計(jì)算機(jī)專業(yè)新工科人才多元化培養(yǎng)模式

時(shí)間:2022-08-09 10:19:22

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計(jì)算機(jī)專業(yè)新工科人才多元化培養(yǎng)模式

[摘要]在新工科背景下,計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)面臨著諸多問題。在結(jié)合蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)新工科背景下的人才培養(yǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,引入了“多元化培養(yǎng)”的理念,構(gòu)建了課程嵌入式培養(yǎng)、科研訓(xùn)練培養(yǎng)、科技創(chuàng)新競(jìng)賽培養(yǎng)、企業(yè)微項(xiàng)目培養(yǎng)和混合式工程項(xiàng)目培養(yǎng)在內(nèi)的五種人才培養(yǎng)模式,并從如何有效地將這五種培養(yǎng)方式融會(huì)貫通于多元化培養(yǎng)模式出發(fā),研究和討論了新工科背景下全面、合理和有效的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才“多元化培養(yǎng)”的模式。

[關(guān)鍵詞]“新工科”;計(jì)算機(jī)專業(yè);工程化;多元化培養(yǎng)模式

一、引言

當(dāng)今世界隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和新能源等新興技術(shù)的崛起,引發(fā)了新一輪全球范圍內(nèi)的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。世界各國(guó)在新興技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)、新興經(jīng)濟(jì)模式等方面的創(chuàng)新能力不斷加強(qiáng),這對(duì)我國(guó)高等工程教育的發(fā)展及創(chuàng)新型工程實(shí)踐人才的培養(yǎng)提出了更高的要求[1]。工程實(shí)踐教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)。新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開工程實(shí)踐人才的支撐,特別是對(duì)于新興技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)面臨的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)[2]。因此,需要緊跟新興科技發(fā)展的動(dòng)向,提前布局新工科背景下的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才的培養(yǎng),提升新工科背景下工程教育支撐新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力。2017年2月,教育部、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》中提出,制造業(yè)十大重點(diǎn)領(lǐng)域人才需求預(yù)測(cè)———新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫(yī)藥等10個(gè)專業(yè)榜上有名。從目前國(guó)內(nèi)的專業(yè)設(shè)置情況來看,計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息工程、安全工程等專業(yè)已經(jīng)被納入新工科的范疇[3]。從這些專業(yè)的分布中可以發(fā)現(xiàn),新工科專業(yè)的設(shè)置將以計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能化為核心,以新型信息技術(shù)、新能源、智能制造等領(lǐng)域?yàn)橹鞲伞P鹿た票尘跋掠?jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)的必要性和緊迫性可見一斑。

二、新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)面臨的問題

目前,我國(guó)新工科背景下的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)存在人才培養(yǎng)目標(biāo)定位模糊、各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)之間同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重等問題,對(duì)基礎(chǔ)理論教育、實(shí)踐教育與課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)性與區(qū)分性在認(rèn)識(shí)上存在一定的模糊[4]。新工科背景下的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程教育與企業(yè)對(duì)人才工程實(shí)踐能力的需求存在明顯的差距,計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生普遍存在綜合實(shí)踐能力與實(shí)踐創(chuàng)新能力方面的不足。隨著蘇州及長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、轉(zhuǎn)型與升級(jí),本地區(qū)對(duì)計(jì)算機(jī)類高層次工程化人才的需求呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而,目前高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才,在基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等方面都出現(xiàn)了與新一代IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展浪潮和企業(yè)所需人才不匹配的矛盾。簡(jiǎn)而言之,新工科背景下的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)仍然存在以下三個(gè)亟待解決的問題。

(一)新一代信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展與計(jì)算機(jī)專業(yè)配套人才培養(yǎng)不足

蘇州乃至華東地區(qū)都是新一代信息產(chǎn)業(yè)的重要基地,本應(yīng)也是相關(guān)人才的集聚地,但是實(shí)際情況是很多蘇州高新信息技術(shù)企業(yè)無法招聘到足夠數(shù)量的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才。全國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也從側(cè)面體現(xiàn)了這一突出問題。到2025年,新一代信息技術(shù)、人工智能、智能制造、新材料將成為高端人才緊缺較為嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè),僅新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才缺口將會(huì)達(dá)到950萬人[5]。從宏觀的蘇州地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來看。目前,蘇州經(jīng)濟(jì)已經(jīng)面臨深度轉(zhuǎn)型升級(jí)的問題,也是IT技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。解決這個(gè)問題亟須企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新,而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是高層次的計(jì)算機(jī)類學(xué)科人才培養(yǎng),尤其亟須培養(yǎng)一大批面向新型IT技術(shù)行業(yè)的新工科人才。從微觀的蘇州企業(yè)的用人需求調(diào)查來看,絕大多數(shù)企業(yè)需求的是具有一定理論水平、較強(qiáng)動(dòng)手能力、能獨(dú)立解決實(shí)際問題的專業(yè)人才。

(二)新工科計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化人才培養(yǎng)體系與培養(yǎng)要求存在偏差

目前的人才培養(yǎng)體系立足于學(xué)科來構(gòu)建專業(yè)知識(shí)體系,與新工科背景下的計(jì)算機(jī)類人才工程化特征和行業(yè)特征均存在較明顯的偏差。近年來,雖然在引入新的知識(shí)、重新設(shè)計(jì)理論教學(xué)內(nèi)容和豐富教學(xué)手段等方面做了大量的實(shí)踐探索,但總體效果仍然有限。工程化的人才培養(yǎng)體系不僅沒有形成,而且還有培養(yǎng)目標(biāo)與社會(huì)需求存在偏差的問題。此外,計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與企業(yè)需求存在不匹配的問題。目前的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)體系的定位過于強(qiáng)調(diào)“通才”,再加上學(xué)校與企業(yè)之間的交流雖然頻繁,但是很多交流只停留在表層,從而導(dǎo)致高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)類畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)前,仍然需要企業(yè)重新培訓(xùn)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。也就是對(duì)于高校到底需要培養(yǎng)什么樣的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才才能符合企業(yè)的要求,高校通常無法準(zhǔn)確清楚地描述,由此導(dǎo)致人才培養(yǎng)方案的錯(cuò)位,質(zhì)量保障措施不到位,培養(yǎng)出來的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才工程實(shí)踐能力和適應(yīng)能力都不強(qiáng)。

(三)在新工科計(jì)算機(jī)專業(yè)工程化培養(yǎng)中,教學(xué)管理及質(zhì)量保障體系不健全

對(duì)于如何有效地解決新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)人才存在的工程實(shí)踐能力不足的問題,需要引入新的人才培養(yǎng)理念,從根本上改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)過程中,僅重視科學(xué)知識(shí),而忽視人才培養(yǎng)過程中的工程實(shí)踐訓(xùn)練,以及只重視知識(shí)的傳授,而忽視創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。針對(duì)國(guó)內(nèi)高校在計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才培養(yǎng)模式上存在的課程設(shè)置同質(zhì)化、理論課程內(nèi)容陳舊化、實(shí)踐內(nèi)容單一化等現(xiàn)象,無法明顯地體現(xiàn)出各個(gè)學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)的特色和差異,最終造成了計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生缺乏企業(yè)所需要的基本實(shí)踐技能、工程實(shí)踐能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力,從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)困難,或者無法勝任相關(guān)崗位的工程實(shí)踐任務(wù)。上述問題已經(jīng)普遍存在于計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程教育培養(yǎng)過程中,因此有必要在新工科背景下,通過對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才培養(yǎng)模式的變革,行之有效地解決這些問題。

三、新工科背景下多元化工程人才培養(yǎng)體系研究

人才培養(yǎng)體系是對(duì)所培養(yǎng)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu)的頂層設(shè)計(jì),是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段和保證,是培養(yǎng)模式的核心要素和中心環(huán)節(jié)。本文通過引入“多元化培養(yǎng)”的理念,對(duì)理論教學(xué)體系與實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了深入的研究和合理的重構(gòu)。將企業(yè)對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力需求、項(xiàng)目案例、新技術(shù)、新方法等內(nèi)容作為理論課程和實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)的重要組成部分。新工科計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才培養(yǎng)體系主要由基礎(chǔ)理論體系、工程實(shí)踐體系和實(shí)踐創(chuàng)新體系三個(gè)部分組成。工程實(shí)踐體系和基礎(chǔ)理論體系兩者密不可分并相互支撐,是構(gòu)成培養(yǎng)體系的兩塊基石,實(shí)踐創(chuàng)新體系是對(duì)前兩者的拓展和延伸。新工科計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才培養(yǎng)體系的設(shè)置與工程能力形成有密切的關(guān)系,它是工程能力形成與提升的前提和基礎(chǔ)[6]。因此,合理的培養(yǎng)體系對(duì)新工科計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)既要滿足企業(yè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才提出的要求,又要體現(xiàn)工程能力的關(guān)鍵要素。同時(shí),實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織還要適應(yīng)各層工程能力的遞進(jìn)關(guān)系。為此,按照本文提出的新工科工程人才培養(yǎng)理念,將實(shí)踐環(huán)節(jié)按其自身規(guī)律及工程難度予以組織,構(gòu)建了相應(yīng)的新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才多元化培養(yǎng)體系,即通過“基礎(chǔ)實(shí)踐”“專項(xiàng)實(shí)踐”“綜合實(shí)踐”“工程創(chuàng)新實(shí)踐”4組模塊對(duì)“基礎(chǔ)實(shí)踐能力”“專項(xiàng)實(shí)踐能力”“綜合實(shí)踐能力”“創(chuàng)新實(shí)踐能力”進(jìn)行階梯式遞進(jìn)培養(yǎng)(見圖1)。教育教學(xué)論壇2021年7月通過構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,形成有效的質(zhì)量保障。根據(jù)計(jì)算機(jī)類專業(yè)的特點(diǎn),通過信息化手段,建立由學(xué)生、社會(huì)、企業(yè)參與的多元評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制,開展多層面的對(duì)培養(yǎng)過程及其效果的科學(xué)評(píng)價(jià)和評(píng)估,乃至對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)、職業(yè)預(yù)期指導(dǎo)、學(xué)業(yè)分析與預(yù)警等研究與實(shí)踐,建立科學(xué)的評(píng)價(jià)與質(zhì)量保障體系(見圖2),最終形成滿足企業(yè)和社會(huì)需求的新工科背景下計(jì)算機(jī)專業(yè)工程人才多元化培養(yǎng)體系。

四、新工科背景下多元化工程人才培養(yǎng)模式研究

文中的新工科多元化人才培養(yǎng)模式,其指導(dǎo)思想是以工程化的理念引領(lǐng)人才培養(yǎng)的全過程,最終達(dá)到回歸工程的目的。不同類型的專業(yè)、不同的培養(yǎng)條件和不同的培養(yǎng)對(duì)象決定了在人才培養(yǎng)過程中需要采用多樣化的培養(yǎng)方式。在結(jié)合新工科背景下蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)前期的探索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,依據(jù)工程人才培養(yǎng)規(guī)律,按照逐次推進(jìn)、由淺入深、由單一到混合的原則,本文通過研究“課程嵌入式—科研訓(xùn)練—科技創(chuàng)新競(jìng)賽—企業(yè)微項(xiàng)目—混合式工程項(xiàng)目培養(yǎng)”的多元化項(xiàng)目教學(xué)人才培養(yǎng)體系,將如下五種培養(yǎng)方式,依序融會(huì)貫通到多元化培養(yǎng)模式中。1.嵌入式培養(yǎng)方式。對(duì)企業(yè)的共性需求進(jìn)行提煉,將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的課程或培養(yǎng)環(huán)節(jié),并以課內(nèi)學(xué)分和課外學(xué)分的形式嵌入培養(yǎng)方案,以實(shí)現(xiàn)培育環(huán)節(jié)與企業(yè)需求的直接對(duì)接。2.科研訓(xùn)練培養(yǎng)方式。對(duì)于綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課外創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、大學(xué)生科研立項(xiàng)等綜合性較強(qiáng)的培養(yǎng)環(huán)節(jié),采用引進(jìn)企業(yè)項(xiàng)目資源或送學(xué)生進(jìn)入企業(yè),由企業(yè)工程師和學(xué)校教師共同組成協(xié)同指導(dǎo)工作組,聯(lián)合指導(dǎo)項(xiàng)目的工程化實(shí)施。3.科技創(chuàng)新競(jìng)賽培養(yǎng)方式。指導(dǎo)學(xué)生參加中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大賽、中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽等比賽,培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí),鍛煉大學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。4.基于“微項(xiàng)目”的培養(yǎng)方式。將企業(yè)的項(xiàng)目分解為相應(yīng)的“微項(xiàng)目”讓學(xué)生去完成。學(xué)生則通過自主申請(qǐng)或競(jìng)標(biāo)的方式取得“微項(xiàng)目”,并在企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理或指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成,通過完成這些項(xiàng)目使學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到提升。5.采用混合式工程項(xiàng)目培養(yǎng)方式。采用獨(dú)有的“技能儲(chǔ)備階段+仿真實(shí)訓(xùn)階段+崗位實(shí)訓(xùn)階段+實(shí)習(xí)就業(yè)階段”的混合式工程項(xiàng)目培養(yǎng)法(見圖3)。注重新工科背景下的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)與計(jì)算機(jī)類應(yīng)用型人才需求相吻合。技能儲(chǔ)備階段主要的任務(wù)是學(xué)習(xí)新的實(shí)踐理論和方法,從而具備完整的工程知識(shí)體系和一定的工程開發(fā)的規(guī)范度與熟練度,同時(shí)掌握項(xiàng)目開發(fā)常用知識(shí)點(diǎn)的基本應(yīng)用。仿真實(shí)訓(xùn)階段的主要任務(wù)是將技能儲(chǔ)備階段學(xué)習(xí)到的新理論和新方法通過案例進(jìn)行進(jìn)一步的拓展實(shí)踐,從而具備項(xiàng)目工程思想和相關(guān)崗位的技能要求,并且能夠根據(jù)項(xiàng)目分工完成工作任務(wù)。崗位實(shí)訓(xùn)階段的主要任務(wù)是使計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生具備獨(dú)立思考和解決問題的能力,具備項(xiàng)目創(chuàng)新的能力,同時(shí)還要符合項(xiàng)目開發(fā)相關(guān)崗位的綜合要求。實(shí)習(xí)就業(yè)階段的主要任務(wù)是使計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生通過上述三個(gè)階段的培養(yǎng),最終成為新工科背景下電子信息產(chǎn)業(yè)公司所需的具備工程實(shí)踐能力的人才。

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作者:羅喜召 單位:蘇州大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院