计算机专业新工科人才多元化培养模式

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［摘要］在新工科背景下，计算机专业工程化人才培养面临着诸多问题。在结合苏州大学计算机专业新工科背景下的人才培养实践经验的基础上，引入了“多元化培养”的理念，构建了课程嵌入式培养、科研训练培养、科技创新竞赛培养、企业微项目培养和混合式工程项目培养在内的五种人才培养模式，并从如何有效地将这五种培养方式融会贯通于多元化培养模式出发，研究和讨论了新工科背景下全面、合理和有效的计算机专业工程化人才“多元化培养”的模式。

［关键词］“新工科”；计算机专业；工程化；多元化培养模式

一、引言

当今世界随着人工智能、大数据、云计算和新能源等新兴技术的崛起，引发了新一轮全球范围内的科技革命和产业变革。世界各国在新兴技术、新兴产业、新兴经济模式等方面的创新能力不断加强，这对我国高等工程教育的发展及创新型工程实践人才的培养提出了更高的要求[1]。工程实践教育与产业发展息息相关。新兴产业的发展离不开工程实践人才的支撑，特别是对于新兴技术和新兴产业面临的国际竞争与挑战[2]。因此，需要紧跟新兴科技发展的动向，提前布局新工科背景下的计算机专业工程化人才的培养，提升新工科背景下工程教育支撑新兴产业发展的能力。2017年2月，教育部、人社部、工信部联合印发的《制造业人才发展规划指南》中提出，制造业十大重点领域人才需求预测———新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药等10个专业榜上有名。从目前国内的专业设置情况来看，计算机技术、网络与信息工程、安全工程等专业已经被纳入新工科的范畴[3]。从这些专业的分布中可以发现，新工科专业的设置将以计算机、互联网和工业智能化为核心，以新型信息技术、新能源、智能制造等领域为主干。新工科背景下计算机专业工程化人才培养的必要性和紧迫性可见一斑。

二、新工科背景下计算机专业工程化人才培养面临的问题

目前，我国新工科背景下的计算机专业工程化人才培养存在人才培养目标定位模糊、各高校计算机专业之间同质化现象严重等问题，对基础理论教育、实践教育与课内外的实验之间的关联性与区分性在认识上存在一定的模糊[4]。新工科背景下的计算机专业工程教育与企业对人才工程实践能力的需求存在明显的差距，计算机专业的学生普遍存在综合实践能力与实践创新能力方面的不足。随着苏州及长三角地区经济结构的调整，以及产业结构的优化、转型与升级，本地区对计算机类高层次工程化人才的需求呈不断增长的趋势。然而，目前高校培养的计算机专业人才，在基础知识、实践能力和创新能力等方面都出现了与新一代IT产业的发展浪潮和企业所需人才不匹配的矛盾。简而言之，新工科背景下的计算机专业工程化人才培养仍然存在以下三个亟待解决的问题。

（一）新一代信息产业快速发展与计算机专业配套人才培养不足

苏州乃至华东地区都是新一代信息产业的重要基地，本应也是相关人才的集聚地，但是实际情况是很多苏州高新信息技术企业无法招聘到足够数量的计算机类专业人才。全国统计数据也从侧面体现了这一突出问题。到2025年，新一代信息技术、人工智能、智能制造、新材料将成为高端人才紧缺较为严重的产业，仅新一代信息技术产业人才缺口将会达到950万人[5]。从宏观的苏州地方经济发展角度来看。目前，苏州经济已经面临深度转型升级的问题，也是IT技术产业转型升级的关键时期。解决这个问题亟须企业加强技术创新和消化吸收再创新，而实现这一目标的关键是高层次的计算机类学科人才培养，尤其亟须培养一大批面向新型IT技术行业的新工科人才。从微观的苏州企业的用人需求调查来看，绝大多数企业需求的是具有一定理论水平、较强动手能力、能独立解决实际问题的专业人才。

（二）新工科计算机专业工程化人才培养体系与培养要求存在偏差

目前的人才培养体系立足于学科来构建专业知识体系，与新工科背景下的计算机类人才工程化特征和行业特征均存在较明显的偏差。近年来，虽然在引入新的知识、重新设计理论教学内容和丰富教学手段等方面做了大量的实践探索，但总体效果仍然有限。工程化的人才培养体系不仅没有形成，而且还有培养目标与社会需求存在偏差的问题。此外，计算机专业的人才培养定位与企业需求存在不匹配的问题。目前的计算机专业人才培养体系的定位过于强调“通才”，再加上学校与企业之间的交流虽然频繁，但是很多交流只停留在表层，从而导致高校培养的计算机类毕业生进入企业前，仍然需要企业重新培训学生的工程实践能力。也就是对于高校到底需要培养什么样的计算机专业人才才能符合企业的要求，高校通常无法准确清楚地描述，由此导致人才培养方案的错位，质量保障措施不到位，培养出来的计算机专业人才工程实践能力和适应能力都不强。

（三）在新工科计算机专业工程化培养中，教学管理及质量保障体系不健全

对于如何有效地解决新工科背景下计算机专业人才存在的工程实践能力不足的问题，需要引入新的人才培养理念，从根本上改变人才培养过程中，仅重视科学知识，而忽视人才培养过程中的工程实践训练，以及只重视知识的传授，而忽视创新实践能力的培养。针对国内高校在计算机专业工程人才培养模式上存在的课程设置同质化、理论课程内容陈旧化、实践内容单一化等现象，无法明显地体现出各个学校计算机专业的特色和差异，最终造成了计算机专业学生缺乏企业所需要的基本实践技能、工程实践能力和实践创新能力，从而导致计算机专业的毕业生就业困难，或者无法胜任相关岗位的工程实践任务。上述问题已经普遍存在于计算机专业的工程教育培养过程中，因此有必要在新工科背景下，通过对计算机专业工程人才培养模式的变革，行之有效地解决这些问题。

三、新工科背景下多元化工程人才培养体系研究

人才培养体系是对所培养人才的知识结构与能力结构的顶层设计，是实现人才培养目标的重要手段和保证，是培养模式的核心要素和中心环节。本文通过引入“多元化培养”的理念，对理论教学体系与实践教学体系进行了深入的研究和合理的重构。将企业对于计算机专业人才的实践能力与创新能力需求、项目案例、新技术、新方法等内容作为理论课程和实践培养环节的重要组成部分。新工科计算机专业工程人才培养体系主要由基础理论体系、工程实践体系和实践创新体系三个部分组成。工程实践体系和基础理论体系两者密不可分并相互支撑，是构成培养体系的两块基石，实践创新体系是对前两者的拓展和延伸。新工科计算机专业工程人才培养体系的设置与工程能力形成有密切的关系，它是工程能力形成与提升的前提和基础[6]。因此，合理的培养体系对新工科计算机专业工程人才的培养至关重要。实践环节的设计既要满足企业和社会发展对人才提出的要求，又要体现工程能力的关键要素。同时，实践环节的组织还要适应各层工程能力的递进关系。为此，按照本文提出的新工科工程人才培养理念，将实践环节按其自身规律及工程难度予以组织，构建了相应的新工科背景下计算机专业工程人才多元化培养体系，即通过“基础实践”“专项实践”“综合实践”“工程创新实践”4组模块对“基础实践能力”“专项实践能力”“综合实践能力”“创新实践能力”进行阶梯式递进培养（见图1）。教育教学论坛2021年7月通过构建科学的评价指标体系，形成有效的质量保障。根据计算机类专业的特点，通过信息化手段，建立由学生、社会、企业参与的多元评价与反馈机制，开展多层面的对培养过程及其效果的科学评价和评估，乃至对学生的学业发展预测、职业预期指导、学业分析与预警等研究与实践，建立科学的评价与质量保障体系（见图2），最终形成满足企业和社会需求的新工科背景下计算机专业工程人才多元化培养体系。

四、新工科背景下多元化工程人才培养模式研究

文中的新工科多元化人才培养模式，其指导思想是以工程化的理念引领人才培养的全过程，最终达到回归工程的目的。不同类型的专业、不同的培养条件和不同的培养对象决定了在人才培养过程中需要采用多样化的培养方式。在结合新工科背景下苏州大学计算机专业人才培养前期的探索和实践经验的基础上，依据工程人才培养规律，按照逐次推进、由浅入深、由单一到混合的原则，本文通过研究“课程嵌入式—科研训练—科技创新竞赛—企业微项目—混合式工程项目培养”的多元化项目教学人才培养体系，将如下五种培养方式，依序融会贯通到多元化培养模式中。1.嵌入式培养方式。对企业的共性需求进行提炼，将其转换为相应的课程或培养环节，并以课内学分和课外学分的形式嵌入培养方案，以实现培育环节与企业需求的直接对接。2.科研训练培养方式。对于综合性实践环节、毕业设计、课外创新训练项目、大学生科研立项等综合性较强的培养环节，采用引进企业项目资源或送学生进入企业，由企业工程师和学校教师共同组成协同指导工作组，联合指导项目的工程化实施。3.科技创新竞赛培养方式。指导学生参加中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”大赛、中国大学生计算机设计大赛等比赛，培养大学生的科技创新意识，锻炼大学生的创新和实践能力。4.基于“微项目”的培养方式。将企业的项目分解为相应的“微项目”让学生去完成。学生则通过自主申请或竞标的方式取得“微项目”，并在企业项目经理或指导教师的指导下完成，通过完成这些项目使学生的工程实践能力得到提升。5.采用混合式工程项目培养方式。采用独有的“技能储备阶段+仿真实训阶段+岗位实训阶段+实习就业阶段”的混合式工程项目培养法（见图3）。注重新工科背景下的工程实践能力培养与计算机类应用型人才需求相吻合。技能储备阶段主要的任务是学习新的实践理论和方法，从而具备完整的工程知识体系和一定的工程开发的规范度与熟练度，同时掌握项目开发常用知识点的基本应用。仿真实训阶段的主要任务是将技能储备阶段学习到的新理论和新方法通过案例进行进一步的拓展实践，从而具备项目工程思想和相关岗位的技能要求，并且能够根据项目分工完成工作任务。岗位实训阶段的主要任务是使计算机专业的学生具备独立思考和解决问题的能力，具备项目创新的能力，同时还要符合项目开发相关岗位的综合要求。实习就业阶段的主要任务是使计算机专业的学生通过上述三个阶段的培养，最终成为新工科背景下电子信息产业公司所需的具备工程实践能力的人才。

参考文献

［1］张大良.因时而动返本开新建设发展新工科———在工科优势高校新工科建设研讨会上的讲话［J］.中国大学教学,2017(4):4-9.

［2］胡波,冯辉,韩伟力,等.加快新工科建设,推进工程教育改革创新———“综合性高校工程教育发展战略研讨会”综述［J］.复旦教育论坛，2017,15(2):20-27+2.

［3］国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见(国办发〔2017〕95号)［EB/OL］.(2017-12-19)［2021-01-26］.

［4］林健,郑丽娜.从大国迈向强国:改革开放40年中国工程教育［J］.清华大学教育研究,2018,39(2):1-17.

［5］夏建国,赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议［J］.高等工程教育研究,2017(3):18-19.

［6］霍丽娟.基于知识生产新模式的产教融合创新生态系统构建研究［J］.国家教育行政学院学报,2019(10):38-44.

作者：罗喜召 单位：苏州大学 计算机科学与技术学院