基于OBE教育理念的應用型計算機專業人才培養機制

李啟銳

（廣東石油化工學院 計算機科學與技術系，廣東 茂名 525000）

0 引言

應用型已經成為地方普通高校辦學和發展戰略的主題詞。國家“十三五”規劃提出“推動具備條件的普通本科高校向應用型轉變”，這是今后一個時期高等教育結構調整的重要著力點和突破口，意味著我國高等教育進入了積極推進協同創新、產教融合、全面提高高等教育質量的新時期[1]。

OBE（Outcome Based Education，成果導向教育）是Spady等人于1981年提出的教育理念，現已成為美國、英國等高等教育強國進行教育改革的主流理念。美國工程教育認證協會全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終[2]。2016年我國成為《華盛頓協議》成員，正式開啟了我國高等工程教育國際化進程，對創新型工程應用型人才提出了更高的要求。

1 OBE理念在計算機專業中的應用

在傳統的教育模式中，計算機專業遵循學科導向原則，傾向于解決確定問題的科學模式，強調知識結構的系統性和完備性，通常是按照學科的需要進行教學設計，以教學內容為驅動，容易忽視專業的實際需求。按照這種模式，計算機專業的畢業生通常只能被動地“適應”社會、行業、用人單位的真正需求，不能主動“滿足”。OBE則是完全不同的教育理念，其按照反向設計原則，圍繞實現預期學習產出成果來開展。OBE從計算機專業人才需求開始，由需求決定專業培養目標，由專業培養目標決定畢業要求，再由畢業要求決定專業課程體系[3]。OBE是反向設計、正向實施，“需求”既是起點又是終點，從而在最大程度上保證計算機專業教育目標與結果的一致性[3]。

為了提高本科生的培養質量、增加畢業生的就業競爭力，基于OBE理念對計算機專業人才培養方案進行調整勢在必行。為了使新的人才培養方案更加科學合理，在修訂前需要走訪知名IT企業和同類院校，根據調研結果對原有的培養方案進行修訂完善。在修訂過程中要始終堅持以市場需求為導向，按照工程教育專業認證、專業規范等標準，基于OBE教育理念，確定培養目標與畢業要求達成度，并對課程進行深度整合。此外，修訂后的培養方案要邀請校內外專家進行認證，聽取教育專家和企業家的意見和建議。按照上述方式，筆者制定了基于OBE理念的新人才培養方案，并應用于2016級計算機科學與技術專業。

2 人才培養機制的創新與實踐

2.1 掌握社會需求，找準專業定位

根據OBE的教學理念，社會對計算機專業人才的需求和專業的辦學定位是成果導向的綱領。然而，IT技術正在飛速發展，社會對IT類人才的需求也不斷變化。為了適應這種變化，計算機專業的培養目標和培養內容也要適時調整。只有對當前的社會需求了解清楚，才能夠制定科學合理的人才培養機制，培養出符合社會需求的人才。

目前，中國正在積極推進“中國制造2025”和“互聯網+”行動，物聯網、人工智能、移動互聯網、云計算、大數據等新一代網絡信息技術保持快速發展，逐步深入并融合到經濟社會各領域。世界主要國家已經開始采取行動謀求互聯網領域的競爭優勢，物聯網、人工智能、移動互聯網、云計算、大數據等領域的應用型人才已經成為當今社會最為緊缺的計算機人才。為適應社會需求，結合學校的辦學定位和辦學特色，筆者將專業定位為“石油化工行業導向和區域經濟社會導向的教學應用型計算機專業”，培養云計算、大數據、移動互聯網、人工智能等方向的應用型人才。

2.2 明確人才培養目標

為滿足當前社會對計算機專業人才的需求，教學應用型本科院校計算機專業人才培養的目標應定為職業性和工程技術應用型，在專業結構和課程設置中努力凸現“應用性”[4]。筆者將人才培養目標設定為：以國家和社會的需求為基準，以計算機技術的應用能力培養為中心，以“知識—能力—素養”為主線，致力于培養學生的專業技術能力、個人可持續發展能力、終生學習能力、創新意識和創業能力、團隊意識和溝通能力，造就人格健全、基礎扎實、實踐能力強和具有創新精神的應用型高級專業人才，使他們能在企事業單位、科研院所、中小企業(或自己創業)從事計算機相關的應用和開發工作。

2.3 制定畢業要求

在OBE模式的教育體系中，首先要明確學生畢業時應達到的能力及水平，其次要尋找科學的教育結構來保證學生能夠達到預期的目標[5]。文獻[6]指出實施OBE教育模式主要包括定義學習產出、實現學習產出、評估學習產出和使用學習產出，其中定義畢業生預期學習產出是首要的關鍵環節[7]。2015年，中國工程教育專業認證協會出臺了新的通用認證標準，要求專業制定的畢業要求必須完全覆蓋工程知識（要求1）、問題分析（要求2）、設計/開發解決方案（要求3）、研究（要求4）、使用現代工具（要求5）、工程與社會（要求6）、環境和可持續發展（要求7）、職業規范（要求8）、個人和團隊（要求9）、溝通（要求10）、項目管理（要求11）以及終身學習（要求12）等 12 條通用標準[8]。筆者依據自身特點和培養目標，對12條標準進行了細化，形成表1中的具體畢業要求。

表1 計算機科學與技術專業畢業要求(僅列3條)

2.4 構建應用型人才培養課程體系

課程體系既是實現培養目標的重要支撐，也是提高人才質量的核心[9]。根據能力培養目標，構建以通識素質教育與培養—學科基礎知識教育與培養—專業基礎與專業知識能力培養—素質拓展與創新創業能力培養為主線，以通識教育、專業基礎知識教學、專業技能知識教學、素質拓展、創新創業教育為基本模塊[3]，整合強化網絡應用軟件開發、移動互聯網應用開發、人工智能技術應用開發(機器人)、云計算大數據技術應用開發、石化智能信息系統應用開發等五大應用能力培養方向，形成了應用型計算機專業課程群（如圖1所示）。

圖1 課程體系結構

在圖1中，通用知識模塊和專業基礎知識模塊的課程是按照國家的相關要求以及計算機科學與技術專業標準設置，與其他高校相類似。專業技能知識模塊、素質拓展知識模塊和創新創業知識模塊是根據筆者所在高校實際情況進行設計的，是專業特色。

2.4.1 專業技能知識模塊

專業技能知識模塊以Java技術應用能力培養為主線，分為網絡應用軟件開發、移動互聯網應用開發、人工智能技術應用開發（機器人）、云計算大數據應用開發、石化智能信息系統應用開發5個方向：①網絡應用軟件開發方向主要以B/S架構的Web應用開發為主，將目前軟件企業中應用最為廣泛的Java EE軟件開發技術植入課程體系。該方向的主要課程有“Java面向對象與原理”“Java Web應用編程基礎”“Java開源框架技術”，這幾門課程的內容緊密相扣，循序漸進；②移動互聯網應用開發方向是為應對移動App開發成為當前IT領域中最為活躍的群體軟件開發技術之一的發展趨勢而設置的，主干課程包括“移動互聯網概述”“Andorid應用開發”和“HTML5應用開發”；③人工智能已經上升到國家戰略， IT行業急需優秀的人工智能人才，為此開設人工智能技術應用開發(機器人)方向，該方向的主干課程包括“人工智能技術”“機器學習”；④云計算大數據應用開發方向主要為滿足云計算大數據技術在互聯網行業大規模應用的人才需求，課程主要包括 “云計算導論”“云網絡組建與管理”“虛擬化技術應用”“云存儲技術應用”“云網絡與信息安全”“云計算維護與應用”“大數據挖掘、分析與應用”“云數據共享整合與應用”；⑤按照學校定位，結合專業特點，為發揮石化特色優勢，開設“石化智能信息系統應用開發”方向，方向主要培養石化行業信息化人才，主要課程包括“石化行業自動化技術”“ERP在石化行業中的應用”。

2.4.2 素質拓展知識模塊

素質拓展教育計劃有助于促進學生知識、能力和素質和諧發展，有助于提高在校大學生的人文素質和科學素質。筆者的專業培養方案要求學生在校期間除修滿專業教學計劃所規定的應修學分之外，還必須修滿4學分的素質拓展學分。素質拓展的內容和學分要求是“學術科技與專業技能（2學分）”“文化藝術與體育競技（1學分）”“社會實踐與志愿服務（1學分）”：學術科技與專業技能學分主要通過參加專業競賽、撰寫科研論文、開發計算機軟件、參加科學前沿講座等方式獲得；文化藝術與體育競技學分主要通過參加體育項目競賽、才藝大賽、征文比賽等方式獲得；社會實踐與志愿服務主要通過青年志愿者活動、假期社會實踐活動、學生機構服務工作等方式獲得。

2.4.3 創新創業知識模塊

創新創業教育是為貫徹落實《教育部關于大力推進高等學校創新創業教育和大學生自主創業工作的意見》而設置的課程模塊，以促進創新、創業和管理高層次人才的培養[10]。該模塊的課程主要包括“準職業人導向訓練”“職業定位與發展”“創業基礎”“創新思維”“求職能力提升”，共計11學分，分別在1～7學期授課，其中“準職業人導向訓練”“職業定位與發展”各上2個學期。

2.5 建立課程與畢業設計要求的關系矩陣

各課程模塊相互融合、相互關聯，遵循教育教學規律，具有內在邏輯性和連續性。建立每門課程與畢業要求的相關性矩陣（見表2），課程設置與能力培養的匹配度好。由此所構建的課程體系，完全可以消除不同課程之間內容的重復，也是一種比較優化的課程體系，從而實現對教學內容整體的優化[3]。

表2 計算機科學與技術專業課程與畢業要求的關系矩陣(僅列6門課)

2.6 完善應用型人才實踐教學體系

應用型人才不僅應具有扎實的理論知識，還應該具有較強的實踐動手能力。實踐教學是培養應用型人才工程應用能力的必經之路。 OBE教育理念十分關注實踐教學環節，要求專業重視實踐教學的改革研究與實踐，積極搭建與畢業要求相適應的實踐教學平臺。通過構建“基本技能訓練—實踐能力訓練—綜合能力訓練”的理論與實踐緊密結合、循序漸進的科學合理的實踐教學體系，切實提高學生的實踐應用能力。新的培養方案中除了36學時的獨立課程實驗外，集中實踐環節有47周，主要包括“程序設計集中上機（1周）”“數據結構綜合實訓（1周）”“認識實習（1周）”“創新實踐周（1周）”“Java面向對象綜合實訓（1周）”“數據庫原理綜合實訓（1周）”“操作系統綜合實訓（1周）”“Java Web應用綜合實訓（1周）”“Android應用開發綜合實訓（1周）”“計算機組成原理綜合實訓（1周）”“Java開源框架綜合實訓（1周）”“云服務開發與應用實訓（2周）”“桌面云部署與實施實訓（1周）”“大數據應用綜合實訓（2周）”“軟件工程綜合實訓（1周）”“專業實習（1周）”“ICT工程訓練（8周）”“畢業實習（2周）”“畢業設計（15周）” 等實踐教學內容，既滿足計算機應用能力的培養要求，也滿足計算機科學與技術專業教學指導委員會對計算機專業工程實踐環節的要求。

2.7 組建專業的校企合作團隊

工程應用型人才培養師資力量不足是地方應用型本科院校普遍存在的問題。部分教師尤其是中老年教師，雖然專業理論知識扎實、理論教學經驗豐富，但缺乏工程訓練，對工程知識的教學能力有所欠缺，這不利于OBE教育模式的實施。通過校企合作共建，不斷充實專業“雙師”型教師隊伍是解決這個問題的一個有效途徑。一方面，研究組建立企業師資團隊，由具有豐富工程實施經驗的項目經理、高級工程師和技術專家擔任專業課講師，并與專業教師聯合制定并優化完善人才培養方案，共同開發教材、建設精品課程、建設實踐平臺。另一方面，采用企業特色的教務管理、能力培養模式，通過校企聯合教學以及集體備課、隨堂聽課，試講觀摩、內部培訓、教學方法聯合創新、教學經驗交流等多種教學研討活動，還通過企業實踐見習與工程師培訓，不斷提高教師的實踐教學能力。

2016年，筆者所在院系與中興通訊公司在人才培養方面達成合作協議，共同培養計算機專業的學生。在圖1的課程體系中，學校專業教師主講通識課程、專業基礎課程和部分專業技能課程，中興通訊公司工程師主講專業技能理論課程和創新創業課程，如“云計算導論”“云網絡組建與管理”“虛擬化技術應用”“云存儲技術應用”“云網絡與信息安全”“云計算維護與應用”“大數據挖掘、分析與應用”“云數據共享整合與應用”“云服務開發與應用實訓”“桌面云部署與實施實訓”“大數據應用綜合實訓”“ICT工程訓練”“準職業人導向訓練”“職業定位與發展”“創業基礎”“創新思維”“求職能力提升”等。通過專業的校企合作團隊給學生授課，使學生從學校專業教師獲取理論知識、從企業教師獲得實踐經驗，最終使學生計算機工程應用能力得到進一步提高。

3 結語

OBE教學理念已經得到國內外教育界的廣泛認可，借鑒該理念有助于深化理解計算機專業認證標準和教學質量要素的內涵與要求，實施該理念有助于優化教學資源的配置、規范培養過程，有助于學生的發展。廣東石油化工學院計算機科學與技術專業基于OBE教育理念的應用型人才培養機制改革已經進行了3年，取得了一定效果，但是改革之路并非一帆風順，比如有部分教師存在抵觸心理。然而，很多兄弟院校的成功經驗和當前大學教育的發展趨勢告訴我們，基于OBE教學理念的培養機制改革是正確的、可行的，也是必經之路。只要堅持使用OBE教育理念來指導專業的建設，相信改革一定會取得成功，計算機科學與技術專業也將會順利通過工程教育專業認證。