“三協(xié)同一交叉”計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

熊盛武　饒文碧　袁景凌　段鵬飛

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息產(chǎn)業(yè)形態(tài)發(fā)生重要變化，新型計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)用日益深化，對(duì)計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力提出更高要求，構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的本科人才培養(yǎng)體系是我國(guó)高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)教育教學(xué)改革的重要目標(biāo)。瞄準(zhǔn)計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)中急需改革創(chuàng)新的問(wèn)題，探索計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式，以系列項(xiàng)目的交叉遞進(jìn)、分階段開(kāi)展改革與實(shí)踐，獲得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：三協(xié)同一交叉；計(jì)算機(jī)類；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：With the continuous development of computer science and technology，the information industry has undergone important changes.With the deepening of new computing system，IT industry puts higher requirements on the knowledge structure and innovation ability of computer specialty talents.It is an important goal to construct the advanced talents cultivation system for the education reform of computer specialty in Chinese universities.Aiming at the urgent need of reform and innovation in computer specialty talents cultivation，this paper explores the new practice and innovation ability training mode for computer specialty talents，and implements a series of projects to carry out the reform and practice in a step-by-step manner，which achieves good teaching effect.

Keywords：three-coordination and one-integration；computer specialty；talent cultivation

1 引言（Introduction）

當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)人才培養(yǎng)中普遍存在培養(yǎng)模式不能很好適應(yīng)社會(huì)對(duì)行業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系中，缺乏學(xué)科交叉知識(shí)的運(yùn)用，不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力，不利于開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高實(shí)踐能力[1-5]。計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力要求非常高，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力尤為重要[6，7]。本文主要結(jié)合我校改革實(shí)踐過(guò)程，探索“行業(yè)協(xié)同、校企協(xié)同、科教協(xié)同、學(xué)科交叉”的“三協(xié)同一交叉”計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，培養(yǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)、實(shí)干精神強(qiáng)、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的計(jì)算機(jī)類“三強(qiáng)人才”。

2 構(gòu)建計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

（Construction of the practice and innovation ability

training mode for computer specialty talents）

針對(duì)培養(yǎng)模式不能滿足社會(huì)行業(yè)人才需求等問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)設(shè)全國(guó)首個(gè)“軟件工程-數(shù)字傳播工程”學(xué)科交叉人才培養(yǎng)試點(diǎn)班、面向行業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)工程（交通/汽車）”國(guó)家特色專業(yè)試點(diǎn)班、校企協(xié)同的“國(guó)家卓越工程師計(jì)劃”試點(diǎn)班等綜合改革實(shí)踐，創(chuàng)建“行業(yè)協(xié)同、校企協(xié)同、科教協(xié)同、學(xué)科交叉”的“三協(xié)同一交叉”培養(yǎng)模式（圖1），適應(yīng)計(jì)算機(jī)本科人才培養(yǎng)的社會(huì)和行業(yè)需求，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)類新型“三強(qiáng)人才”。

2.1 構(gòu)建“學(xué)科交叉+科教協(xié)同+校企協(xié)同”三位一體的

人才培養(yǎng)模式

依托國(guó)家數(shù)字傳播工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地、湖北省數(shù)字傳播工程中心等，開(kāi)設(shè)全國(guó)首個(gè)“軟件工程-數(shù)字傳播工程”學(xué)科交叉人才培養(yǎng)試點(diǎn)班，形成以試點(diǎn)班為示范的“學(xué)科交叉+科教協(xié)同+校企協(xié)同”三位一體的人才培養(yǎng)模式，形成產(chǎn)學(xué)研一體化生態(tài)閉環(huán)培養(yǎng)體系（圖2）。

建設(shè)“數(shù)字傳播”課程群，同時(shí)，結(jié)合數(shù)字傳播和數(shù)字出版方向人才的培養(yǎng)要求與實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)，開(kāi)設(shè)一系列單設(shè)實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)；校企合作辦學(xué)，共同建設(shè)并自主研發(fā)了數(shù)字出版系列實(shí)訓(xùn)軟件包，設(shè)計(jì)了數(shù)字出版相關(guān)應(yīng)用案例，專業(yè)針對(duì)性強(qiáng)，能一定程度上提供高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)資源和實(shí)踐鍛煉。

合作開(kāi)發(fā)系列產(chǎn)品，為報(bào)社和期刊社提供媒體融合云服務(wù)，為出版社提供數(shù)字出版云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)線下傳統(tǒng)媒體與線上數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)品相結(jié)合的O2O雙線商業(yè)模式。整合新聞出版企業(yè)內(nèi)容資源，打造數(shù)字資源庫(kù)，提供基于用戶數(shù)據(jù)分析技術(shù)開(kāi)展個(gè)性化定向投送平臺(tái)建設(shè)；提供知識(shí)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)；建設(shè)作者、編輯、記者資源管理系統(tǒng)，選題熱點(diǎn)推薦與評(píng)估系統(tǒng)；開(kāi)展生產(chǎn)與消費(fèi)互動(dòng)的定制化服務(wù)模式探索，形成線上與線下互動(dòng)（O2O）的內(nèi)容投送新模式。

2.2 構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程與交通/汽車行業(yè)協(xié)同的教學(xué)組織

機(jī)制

依托國(guó)家特色專業(yè)等國(guó)家級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目、湖北省交通物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，開(kāi)設(shè)面向行業(yè)的“物聯(lián)網(wǎng)工程（交通/汽車）”國(guó)家特色專業(yè)試點(diǎn)班，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程與交通/汽車行業(yè)協(xié)同的教學(xué)組織機(jī)制，進(jìn)行行業(yè)協(xié)同、校企協(xié)同，及科研成果反哺教學(xué)的科教協(xié)同育人等綜合改革實(shí)踐。培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)知識(shí)和基本技能，從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、管理等方面的科技人才。為了突出我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向交通行業(yè)的特色，課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)課程中，設(shè)計(jì)系列智能交通案例，如智能交通實(shí)訓(xùn)沙盤(pán)系統(tǒng)、智能航標(biāo)、智能小車實(shí)訓(xùn)課程。endprint

（1）智能交通實(shí)訓(xùn)沙盤(pán)系統(tǒng)。智能交通實(shí)訓(xùn)沙盤(pán)系統(tǒng)以城市道路交通為原型，綜合運(yùn)用RFID、無(wú)線傳感、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能識(shí)別、嵌入式系統(tǒng)，依托部署在實(shí)景交通沙盤(pán)中的智能網(wǎng)關(guān)、無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、智能小車、控制節(jié)點(diǎn)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)模擬交通的智能控制與管理，包含城市道路交通控制、智能公交、智能停車場(chǎng)、ETC不停車收費(fèi)等功能，幫助學(xué)生熟悉智能交通系統(tǒng)相關(guān)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，完成從具體基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)到綜合應(yīng)用的提高。

（2）智能航標(biāo)。航標(biāo)已從傳統(tǒng)意義上簡(jiǎn)單地幫助船舶定位、指引航向的標(biāo)志，逐漸演變成一個(gè)能夠?yàn)楝F(xiàn)代化船舶提供航路標(biāo)識(shí)，為船舶安全、便捷、經(jīng)濟(jì)地航行提供有效綜合信息服務(wù)的綜合助航服務(wù)系統(tǒng)。本實(shí)訓(xùn)課以多功能航標(biāo)為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)介紹多功能航標(biāo)設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)。讓學(xué)生從數(shù)據(jù)采集、串口通信、zigbee無(wú)線通信、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等方面得到綜合訓(xùn)練和提高。

（3）智能小車。本課程以開(kāi)發(fā)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模擬系統(tǒng)，融合物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代交通領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)能夠展現(xiàn)汽車無(wú)線組網(wǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。車聯(lián)網(wǎng)利用裝載在小車上的傳感器獲取車輛的行駛屬性和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)GPS等全球定位技術(shù)獲取車輛行駛位置等參數(shù)，通過(guò)WiFi/GPRS等無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸和共享，最后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行監(jiān)控以及提供各種交通綜合服務(wù)。學(xué)生能夠?qū)嶋H感受車聯(lián)網(wǎng)軟硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)細(xì)節(jié)，充分理解車聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域的作用與意義，可為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究交通理論與技術(shù)奠定技術(shù)。

2.3 構(gòu)建學(xué)校、科研、企業(yè)結(jié)合的產(chǎn)學(xué)研深度融合的協(xié)

同育人新機(jī)制

依托國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心、國(guó)家卓越工程師培養(yǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目，以華為、中軟國(guó)際等行業(yè)引領(lǐng)企業(yè)為外聯(lián)，開(kāi)設(shè)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)班，與世界500強(qiáng)企業(yè)合作建設(shè)課程及教學(xué)團(tuán)隊(duì)，如與華為武研所合作建設(shè)《編程思想》《軟件編程規(guī)范》《敏捷開(kāi)發(fā)》和《編程環(huán)境》等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程。創(chuàng)建學(xué)校、科研、企業(yè)結(jié)合的產(chǎn)學(xué)研深度融合的協(xié)同育人新機(jī)制。采用“CDIO”（Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計(jì)、Implement實(shí)踐、Operate操作）工程教育培養(yǎng)模式，注重產(chǎn)學(xué)結(jié)合，滿足專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的需要，提升計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[8，9]。

以計(jì)算機(jī)類人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心、以就業(yè)為導(dǎo)向，通過(guò)多模式、多層次、多渠道培養(yǎng)，構(gòu)建計(jì)算機(jī)類人才能力素質(zhì)培養(yǎng)模型，如圖3所示。計(jì)算機(jī)類人才的能力素質(zhì)主要是專業(yè)基礎(chǔ)、實(shí)踐能力、分析能力、創(chuàng)造能力、溝通能力、商務(wù)能力、管理能力和職業(yè)素質(zhì)。基于該能力模型，對(duì)工程師進(jìn)行多元與多維度培養(yǎng)，重構(gòu)企業(yè)、學(xué)校、教師、學(xué)生之間的關(guān)系，秉承“參與學(xué)”為精髓，對(duì)教學(xué)知識(shí)體系、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)、教學(xué)組織、實(shí)踐教學(xué)、效果評(píng)價(jià)等多維度重構(gòu)，構(gòu)建了“以學(xué)生為中心，教師引導(dǎo)，企業(yè)等多元角色參與”的新型教學(xué)模式，培養(yǎng)符合工程能力標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的人才。

（1）構(gòu)建教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、測(cè)評(píng)、考核、實(shí)習(xí)、頂崗就業(yè)一體化的教學(xué)體系。將校企合作所有資源數(shù)字化，為學(xué)生教師的“學(xué)”和“教”提供免費(fèi)資源，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。分三個(gè)層面開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，第一個(gè)層面是專業(yè)基礎(chǔ)基礎(chǔ)理論和能力實(shí)訓(xùn)，第二個(gè)層面項(xiàng)目式實(shí)訓(xùn)，第三個(gè)層面是頂崗就業(yè)實(shí)踐。

（2）搭建真實(shí)的企業(yè)環(huán)境。真實(shí)的企業(yè)研發(fā)環(huán)境，采用企業(yè)研發(fā)過(guò)程中積累的項(xiàng)目作為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，既要保證項(xiàng)目的真實(shí)性，同時(shí)還保證學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)能按照真實(shí)的開(kāi)發(fā)流程完成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的體驗(yàn)。真實(shí)的項(xiàng)目過(guò)程管理，按照軟件工程的基本原理，選擇合適的過(guò)程模型，選擇合適的開(kāi)發(fā)方法，分析和設(shè)計(jì)軟件項(xiàng)目，并分解任務(wù)，分配相關(guān)人員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤管理，體驗(yàn)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)全過(guò)程。真實(shí)的工作壓力，對(duì)能按要求準(zhǔn)時(shí)完成任務(wù)的要給予考評(píng)的優(yōu)先級(jí)，對(duì)不能按時(shí)、按質(zhì)完成的，要從學(xué)分上予以扣減。真實(shí)的工作機(jī)會(huì)，在考評(píng)過(guò)程中引入第三方企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)招聘，對(duì)達(dá)到考核要求的，可以與企業(yè)簽署就業(yè)協(xié)議。

（3）構(gòu)建閉環(huán)的教學(xué)過(guò)程模型。閉環(huán)教學(xué)過(guò)程模型借鑒自動(dòng)控制中的閉環(huán)反饋理論，將創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系作為控制模型來(lái)研究，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為驅(qū)動(dòng)，著重解決高等教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)問(wèn)題，旨在為探索創(chuàng)新型人才的成長(zhǎng)規(guī)律提供新的思路。大致分為準(zhǔn)備、自主行動(dòng)、獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策、合作設(shè)計(jì)、執(zhí)行監(jiān)控、開(kāi)展評(píng)價(jià)、反思反饋七個(gè)階段，如圖4所示。

（4）建立專業(yè)化的評(píng)價(jià)體系。以工程能力模型為基礎(chǔ)，培養(yǎng)合格的工程師，需要考核標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的培養(yǎng)效果評(píng)價(jià)比較單一，而工程師能力標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)綜合性、多元多維度的概念。工程教育專業(yè)認(rèn)證被認(rèn)為是一種非常科學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制，結(jié)合現(xiàn)有的考核機(jī)制，引入專業(yè)認(rèn)證關(guān)于復(fù)雜工程問(wèn)題的定義和要求，確保實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)對(duì)于工程能力培養(yǎng)的效果。

3 建設(shè)成效（Construction effectiveness）

3.1 形成了“三協(xié)同一交叉”計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與

創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

以學(xué)生為中心、實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)為抓手重塑我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)理念，在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研究并實(shí)踐了“三協(xié)同一交叉”計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。結(jié)合學(xué)校面向行業(yè)的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)與特色，通過(guò)創(chuàng)建以“軟件工程-數(shù)字傳播工程”試點(diǎn)班為示范的“學(xué)科交叉+科教協(xié)同+校企協(xié)同”三位一體育人機(jī)制，突出科技創(chuàng)新能力和交叉應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；通過(guò)創(chuàng)建“物聯(lián)網(wǎng)工程-交通/汽車工程”的“行業(yè)協(xié)同”教學(xué)組織模式，突出工程創(chuàng)新能力和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；通過(guò)創(chuàng)建面向計(jì)算機(jī)類“卓越工程師計(jì)劃”的產(chǎn)學(xué)研融合培養(yǎng)機(jī)制，強(qiáng)化四類實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.2 學(xué)生創(chuàng)新能力得到明顯提升

以提升學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力為突破口，以突出學(xué)生參與國(guó)際/國(guó)家級(jí)科技競(jìng)賽成果為衡量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)資源整合，實(shí)施對(duì)老師指導(dǎo)學(xué)生參與高水平科技競(jìng)賽的激勵(lì)政策，組織學(xué)生個(gè)人和集體積極參與科技創(chuàng)新。近三年，學(xué)院本科生參與并獲得獎(jiǎng)項(xiàng)的重大賽事在專業(yè)含金量和組織水平均直線上升并取得重大突破，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，學(xué)科及專業(yè)特色均得到明顯體現(xiàn)，學(xué)生的專業(yè)水平和實(shí)踐能力都有了質(zhì)的改變。endprint

3.3 就業(yè)創(chuàng)業(yè)水平實(shí)現(xiàn)突破

近兩年，對(duì)北京、廣州、深圳、武漢等地區(qū)40多家用人單位進(jìn)行了計(jì)算機(jī)類畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查，結(jié)果顯示，用人單位普遍反映我校畢業(yè)生在整體培養(yǎng)質(zhì)量、專業(yè)知識(shí)掌握程度、工程實(shí)踐和動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等方面均有較大提升。

4 結(jié)論（Conclusion）

“三協(xié)同一交叉”計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式首先在本校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，取得了較好成效。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科獲批湖北省重點(diǎn)學(xué)科、國(guó)家卓越工程師計(jì)劃建設(shè)；軟件工程專業(yè)獲批國(guó)家卓越工程師計(jì)劃建設(shè)、湖北省支柱產(chǎn)業(yè)專業(yè)建設(shè)、湖北省綜合試點(diǎn)改革計(jì)劃建設(shè)；物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)獲批國(guó)家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)和國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)建設(shè)。學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)得到了較大提升。

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[7] 劉在英，沙潔.計(jì)算機(jī)專業(yè)人才實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的探討[J].工業(yè)和信息化教育，2016（1）：1-4.

[8] 饒文碧，等.基于云平臺(tái)的計(jì)算機(jī)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理模式研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2016（10）：137-140.

[9] 袁景凌，饒文碧，熊盛武.以學(xué)生為中心的計(jì)算機(jī)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)云平臺(tái)[J].計(jì)算機(jī)教育，2016（5）：28-31.

作者簡(jiǎn)介：

熊盛武（1966-），男，博士，教授.研究領(lǐng)域：人工智能，車聯(lián)網(wǎng)與智能交通，數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí).

饒文碧（1967-），女，博士，教授.研究領(lǐng)域：人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘，普適計(jì)算.

袁景凌（1975-），女，博士，教授.研究領(lǐng)域：人工智能，多核計(jì)算與綠色計(jì)算，軟件工程.

段鵬飛（1985-），男，博士，講師.研究領(lǐng)域：機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語(yǔ)言處理.endprint