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高等工程教育发展下的计算机类专业人才培养方案修订

高等工程教育内涵式发展和新工科建设亟须通过评价机制、资源配置方式与治理模式改革,构建与新发展理念、新发展阶段、新发展格局相适应的现代化高等工程教育体系。高等工程教育的发展强调如何应对大数据、AI、物联网、云计算等新技术带来的工程和工业的变化,也为工科专业人才培养引出了新的概念。推动高等工程教育的内涵式发展,建立高质量工科人才培养体系势在必行。

 

1 问题分析

工程教育改革的紧迫性已成为工业界和教育界的共识[3]。我国目前工科人才培养的现状可以归纳为“培养目标定位不清晰,工科教学理科化,对于通识教育与工程教育、实践教育与实验教学之间的关系和区别存在模糊认识,工程教育与行业企业实际脱节太大,工科学生存在综合素质与知识结构方面的缺陷”。高校工程教育课程体系大多仍是以学科为导向,各科知识相对封闭,没有形成系统的结合和统一。培养方案修订往往从自身需求出发,根据教师倾向制订课程体系。培养方案的调研没有能站在第三方利益群体的立场,没有引入科学地制订培养方案的方法,课程设置不成体系,不能体现以学生为中心的理念。

 

2 高等工程教育发展下的计算机类专业人才培养

首先,人才培养需要有观念上的转变,必须树立面向产出的人才培养观念,将传统的重视“教”的模式调整为重视“学”的模式。评价标准也要以通过培养是否提高了学生的能力为依据,将学生的满意度作为认证教学质量的核心指标之一。

 

其次,培养方案的制订和修订应根据校内外定期的过程评价结果进行持续改进。专业通过建立多元化动态化的质量评价机制,健全毕业生跟踪反馈机制和社会评价机制,拓宽学生的培养质量和社会认可程度的反馈渠道,及时了解社会和用人单位对人才的需求和要求,以最终目标“培养多样化、创新型卓越工程科技人才”为起点,反向优化培养方案,提高人才培养质量。

 

第三,从培养方案的内容来看,培养方案应明确专业定位和人才培养特色。根据我国教育部对计算机学科专业建设的指导性意见以及高层次高校计算机专业办学经验,充分结合本校办学特色,进一步完善人才培养计划,以学生能力为本位,培养应用型人才。在工程教育认证背景下,计算机类专业应当加强学生实践能力的提升,将学生作为课堂教学活动的核心和主体开展教学活动,将计算机学科专业所需的基本素质和专业基础融入到学科建设中,培养更多的创新创业人才,以满足社会发展需求[5]。

 

最后,培养方案还应对人才培养工作进行科学合理的规划和布局。要以人才培养方案修订工作为契机,积极规划专业教育教学工作,做好各门专业课程内容的整体布局,完成每门课程讲授内容的交流研讨,以处理好不同课程间专业授课内容的衔接,避免授课内容的重复或遗漏。科学合理地设置课堂学时数,注重教学实施效果,合理布局单位学习学时数。加大实践课时,提升专业实践教育的质量和效果,以在新一轮的方案制订中实现守正创新。

 

3 调研分析

人才培养工作方案制订的第一步即是培养方案修订工作组开展调研。针对不同评价主体开展包括座谈、访谈交流、问卷调查等多种形式的调研,从培养目标内涵、专业定位匹配度、适应行业发展需求以及毕业要求的对应支撑关系等多种角度对正在执行的培养方案进行评价,并依据评价结果进行持续改进,形成更加适应行业趋势和需求,定位明确、层次清晰、逻辑合理的新版培养方案结构和内容,为提高专业培养质量提供保障。

 

3.1 人才培养方案( 2018 版)评价分析

为了制订新版培养方案,武汉大学对 2018 版培养方案评价分析的主要方式包括问卷调查、座谈会、校友访谈等。调查的内容主要包括对 2018 版培养方案的认可程度、培养目标与社会学科行业发展需求及与武汉大学定位相吻合的程度、培养目标达成情况分析和相关的意见和建议。问卷调研共收集 40 余份行业企业专家、 17 家用人单位和 83 位学生的调查问卷,获得了大量真实评价数据及有效的意见建议。

 

通过搜集部分行业专家意见得知,人才培养目标设置合理或较为合理,部分建议有“考虑到加强学生专业学习的系统性,相关专业方向的下游课程可适当布局”。根据这一反馈,可以看出专家希望进一步关注对计算机大类专业在解决领域实际问题上的应用,增强学生对领域问题的解决能力。培养目标还需要与学校最新的人才培养定位和学科发展实际高度吻合。还有专家建议加强责任心的培养,关于这一目标,在 2018 版人才培养目标中已经有了相应的阐述。

 

从用人单位的反馈意见来看,学生目前的 C/C++ 编程能力有待于进一步精细化培养,专业基础仍需要进一步夯实,对学生的数据库、操作系统、编译原理等课程的教学深度还需进一步加强,今后需要更加关注对软件开发基础素养的培养。同时,用人单位普遍看重学生的表达能力、专业水平、思维能力、实践经验等方面的能力,为此,需要更加重视对专业知识和技能、创新能力以及团队协作精神的培养,可以通过创新教育教学方法来提升培养实效。

 

从学生的反馈意见中可以看出他们对未来培养目标的定位期望主要体现在两个方面,一是成为具备一定研究能力的科研人员,二是成为具备一定开发能力的开发人员。希望学院能充分利用学科及科研优势,培养项目思维能力,提升教学水平,突出武汉大学计算机类专业培养特色。增加校企合作联合培养本科生的教学环节,加强专业实践等。

 

3.2 国内外人才培养方案调研情况

在修订培养方案之前,应组织对国内外同类专业人才培养方案进行调研。调研对象包括清华大学、北京大学、浙江大学、南京大学、卡内基梅隆、北卡州立、加州伯克利、伊利诺伊等。调研通过收集这 4 所高校计算机及软件工程专业人才培养方案,了解方案内容、总结其特色、对比自身方案、撰写调研报告为新培养方案修订提供了如下建议。一是课程体系设计要有整体思路,不能庞杂,要为未来深入建设一流专业和课程奠定基础,建议精简专业课程;二是专业课程修习即要成体系又应有选择,可以引入专业模块选修课,重点建设几个具有科研特色及符合学科发展趋势的课程群[6];三是专业必修课程应加强深度和难度,强调厚基础。专业实践课程应增加教学时长。

 

4 培养方案修订

4.1 修订原则

2023 版人才培养方案修订力求适应国家经济社会发展需求、学科专业发展需求和学生个性发展需求,因此学院在培养方案修订工作中强调如下 3 个原则。

 

(1)要坚持传承与发展相结合。既要传承武大和计算机学院优秀办学传统和历史经验,又要主动适应未来经济社会发展和科学技术进步对人才的需求。培养人格健全、知识宽厚、能力全面、能够引领未来社会进步和文明发展的国家脊梁和领袖人才。

 

(2)深化专业内涵,促进交叉融合。控制专业总学分,以新工科建设引领带动专业结构调整优化和内涵提升;设立专业准出制度,促进学科、专业间的交叉融合,压缩专业选修课,鼓励学生跨院系、跨专业学习,深入推进宽口径、复合型、国际化人才培养模式,培养跨学科拔尖人才。

 

(3)坚持育人为本,遵循德育为先,加强通专结合,强化基础课程,鼓励创新创业。加强通识教育与专业教育的有机结合,强化学生知识体系构建和素质能力综合培养。打造具有武汉大学特色的“通专结合”培养方案,夯实学生数理基础,提升课程的高阶性、创新性、挑战度,加强大类平台课程建设,注重科研训练,推动创新创业教育与专业教育有机融合,推动产教结合、科教融合,推动专业教育质量提升。

 

4.2 新培养方案修订的过程

(1)开展课程结构设计。按通识教育课、公共基础课、专业教育课程三大类进行设计,体现武汉大学“强化基础、鼓励创新、拓宽口径、促进交叉”的本科教学方针,同时兼顾工程教育认证标准所要求的人文社会科学类、数学和自然科学类、专业课程、专业实践课程所占比例进行学分测算,得出的各类学分其课程结构及学分布局。

 

从课程结构设置上可以看出,方案进一步加强了对学生的公共基础课程教育,加强了计算机专业学生的数理基础培养,提供了学科交叉、跨专业融合能力的培养。同时提高了专业理论课程教育的难度,增加了大类平台课程学分,以保证扎实的专业基础。为适应新工科教育发展,提升工程实践能力,在实践总学分不变的情况下,将实践教学改为以周计的集中教学方式,以有力提升实践动手训练效果。

 

(2)修订培养方案中的各项具体内容,包括人才培养目标、实验实践教学要求、毕业要求及其与课程体系矩阵关系等细化内容,以便能更好地指导人才培养工作。从培养方案设计的内容及要求上看,已根据新工科人才培养质量通用标准要求增加了专业教育的相关内容,引入了最新的教育教学理念、人才培养思路,落实了教学方案的具体内容,对下一步开展专业教育和课程教育提供了更加详尽的指南。

 

4.3 修订后的计算机类专业人才培养方案新特点

(1)对人才培养目标和专业教育工作有更明确更清晰的定位。依据国家战略需求和行业发展需求,结合当前产业领域及技术发展趋势,计算机大类人才培养将重点定位培养如下3方面人才:一是掌握云计算、大数据、软件开发、人工智能等新技术的高端人才,包括研发型人才和高端应用型人才;二是掌握一定的行业场景知识,具备一定的场景创新能力;三是交叉学科的复合型人才,培养传统学科与计算机相结合的复合型人才。迫使计算机类专业教育要做深做强做出特色。因此,引入“一核心五基础”目标能力体系概念,强调人才培养目标定位将聚焦学术能力培养这一核心,培养学生的通识能力、计算机专业基础、软件工程、系统分析与设计、领域应用与复杂工程问题解决5方面的能力。

 

(2)厚基础,提升核心课程深度广度,对标世界一流标准。遴选出程序设计、离散数学、数据结构、计算机组成与设计、操作系统、计算机网络 6 门基础核心荣誉课程,设置 A、B 两个难度,同时配套 A\B 二档实验课程。将 A 类课程修习与卓越工程师培养及研究生推免资格关联,实现卓越工程师班学生可进可出,改革学生评价与保研考核标准,加强对学生学习成果的过程评价,强化能力培养与过程评估。

 

(3)宽口径,科学设立模块课程体系,建立合理知识架构。除专业准出课外,计算机科学与技术、软件工程、人工智能共设置 8 个方向模块课程,每模块 4~5 门课程,确保学生在自己感兴趣的方向上形成完整的知识体系。

 

(4)强实践,暑期实习实训全面覆盖,重点提升动手能力。从培养方案设计入手,推动学院计算机科学与技术、软件工程和人工智能专业各自形成自己特色的实验实践体系。支持计算机科学与技术专业的“ 5 个 1 ”工程系统能力培养实习实践体系、软件工程专业的初级—综合—创新的 DevOps 平台研发能力培养实习实践体系和人工智能专业的AI程序设计—智能系统设计与实现—AI 综合项目实践—AI 高级项目实践的递进式智能算法及系统研发能力培养实习实践体系建设,形成武大特色的计算机类专业实践能力培养解决方案。

 

5 结 语

培养方案是专业人才培养的纲领性文件,一般每 5 年组织修订一次方案的修订将推动本科教育的新一轮改革。计算机类专业人才培养方案修订要在充分论证工程教育改革问题的基础上,从教学现状调研开始,通过定量定性的对比分析研究、明晰了现有的专业人才培养的问题,提出进一步的改革思路,并通过逐一确定人才培养方案的各项内容,融入各项改革创新举措。

 

新的计算机类专业培养方案包括培养目标、毕业要求、课程体系、实验实践教学、学位标准、学分修习、专业课程前修后续关系等更全面的内容和教学实操的具体要求。在人才培养目标定位、专业教育思想、课程体系建设、实践能力培养等方面将更加彰显武大计算机学科人才培养特色,力争为面向中国未来工程教育发展和工程人才培养贡献武大智慧。

 

(本文作者:边金鸾)

(湖北研楚教育咨询有限公司)

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