本科計算機專業教育的改革與發展

　　摘要：分析計算機專業人才所面臨的形勢，指出計算機專業教育必須瞄準人才未來發展和就業市場，改革專業體系設置，合理選擇專業方向，開展創新教育，以科學的教學體系建設、系統的能力培養平臺建設、明確的專業定位與特色的專業優勢吸引學生注意力。提出從科學的知識體系、合理的課程體系和完備的實驗教學體系等方面全面落實科學的教學體系的思路。
　　關鍵詞：本科；創新教育；計算機專業；人才標準；教學體系
　　
　　1計算機專業教育呼喚改革創新
　　1.1用人單位現實的人才標準
　　據有關資料報道，在我國高校的計算機專業教育中，一方面學生找到“滿意的工作”越來越難，而另一方面用人單位也越來越不容易找到適合崗位需要的滿意人才。當前，用人單位挑選計算機專業畢業生的標準主要體現在以下幾個方面[1-2]：
　　1) 實踐經驗要求——“上手快”。計算機專業具有較強的工程應用性，“上手快”成為畢業生素質與能力的重要評價指標。因此，具備實踐應用經驗的畢業生，在用人單位的選拔和錄用中成為優先考慮的對象。
　　2) 適應能力要求——“好使用”。用人單位普遍希望畢業生能夠較快地在工作崗位中發揮作用，“好用”成為畢業生素質與能力的又一重要評價指標。因此，需要畢業生擁有對崗位的適應能力，包括在心理上的迅速轉換角色能力以及適應工作的能力。
　　3) 應用能力要求——“能動手”。用人單位普遍期望畢業生“能動手”，有較強的計算機操作能力，擁有解決實際工作中具體的計算機技術及其應用問題的能力。
　　4) 團隊協作能力要求——“善合作”。當前計算機方面的項目大多數需要多人的團隊共同協作完成。因此，“善于合作”成為畢業生素質與能力的另一重要評價指標，需要畢業生擁有團隊協作能力。
　　5) 復合能力要求——“多面手”。當前許多適合計算機專業畢業生就業的崗位，不僅僅要求畢業生有計算機方面的能力，同時也要有其他多方面的能力，如能夠了解計算機在行業當中如何應用等。
　　6) 創新能力要求——“能革新”。創新是超額利潤的源泉，用人單位期望人才不僅僅有解決常規問題的能力，同時也能在工作過程中進行創新，從而為企業創造更大的價值，這也是人才在企業中得以獲得更多發展機會的根本所在。因此，作為工程型計算機專業的畢業生，能利用信息化手段進行技術革新，成為畢業生素質與能力的又一重要評價指標。
　　21世紀是知識經濟的時代，外語、計算機和普通話已成為大學生就業的基本要求。既懂專業知識又懂管理的復合人才受到歡迎，僅靠單一的專業知識已不能適應現實對大學畢業生的要求。大學生應成為“T”型人才，“豎”代表專業基礎知識，而“橫”則要求大學生通覽各方面的知識。無論是研究型還是應用型計算機本科人才，工程素養和工程應用能力是決定畢業生的核心競爭力的素質與能力。
　　1.2規模與資源的突出矛盾
　　開放實驗教學。讓學生進行“做實驗、學技能、勤研究、謀創新”相結合的創新實踐，讓學生在實驗過程中學習，在學習過程中研究，在研究過程中創新，這是培養高層次人才最重要的途徑。
　　“理工科”學生在實驗室的時間、效率、效益以及對實驗室的依賴程度應該成為理工人才培養和教學工作質量的重要標志，也是“理工”大學教學資源配置優化程度的主要標志。
　　然而，在計算機教育快速發展的十年期間，全國計算機專業規模迅速擴大，先后有360余所本科院校增設了計算機本科專業，使得設置計算機本科專業的院校達到500余所，占全國670余所本科院校的75%，并使計算機專業在單個專業的設點數和單個專業的在校生總人數方面都位居全國本科專業之首[2]。雖然計算機專業的規模快速發展，為我國計算機人才培養做出了重大貢獻，但是另一方面又導致了師資和實驗教學軟硬件資源的嚴重短缺，使得不少學校的辦學條件遠遠不能滿足計算機人才培養的需求。教學資源短蔣和倫缺、教學資源的科學合理建設與調配，成為計算機專業教育必須面對的嚴峻現實。
　　1.3平穩發展引發的冷思考
　　有關數據顯示，從2002年開始，我國計算機本科專業招生的幅度開始下降。面對這一形勢，有人開始對計算機專業的發展前景擔憂。應該說，僅是增幅的下降，招生總人數仍處于上升或保持趨勢，這種變化基本上符合事物發展的一般規律。與國內計算機教育形成鮮明對比的是北美，美國從2000年秋到2004年秋，計算機專業入學人數下降了60%，到2005年秋則下降到70%，出現了計算機專業學生人數銳減的情況。
　　計算機專業如何在現實的基礎上開展創新教育，瞄準專業人才的未來發展和就業市場，推動專業教育的內涵發展，以科學的教學建設、系統的能力培養平臺建設、明確的專業定位與特色的專業優勢吸引學子們的注意力，守住這塊IT高地，成為人們關注的焦點。
　　1.4就業質量與生源質量的相依關系
　　就業狀況不僅可以反映社會對人才的需求情況，同時也是社會對教育質量的一種客觀評價。目前，我國計算機人才需求的快速增長時期基本上已經過去，并正在逐步進入平穩發展時期。這種社會客觀需求的變化必然影響到計算機專業學生的就業，進而影響到其生源。
　　近幾年來，計算機專業畢業生的就業優勢不斷下降，就業難度不斷增加。一個比較普遍的現象是，學生就業的單位層次和待遇在不斷降低。這種越來越嚴峻的就業形勢直接影響了計算機專業的生源質量。盡管對生源質量的評價可以有多種不同的標準，但最客觀的一個指標則是學生的入學成績。在過去的較長時期內，許多學校的計算機專業在本校的招生分數都是最高或比較高的，但現在已是盛況不在。
　　對一個專業來說，就業市場的信號至關重要，十年前計算機就業市場的信號給計算機教育帶來了一個快速發展時期。近幾年，計算機就業市場的信號卻又導致了計算機招生增幅和生源質量的下降。事實上，盲目招生計劃所帶來的計算機人才的短缺和過剩，最終都需要通過就業市場進行調節。
　　占據科學技術發展前沿領跑地位的計算機科學技術呼喚先進的教學體系、科學的能力素質架構和一流的專業技術人才，生源質量成為專業發展和專業輻射帶動作用的瓶頸。
　　1.5創新型人才對專業的設置需求
　　自主創新能力是國家競爭力的核心，是引領未來科技發展的主線，是建設創新型國家的根本。時代呼喚創新，創新呼喚人才，創新人才呼喚創新教育，創新教育是高等學校的核心理念和根本任務。
　　計算機專業的涉及面較廣，如果從傳統的學科結構來劃分，它可分為計算機體系結構、計算機軟件與理論和計算機應用技術三個二級學科；如果從社會對計算機人才的需求來劃分，它可分為研究型、工程型、應用型和教育型等不同類型[1]。計算機專業的這種學科潛力和社會需求，再加上計算機網絡和智能技術的快速發展，都給計算機專業建設帶來了難得的發展機遇，教學改革、教育創新成為計算機專業教育的首要要求。但計算機專業設置卻沒能抓住這一機遇，長時間地用一個單一專業去應對這種快速發展的學科結構和大規模的多規格社會人才需求，嚴重脫離了技術理論發展的快車道。
　　創新計算機專業教育，改革專業體系設置，順應復雜多變的科學技術的快速發展形勢，是計算機專業教育必須采取的教育發展的科學態度。
　　1.6工程型計算機專業的教學體系
　　1.6.1計算學科的專業方向
　　與過去相比，當今的計算機學科已經擴展到了具有豐富內涵的計算學科(Computing Discipline)[3]。人們普遍認為計算學科包括計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息系統4大分支。
　　
　　國際上，早在2001年，由IEEE計算機學會(IEEE Computer Society)和ACM(Association for Computing Machinery，美國計算機協會)組成的計算機課程聯合任務組(The Joint Task Force on Computing Curricula)在其研究報告CC2001[4]中就明確了計算學科本科人才培養在類型方面要加以區分，可以分為計算機科學[4](Computer Science)、信息系統[5](Information Systems)、計算機工程[6](Computer Engineering)及軟件工程[7](Software Engineering)等專業方向，以適應快速發展的技術與社會經濟對計算機本科人才的需求。而CC2004[8]和CC2005[3]都增加了信息技術[9](Information Technology)專業方向。
　　1.6.2計算學科各專業方向的辦學定位
　　縱觀全球的教育發展，高等教育的層次參差不齊，各高校的定位與人才培養目標區別也非常大。準確把握專業教育規律、專業教育內涵和各自專業畢業生的就業競爭市場，合理選擇人才培養的專業方向，是各高校的明智之舉。
　　計算機科學專業方向是一種研究型培養模式，其人才培養目標是科學家或科研工作者，這主要是研究型大學在人才培養時所應選取的專業方向，應在“本碩博一體化”的“精英教育”思想的指導下設計教育體系，培養研究型計算機專業人才。計算機工程專業方向和軟件工程專業方向是一種工程技術型培養模式，人才培養目標是工程師或工程技術人員，這主要是教學研究型或教學型大學適應“大眾教育”需求應選取的專業方向，應該在突出工程技術人才的技術研發能力培養和技術革新精神教育上下功夫，培養工程型計算機專業人才。信息技術或信息系統專業方向則是一種應用型培養模式，其人才培養目標是技術、技能型人才，這主要是應用技術類高校應該選取的專業方向，旨在為工業生產和社會技術應用第一線培養實用技術人才。
　　1.6.3計算機專業面向市場的專業方向
　　計算機科學與技術學科包括計算學科的大部分內容，既可以看成是計算學科的全面體現，又可看成計算學科的最基本學科。我國計算機本科人才培養主要是計算機科學與技術一個主打專業，學生基礎知識面固然較寬，但從人才適應社會需要的角度看，學生滿足專業技術工作需求的能力還是較弱。
　　正是由于計算學科具有豐富的內涵，學科分支或者學科方向逐漸明晰、成熟，計算機科學與技術學科的本科專業應該根據高校自身的實際情況，準確把握辦學層次和人才培養目標，針對一定的就業市場范圍，確定明確的專業方向。建立促進就業、適應社會需求的科學的教學體系，是高校計算機專業教育的當務之急。
　　2創新教育要求科學構建工程型教學體系
　　教學體系的建立，必須樹立以學生為本，知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展的教育理念，深化人才培養模式、課程體系、教學內容、教學方法和考試方式等方面的改革，實現從注重知識傳授向更加重視能力和素質培養方向的轉變。完善學生的知識結構，促進學生的個性發展；強化實踐教學環節，提高學生的實踐能力；推進文化素質教育，營造良好的育人環境。
　　對于人才培養目標定位于工程技術人才或應用型人才培養的高校計算機專業，必須緊緊圍繞培養目標要求，建立完善的教學體系。
　　教學體系必須從科學的知識體系、合理的課程體系和完備的實驗教學體系等方面科學設計、全面落實。計算機專業本科人才培養的完整實驗教學體系應該包括適應開放創新人才培養需要的實驗教學知識結構與能力目標體系、層次結構完整的實驗教學內容體系、先進科學的實驗教學方法與技術手段體系、科學設計并合理配置的實驗教學條件保障體系。
　　2.1科學的知識體系
　　知識是能力的基礎，能力是對知識的升華與轉化。因此，專業培養方案的制定，首先應根據培養目標和專業面向確立專業學生的知識體系，如圖1所示。
　　知識體系不能僅僅是專業知識體系，還應該包括學生投身社會所必須具備的語言、政治、經濟、法律與道德規范等人文社會科學的知識，以及其他相關的自然科學知識。
　　厚積薄發是知識體系架構的指導思想，工程實踐是應用能力培養的載體。創新是知識體系架構的魂，實踐是能力體系架構的根。
　　2.2合理的課程教學體系
　　課程是知識的載體，是知識轉化為能力的教學表現形式。知識概念本身是空洞的、死板的，只有通過課程內容具體細化并被受體吸納以后，才成為受教育者的活的知識，才可能成為能力轉化的基礎。
　　2.2.1課程架構體系
　　高校計算機專業課程設置可以包含以下幾種類型：
　　1) 公共基礎課。主要包括兩個方面，一是人文社科基礎課，主要包括政治、經濟、法律、外語等高校各專業均開設的人文類課程；二是為以后學習的專業課程奠定基礎的自然科學基礎課，包括數學、物理學等基礎課程。
　　2) 學科基礎或專業基礎課程，指電子與信息基礎類課程。包括電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、程序設計語言、計算機網絡等方面的課程。
　　3) 專業主干課，指計算機專業的基礎類課程。包括計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、面向對象程序設計技術、軟件工程、數據結構、算法分析與設計等方面的課程。
　　4) 專業方向課，指用人單位實際需要計算機專業的學生掌握的技能培養類課程。該類課程可以根據當前用人單位的需求劃分為不同的大的類別，供計算機專業的學生根據自身的特點和今后愿意發展的方向進行自主選擇。如可將應用類型的課程劃分為基礎理論深化(或計算機科學)、軟件工程、計算機工程(或控制與檢測、或嵌入式系統)、網絡工程、信息技術、信息系統等不同的方向。以網絡工程為例，可以開設的課程包括Internet原理及應用、網絡綜合布線、網絡管理、網絡安全、分布式數據庫、Java程序設計、Web開發技術等。
　　5) 交叉學科類課程，指計算機專業具體在某些行業當中應用的交叉類課程。例如講授信息技術如何在金融行業中進行具體應用等類似的課程，根據不同的行業，將課程劃分為不同的大類，以選修課的形式供學生自主選擇。目的是拓寬視野，提高修養。
　　6) 文化素質課，就是常說的通識課，指突出文理滲透、能力素質協調的課程。該類課程可以分為人文社會科學、自然科學、心理健康、素質拓展培訓4大類。可由外部其他教育機構，如培訓班和高校提供更多的課程，學校將外部課程納入自身的課程體系當中，即允許學生參加外部課程，經過審核，可以代替內部課程或沖抵學分。
　　7) 集中實踐性教學環節，指需要獨享時間區間、實現培養某方面或某類實踐能力的集中性教學組織形式的教學課程，如課程設計、課程實習、專業實習、生產實習、參觀實習、學年論文、畢業實習、畢業設計、社會實踐等。各集中實踐性教學環節的業務流程是各不相同的，在專業教育中的目的、意義和地位也各不相同。
　　2.2.2合理配置、吸收整合，優化課程設置
　　改革計算機專業課程設置，造就高層次的、新型的計算機專業人才，使他們具有更合理的知識結構及能力特征[10]。計算機專業課程設置的原則是緊緊圍繞培養目標，適應本專業發展趨勢，優化課程比例。計算機專業應注重學科自身建設，引進融合相關學科的理論和方法，同時要保持課程內容的層次結構，根據專業方向和辦學側重點的要求合理配置公共基礎課程、專業基礎課程和專業方向課程，形成科學、嚴謹的學科體系。
　　
　　融入工程素質教育的課程教學，應注重課堂內容的改變，更多突出實踐內容。這意味著課堂教學，特別是專業課程的學習中，教師要更多地講授理論的具體運用。這需要教師不僅僅關注二手的實踐資料，同時也要親身實踐，探索理論在實踐中的廣泛應用，把實踐經驗知識傳授給學生。
　　2.3完備的實踐教學體系
　　創新教育的宗旨是讓學生學會學習、學會實踐、學會研究、學會創新，這其中實驗教學具有不可替代的重要作用。
　　創新始于問題，源于實踐。實踐是認識的基礎，是獲得知識的源泉，是檢驗真理的標準。實踐出真知，實踐出人才。科學實驗作為認識世界最重要的手段之一，是大學研究學問的主要優勢，也是大學培養人才的重要手段。
　　2.3.1實踐教學環節架構體系
　　各種不同的實踐環節在人才的素質形成與能力培養中的作用和地位各不相同，不能相互代替。課程實驗對學生科學實驗習慣的養成、實際動能能力的培養、對認識規律的體驗等都有不可替代的作用；集中性實踐環節對學生工程素養的養成、工程能力的提高尤其重要。
　　高等學校實踐教學的類別可分為課內實驗、實驗課程、課程設計、課程實習、專業實習、生產實習、參觀實習、學年論文、畢業實習、畢業設計、社會實踐等。計算機專業應根據專業及方向設置的具體定位選擇不同的實踐教學模式，但核心的實踐環節，如課內實驗、實驗課程、課程設計、畢業實習、畢業設計等必須涵蓋，形成合理的實踐教學環節架構體系。
　　2.3.2實踐教學保障體系
　　1) 制度保障。
　　教育教學創新，硬件是基礎，軟件是保障。硬件中人才是根本，軟件中制度是核心。硬件效益的發揮必須依靠設計合理的教學方案、健全的制度規范、志存高遠的文化氛圍等軟件保障。必須建立實驗教學的條件保障與隊伍建設管理的規章制度，做到“依規矩畫方圓”，“依規矩話質量”。
　　2) 硬件條件保障。
　　加大實驗教學硬件投入，保障實驗教學的設備能夠充分發揮效益。做到“及時更新廢舊資源，有效利用緊缺資源，充分利用優質資源，一般資源充分發揮效益”，保證實驗教學所需要的硬件條件“到位先進，物盡其用”。
　　3) 人才隊伍保障。
　　必須建立穩定的高水平的實驗教學隊伍建設管理辦法。一是要吸引和保證高水平人才進入實驗/實踐教學的行列，做到隊伍“水平有保證”；二是要激發實驗教學人員長期從事實驗教學的積極性，做到工作“熱情不降溫”。要用政策保障他們愿意長期從事這種“做事不留名”的“樹人”工作，必須從提高并保證實驗教學隊伍的福利待遇和社會地位方面采取有效措施。
　　4) 運行機制保障。
　　(1) 規范的經費計劃。
　　“經濟基礎決定上層建筑”，實踐教學的常規支出經費不適合采取“請示匯報”的“項目申報審批”制，應按常規支出給予充分預算計劃，保證落實。同時，在經費使用上，應做到“責權利”落實，按規范程序操作，保證實踐教學步入正常化運行軌道。
　　(2) 程序化的計劃執行模式。
　　實踐教學是計劃性非常強的教學活動，必須提前制定工作規范、工作計劃和工程程序，提前落實實踐教學的軟硬件條件，按計劃安排時間地點，按規范執行計劃，按要求完成實踐教學任務。工作強調計劃性和程序化，教學內容組織突出科學性前提下的靈活性與創新性。
　　?教學體系不斷改革創新的常態化機制開創培養創新人才的新局面，必須改革現有的教學體系。提倡以人為本的教學模式，根據學生的個體差異及個性發展情況，組織多元化教學，營造有利于創新素質培養的良好環境。
　　?開放靈活的實踐教學運行機制實踐教學的執行必須突出“改革創新”。實踐教學最應該反對的是“閉門造車”，那種“畫地為牢”的“莊園式”生產模式，會嚴重阻礙創新人才的培養。實踐教學運行要突出內容、形式和技術方法的創新。
　　在教學內容上，要做到與技術發展和與社會需求同步。必須結合工業、技術發展的實際，改進實踐內容、工作流程和操作技術與方法。
　　在教學活動的組織形式上，除規范的計劃安排形式外，應增加學生開放自主實踐的形式，以選修的形式確定實踐教學內容，通過規范要求和管理程序的方式控制教學效果。
　　高校要探索與科研、事業單位和用人單位之間的密切合作。除了依據用人單位的需求，改變傳統“生產加工”模式之外，也需要同用人單位更密切合作，實現人才供應鏈無縫集成[11]，這主要有兩方面的表現。
　　第一，人才的定制化。所謂人才的定制化，是指用人單位直接同高校達成協議，明確要求進行怎樣的人才培養，高校根據要求進行培養，如需要學生掌握怎樣的具體的某種計算機行業應用軟件的操作，學生畢業之后則全部進入用人單位工作。在當前的就業壓力下，我國的一些職業技術學院和民辦院校就已經率先采用了這樣的模式進行人才培養。
　　第二，用人單位介入高校人才培養過程。所謂用人單位介入高校人才培養的過程，是指高校人才培養的部分過程并非在高校中進行，而是在用人單位中進行，從而實現了學生從高校向用人單位的逐步過渡。傳統所采用的學生大四實習的工作，即是此類性質工作的初級階段，但所存在的問題是實習時間較短，且由于學生未必繼續工作，用人單位往往不愿意安排，這需要高校采用類似于供應鏈管理的形式，選擇合適的用人單位，使學生畢業后繼續工作的可能性較大，從而實現人才供應鏈的無縫集成。
　　2.3.3實踐教學評價體系
　　實踐教學既有其自身內存的規律性，又有很高的參與自主性和豐富的內涵，不能簡單用實踐的完成性代表實踐的目的性。因此，對于實踐教學的各要素，應根據其完成的實踐過程和達到教學目標的實際程度，進行分類系統評價。
　　3結語
　　定位確定層次，目標決定方向，知識體系決定課程體系，知識體系與實驗體系決定能力架構，能力體系決定綜合素質。本科計算機專業教育的良性發展要求對專業教學體系進行全面系統的改革，我們將繼續開展相關的探索和實踐。
　　
　　參考文獻：
　　[1]王萬森. 計算機專業還有幾分天下？[J]. 計算