強化應用型IT人才能力培養的立體化實踐教學新體系

摘要：闡述構建實踐教學體系的總體思路，描述強化應用型IT人才能力培養的立體化實踐教學新體系的構建與實施，給出立體化實踐教學新體系的實際實施效果。

關鍵詞：實踐教學體系；IT人才；能力培養

文章編號：1672-5913（2013）03-0014-05

中圖分類號：G642

隨著我國信息化與工業化進程的加快，IT人才需求趨于多樣化，應用型IT本科人才培養受到愈來愈多的關注。提高信息類專業學生整體素質，加強實踐能力培養，已成為所有本科高等學校的共識。

為了搞好我校應用型IT人才的培養，在湖南省教育廳教改項目“新建地方本科院校高素質應用型IT類專業人才培養體系創新的研究與實踐”（2010JG352）的資助下，先后舉行了多次IT人才教育教學改革研討活動，就“能力培養是應用型本科教育的核心”、“實踐教學體系是實現應用型培養目標的關鍵”、“專業核心能力是應用型人才培養的特色”等觀點達成一致，我校的強化應用型IT人才能力培養的立體化實踐教學新體系已經實踐了幾年，取得了明顯成效。

1 構建實踐教學體系的總體思路

我們構建和實施強化應用型IT人才能力培養的實踐教學體系的總體思路是堅持以社會需求為導向，明確“一個目標”，以培養“兩種能力”為主線，圍繞“四個原則”，搭建“四個平臺”，突出“五個抓手”。

“一個目標”：培養適應地方經濟建設和社會發展需要的，德、智、體、美全面發展的，基礎扎實、實踐能力強、綜合素質高、具有創新意識的應用型高級IT人才。

“兩種能力”：將實踐能力與創新能力的培養貫穿于整個實踐教學過程中。

“四個原則”：

1）整體性原則。實踐教學環節貫穿于四年本科教育始終，四年不間斷。對于大一、大二學生注重基本技能的培養，對于大三、大四學生注重更高層次的專業技能和綜合技能培養。

2）有序性原則。把不同層次的實踐教學環節連成一個層次分明的體系。根據學生的認知規律，循序漸進地安排實踐教學內容，逐步由基本技能層次向專業技能層次、應用創新層次過渡，使學生實踐能力得到培養。

3）監控性原則。全過程質量監控是對影響實踐教學質量的全過程和各種因素進行全面、系統的管理。以培養應用型人才作為全面質量監控的總目標，目標體系自上而下層層展開，落實到每一個專業、課程和教師，固化在工作職責、專業培養方案、課程教學大綱中。制訂盡量具體化的目標，通過定期檢查、評估、獎懲等手段實施改進。

4）特色性原則。特色是院系生存與發展的源動力，實踐教學體系更應該體現院系的辦學特色，做到人無我有，人有我優。

“四個平臺”：課堂教學平臺、專業實驗教學平臺、專業實習基地平臺和第二課堂延伸平臺。

“五個抓手”：以實驗課程為抓手，構建動態實驗教學體系；以學科競賽為抓手，形成激發學生實踐新機制；以科研訓練為抓手，形成創新能力培養新模式；以創業教育為抓手，營造全真實踐環境；以專業實習為抓手，構建卓有成效的實戰訓練體系。

2 特色鮮明的立體化實踐教學體系的構建與實施

2.1立體化實踐教學體系的構建

根據前述實踐教學體系的總體構建思路構建了“345”特色的實踐教學體系。我們建設了“實驗、實訓、研究創新”三個實驗平臺，以適應IT專業的教學改革和教學需要。其中實驗室平臺涵蓋IT專業最基本的課程實驗教學內容，實訓平臺著重提供綜合性實訓，包括多門獨立課程實驗和集中實踐教學環節等，而研究創新型實驗平臺則讓學生在完成基礎性實驗和綜合設計性實驗后可以自主設計、自主創新地進行新的實驗。在實踐內容上建設和實施四個層次遞進模塊，基礎實驗-專業實驗-技能訓練-應用創新。就電子信息類專業來說，通過上述四個層次遞進模塊和三個實驗平臺的建設與實施，改變過去單純以各專業電子工程技術內容進行獨立實驗教學為主的格局，建立覆蓋整個電子工程設計“電子器件-電路設計-電路仿真-電路測試-電子產品”全流程產品鏈的新格局。逐步建立起以學生自主學習為中心的實驗教學模式，形成了以自主式、合作式、研究式為主的學習方式。

電子信息類專業實踐教學體系層次結構圖如圖1所示。

嚴格執行學校實驗教學質量管理、教學質量保障和教學質量監控等規章制度，并根據信息類學科的特點，制定了《IT類專業實驗教學評價體系》等考評制度，對每門課程進行管理和監控。

2.2立體化實踐教學體系的建設與實施

2.2.1加強實驗室硬件建設，建立一條從概念到產品的實際工程訓練鏈

在我校本科教學資金支持下，現已建成計算機中心、電子工程實踐中心和通信與網絡實驗中心，下設22個實驗室，以實驗室為平臺，科研項目為載體，著重培養學生的工程實踐、分析解決問題的能力。從人才培養體系整體出發，建立以IT人才能力培養為核心，“基礎實驗-專業實驗-技能訓練-應用創新”四個層次相互銜接遞進的實踐教學體系，形成一條從概念到產品的完整工程實踐訓練鏈，突出以學生為主體的實驗教學地位，形成了鮮明特色，大大強化了學生實踐動手能力的培養與提高，因此，電子信息工程專業于2008年被確定為湖南省首批特色專業，電子工程實踐中心2009年被確定為省級示范實驗室建設單位，通過三年的建設，于2012年4月順利通過省教育廳專家的驗收評估，正式成為湖南省省級示范實驗室。

2.2.2編寫和選用先進適用教材，科學合理更新實踐教學內容

以建設“單片機原理與應用”省級重點建設課程與省級精品課程，以及建設“數據結構”、“計算方法與程序設計”校級重點建設課程與精品課程為契機，依據社會對人才的需求，研究國內外同類教材，不斷修訂大綱，在實踐中不斷總結，編著出版了具有鮮明應用特色、符合地方本科院校IT人才培養實際需要的教材8部。其中由遼寧大學出版社和中南大學出版社出版的《C語言程序設計》、《傳感技術及其應用》為“十一五”國家級規劃教材，由科學出版社出版的《算法語言與計算方法基礎》獲評2009年省級優秀教材獎。按照實驗教學大綱和實驗教學體系的要求，主編了《電路與電子技術實驗》、《單片機原理及應用實驗教程》、《單片機原理課程設計》、《數據結構實驗指導與題解》、《程序設計實踐教程》等十余部實踐教學教材，同時采用優秀出版社的實驗教材作補充。

根據實踐教學層次體系，實踐教學內容由基礎實驗、專業實驗、技能訓練和應用創新四個層次模塊組成，注重傳統與現代的結合，與科研、工程和社會應用實踐聯系密切，不斷將科技創新成果融入到實驗教學中。在實驗內容中融入了產學研取得的成果和已獲專利等。

實驗項目的編排以學生為主，以促進學生個性能力的發展為目標。根據教學計劃，設有必修和選修實驗項目，編排了相應的綜合性和設計性實驗項目，給出實驗任務和設計要求，學生自行設計實驗方案，完成設計報告。如電子工程實踐中心開設了154個實驗項目，實驗項目涵蓋基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗，綜合性和設計性實驗項目開課數量占實驗項目總數的73%，綜合性和設計性開出實驗課時占實驗總課時的75%，如表1所示。

2.2.3研發功能豐富的實踐教學中心網站、IT課程群教學網站和多媒體教學軟件

研發建立了實踐教學中心網站。網站上提供了豐富的教學資源，有IT專業實驗課程大綱、典型實驗視頻、多媒體課件，通過校園網絡可隨時為學生解答在學習中遇到的問題，實現師生之間雙向交流。為了便于全天候開放實驗室，在實驗教學中心網站上特別實現了開放實驗的網上預約功能，極大地方便了學生課外進行開放實驗與創新研究。

為單片機原理及應用、數據結構、計算方法與程序設計組成的IT課程群建立了內容豐富的精品課程教學網站和網絡課堂，實現了課后師生互動的交流平臺，發揮了網絡課件直觀性、開放性、交互性、共享性、協作性、自主性等優點。研制了數據結構算法執行過程可視化教學軟件，增強了算法執行過程的直觀性，便于學生理解和分析算法。軟件“‘數據結構’算法動態可視化演示系統”于2010年榮獲全國多媒體軟件大賽三等獎和湖南省“中南杯”多媒體教育軟件競賽一等獎，課件《數據結構·樹與二叉樹》于2005年榮獲湖南省“青果杯”教育軟件競賽二等獎。

2.2.4不斷改革教學方法與手段

1）實施靈活多樣的教學方式與方法。

堅持以學生為主體，教師為主導，能力培養為主線，根據各實踐環節培養目標、所在層次和實踐項目內容，靈活地采用集中指導、自主訓練和項目驅動等教學方式，學生自主式、合作式、研究式為主的學習方式已逐步形成。

①集中指導教學方式。根據理論教學、課程實驗教學大綱要求對基礎實驗和專業實驗進行集中指導教學，學生根據實驗指導書在老師的指導下完成實驗。該方式主要應用于驗證性實驗和一般綜合或設計性實驗的教學，其主要目的是使學生掌握實驗基本技能和方法。

②自主訓練教學方式。以學生獨立設計和完成實驗為主，教師指導為輔。首先，與集中指導相結合的教學方法，即一般先由實驗教師進行集中指導，由學生根據實驗指導書來獨立構思與設計，以完成實驗。其次，對于較復雜的綜合性和設計性實驗，采用互動開放教學方法，對于部分設計性、創新性獨立實驗課程及綜合實踐環節，如專業綜合實驗、單片機課程設計等課程的設計性實驗，由學生自主選題，指導教師審核并指導，學生通過電子工程實踐中心網站預約開放，學生自主設計并完成實驗任務。

③項目驅動教學方式。以項目帶動實踐環節的教學，所有實踐活動圍繞項目需要展開。主要包括：（a）參與競賽，即組織學生參加各種專業競賽，由教師賽前指導，學生獨立參賽，激發學生創新能力和競爭意識，如挑戰杯競賽、電子設計競賽等；（b）任務驅動，即對部分設計型實驗、工程實踐型環節或教師科研項目中的部分任務，給定實驗項目的設計任務與要求，學生自行完成或由教師指導完成，如各專業的專業綜合實驗、學生參與老師項目；（c）學生科研，即學生自由組隊、自主命題，申報省級、校級大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目，學生在教師指導下在各實驗室開展項目研究。目前學生主持的“基于單片機的波形發生器研究”等7項省級大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目、“家用紅外光柵報警系統”等7項校級大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目，均進展良好。

2）采用自主、合作和研究式的開放型學習方式。

實施實驗室開放制度，采用以學生為主體、教師為主導的教學方式。在實驗教學中，給予學生選題的充分自主權，為他們進實驗室提供寬松的條件，對他們完成每一個實驗課題的時間僅給予宏觀控制。

提倡“交互式”的教學形式，注重師生之間、學生之間的討論，堅持“啟發式”和“因材施教”教學原則，充分發揮學生主體作用。

獨立開設信息工程基礎訓練、專業綜合實驗、專業課程設計、綜合課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等實踐課程。獨立開設注重實驗方法、實驗技能和科學思維培養的專業實驗基礎課程。實驗課程實行單獨考核，從根本上提高了學生對實驗課程的重視程度。

對綜合性、設計性實驗，采取實驗室開放的方式，提供基本實驗資料、各種實驗儀器及相應的儀器說明書，學生自主設計和實施實驗方案。通過開展設計創新性實驗，學生的動手能力和科技創新能力大大提高。

3）運用多媒體技術與網絡技術，開展MCAI與虛擬教學。

①多媒體課件、電子教案教學手段。根據教學內容，研發了IT類專業主要實驗課程的教學課件，包含《程序設計基礎》、《數據結構》、《單片機原理及應用》、《SOPC技術》等實驗的實驗原理、操作過程等內容的講解與分析指導，可以用于實驗教學和學生自學。學生在輕松的氣氛中進行學習，達到事半功倍的效果。

②計算機輔助和虛擬教學手段。實驗中心建立了仿真實驗室，具備先進的實踐教學軟、硬件環境，已廣泛使用計算機輔助實踐教學軟件和多媒體課件教學，采用虛擬、仿真實驗與實踐相結合的方式開展實踐教學。

通過計算機把實驗設備、教學內容、教師指導和學生操作有機地融為一體，采用仿真實驗軟件及自制課件，進行預習和實驗仿真、前導測試、數據處理等。引入Zeni EDA、PSPICE、PROTEUS，Multisim、LabVIEW、PROTEL、MaxplusⅡ、QuartusⅡ等虛擬集成電路和電子電路設計軟件，既激發了學生實踐的熱情，又大大延伸了實驗空間（學生先在寢室進行設計和仿真）和時間，解決了實驗臺件數不夠的問題，擴充了實驗教學內容，極大地降低了實驗教學成本。

3 立體化實踐教學體系的實施效果

3.1學生基本操作技能扎實

依托實驗、實訓和研究創新三類實驗教學平臺，采用集中指導、自主訓練和項目驅動三種實踐教學方式，通過基礎實驗、專業實驗、技能實訓和應用創新四個層次遞進的實踐教學模塊，使學生較好地掌握了電子技術、信息處理等領域的實驗知識和技能。

通過基礎實驗和專業實驗，使學生掌握各類實驗設備的工作原理與使用方法，掌握一般驗證性、綜合性、設計性實驗的方法與步驟，熟悉實驗數據記錄、處理和分析方法。每個學期實驗成績優良率達到90%以上。通過實習與實訓，使學生熟悉常用設計、構建、安裝、調試步驟與方法，能及時發現問題并能在現場解決一般性技術問題，能進行相對簡單的系統的設計與仿真。通過應用創新訓練，使學生甚至能夠參與自主開發教學資源和儀器設備，能夠自主或在教師指導下設計、申報和完成有一定創新的項目，進而具備綜合實驗項目的設計與開發及組織項目的初步能力。

3.2學生實踐能力與創新能力強

2009年以來學生主持的省級大學生創新實驗項目14項，校級大學生創新實驗項目14項。通過長期的改革與探索，現已初見成效，許多學生在各種科技活動和競賽中獲獎，共獲獎24項，特別在2009年全國大學生電子設計競賽中三位2006級同學獲得全國二等獎的好成績。學生通過立體化實踐教學體系的培養，已經發表相關論文41篇，學生申報專利4項。有數百名學生參加了專業水平與認證考試，取得較好的成績，如f240205c51906e7579be11d600a47f38d9d3ce9704e6b87fd35c5c6112180a58兩位2008級電子信息工程專業學生在2011年全省嵌入式工程師認證考試中取得第4名和第8名的好成績。幾年來，先后有200余名軟件設計師、網絡工程師獲得者、全國電子設計大賽獲獎者和湖南省程序設計大賽獲獎者受益于本系學科平臺課程群實驗室的指導和培養。

4 結語

近幾年來，隨著我國信息化與工業化進程的加快，企業經濟體制的轉型，高校擴招等因素的影響，傳統的實踐教學和管理模式表現出其不足與缺陷。因此，構建和實施IT人才能力培養的實踐教學體系，探索新的能力培養模式，是目前IT類專業實踐教學改革中一項十分重要的工作。我們構建的強化應用型IT人才能力培養的實踐教學體系，提出的學生實踐能力培養思路，通過實踐檢驗收到了良好的效果。

誠然，研究IT類專業學生實踐能力培養還有許多工作要做，希望拋磚引玉，與兄弟院系共同探討，走出卓有成效的應用型IT人才培養的路子來。

（編輯：白杰）