（群）為單位組織知識地圖、創(chuàng)設(shè)問題情境、設(shè)計任務(wù)清單；教學(xué)實施中學(xué)生按

12、照任務(wù)列表進行頭腦風(fēng)暴、小組學(xué)習(xí)，討論設(shè)計解決方案；經(jīng)過測試與驗證，反復(fù)循環(huán)、迭代優(yōu)化，最終找到問題合適的解決方案并內(nèi)化為知識和認知，以設(shè)計的需求帶動科學(xué)探究，再將探究的結(jié)果作為設(shè)計和改進方案的依據(jù)。13整合性stem教學(xué)對學(xué)習(xí)效果的評價不局限于知識水平和技能掌握，更注重對教學(xué)的過程性和真實性評價，關(guān)注學(xué)生的態(tài)度、參與、探究、協(xié)作與創(chuàng)新，關(guān)注數(shù)學(xué)與計算思維、技術(shù)掌握與工程經(jīng)驗等在學(xué)習(xí)中的融會貫通和能力養(yǎng)成。在實際教學(xué)中經(jīng)常遇到學(xué)生對教師的提問不反應(yīng)、不積極的情況，因此可以在教學(xué)中適時應(yīng)用一些輕量級的課堂及時反饋與互動系統(tǒng)，增加課堂的趣味性，提高學(xué)生的參與度。這些“課堂助教”通過測驗、問卷、討論和拼圖等小活動，為學(xué)生提供微觀真實情境、數(shù)字化學(xué)習(xí)資源、關(guān)注熱點分析等場景化、無紙化學(xué)習(xí)環(huán)境，參與課堂互動并及時反饋，既提升