計算機專業應用型人才“五元”創新培養機制的研究與實踐

李啟銳，符秋麗，何杰光

（廣東石油化工學院 計算機學院，廣東 茂名 525000）

0 引言

現代IT 行業的快速發展對計算機專業人才培養提出了更高的要求[1]。原有人才培養模式存在不少弊端，主要表現為缺乏工程應用能力訓練，與最新IT 應用技術脫節，無法動態適應現代IT 行業快速發展新形勢[2-3]。“五元”創新培養機制以培養構建、維護和使用計算系統實現特定問題的求解為目標[4]，以立足地方、面向應用、突出特色為原則[5]，優化課程體系，加強學生實踐創新能力培養和師資隊伍建設，著力培養計算機應用型高級人才[6]。

1 “五元”應用型人才特色培養方案

所謂“五元”培養方案，是指按照現代IT 行業對人力資源的需求和學校石化特色，在原有網絡應用軟件開發課程模塊的基礎上進一步優化課程體系，構建網絡應用軟件開發、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五大課程教學模塊群。各課程群相互融合，互相關聯，遵循教育教學規律，具有內在邏輯性和連續性。課程群以程序設計基礎、數據結構與算法、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統、數據庫系統、軟件工程等專業基礎課為核心課程[7]，以此為基礎在不同培養方向上進行擴展。

1.1 網絡應用軟件開發課程群

網絡應用軟件開發是2010 年后非常流行的軟件開發技術，主要以B/S 架構為主。Java 開源框架技術在IT 領域開始了廣泛的應用。為了有效地提升學生專業技術能力和職業素養，提高人才培養的針對性和時效性[8]，開設基于Java 技術的網絡應用軟件開發系列課程，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。該模塊按照4 個階段進行階段性教學，每個階段教學內容各有側重并逐步提高，見表1。第1 階段和第2 階段是基礎性教學階段，教學內容較穩定；第3 階段和第4 階段是現代Java 技術的具體應用教學，按照IT 技術發展情況持續更新教學內容，確保學生掌握最新的流行技術。

表1 以Java技術為主線的4階段教學內容

網絡應用軟件開發方向是我們專業最早開始的以Java 為主線的人才培養方向。該方向緊跟當前IT 發展潮流，講授的知識既有廣度又有深度，涉及的教學內容超過了一般院校甚至某些專業培訓機構的授課范圍。經過4 階段的培養，學生的實踐動手能力得到很大提高，畢業后基本不需要接受崗前培訓就能夠使用Java 技術開發網絡應用系統軟件。近年來，該方向已經為社會培養了一大批優秀的Java 軟件開發工程師。

1.2 移動互聯網應用開發課程群

隨著移動終端的普及，移動App 開發、微信小程序是當前IT 領域中最為活躍的群體軟件開發技術之一。為了使學生能夠了解和掌握移動開發技術，新增移動互聯網應用開發方向，從教學團隊、課程體系、教學方法、實踐教學等環節進行配套建設和改革。該方向的課程模塊以Java 面向對象與原理為基礎，以移動互聯網概述為引導，分設移動App 原生態開發（支撐課程：Andorid 應用開發）和前端框架快速開發（支撐課程：HTML5）兩個子方向，順應開源社區與群體軟件的IT 領域發展潮流，為Android Market和 App Store 開發培養產品設計師、軟件開發工程師、數據工程師及App 產品銷售工程師。

1.3 人工智能技術應用開發（石化機器人）課程群

隨著人工智能國家發展戰略的提出，人工智能方面的科學研究、技術應用發展非常迅猛。為IT 行業提供急需優秀的人工智能人才，以進一步釋放機器計算和機器學習技術的巨大潛能，我們開設人工智能技術應用開發（石化機器人）方向。該方向理論性較強，需要有較好的數學基礎和邏輯推理能力，并應具備一定的編程能力以完成實驗和應用開發。因此，進一步加強通識課程模塊中數學等相關課程的支撐力度，開設離散數學、人工智能技術課程培養邏輯推理能力；開設高級語言程序設計和Python 語言程序設計提高編程能力。通過系列課程的學習和實踐訓練，培養學生的人工智能應用潛能，給學生更多的創新和發展空間。

1.4 云計算大數據技術應用開發課程群

云計算是繼個人計算機、互聯網之后的第三次IT 浪潮，它將傳統的資源提供方式和用戶使用方式徹底地顛覆，并帶來IT 行業的重大變革和深度產業整合。很多高校為此專門開設了云計算大數據專業，甚至成立了云計算大數據學院。為了適應云計算發展需要，開設云計算大數據應用開發方向。該方向課程模塊主要由面向對象原理與Java 實踐、云計算導論、大數據導論等課程組成。經過嚴格的學習和訓練，使得畢業生能夠勝任該領域的產品研發、系統部署等工作，適應全球化的企業用人需求。

1.5 石化智能信息系統應用開發課程群

作為華南地區唯一石油化工特色高校，按照學校“石油化工行業導向、區域經濟社會導向”的辦學理念，結合專業特點，開設石化智能信息系統應用開發方向。該方向設置與石化行業信息化相關的理論課程和實踐環節，確保畢業生具備石化系統基礎知識，培養出符合石化產業的IT類應用人才。石化行業自動化技術、ERP 在石化行業中的應用課程將專業技術與石化技術相結合，彰顯專業的石化特色。

通過5 個方向課程模塊群的開發和建設，一方面可以豐富課程知識體系，另一方面為更新融合最新IT 技術提供基礎和保障。“五元”之間相互融合，相互關聯，實現多階段、多層次遞進式的多樣化人才培養。

2 基于“五元”創新融合的學生課外科技創新協同培育體系

課外科技活動能有效促進學生創新能力的培養和實踐能力的提高，在應用型人才培養體系中得到廣泛的認可與重視[9]。與“五元”應用型人才課程體系相對應，應設計一套基于“五元”創新融合的學生課外科技創新協同培育體系。該體系利用課外科技活動這一重要載體，優化整合現有基礎，形成以實驗平臺為條件、以科研立項為訓練途徑、以參加科技競賽為檢驗手段、以發表學術論文為創新水平標志的學生課外科技創新協同培育體系。

2.1 建設創新創業實踐平臺，按照平臺管理鍛煉團隊精神

大學生創新創業實踐平臺和課外科技活動平臺，可以有效培養學生的科研興趣，激發學生的創新思維和創新意識，全面提升學生的專業應用能力，因此，通過整合多方資源，成立多個大學生創新創業實踐平臺；通過開放專業實驗室，為教師、學生開展課外科技活動提供交流平臺。其中，創新創業實踐平臺采取實驗室負責人制度、項目負責人制度等方式落實責任。實踐平臺按照所在實驗室進行分開管理，由實驗室負責人負責實驗室人員招新、考核、實驗室日常管理、實驗項目設計等工作。在具體項目上，由項目負責人組建項目團隊，并向指導老師匯報項目建設情況。指導老師主要對創新創業項目進行評估、跟進和指導。實行這種管理機制，實踐工作不再限于時間的約束，學生也可以在教師不參與的情況下主動增強實踐能力，為未來的崗位技能打好基礎[10]。近年來建設的實踐平臺和主要的研究項目情況見表2。

2.2 建立技術小組，按照項目推進訓練技術能力

通過開展社會實踐的項目化運作，把教學、科研和社會實踐有機結合起來，積極引導學生結合專業特色和教師的科研項目開展各類科技創新和項目調研活動，是提高學生專業實踐應用能力的另外一種有效途徑。為此，根據“五元”人才培養機制的要求，先后成立Java Web 應用技術小組、云技術大數據研究小組、足球機器人智能對抗小組、石化防腐軟件開發小組和移動終端APP開發應用小組，為學生的專業技術課外實踐提供條件。這些科技小組均有教師的相關科研項目支撐，通過制定相應的獎勵政策，鼓勵相關教師吸收有興趣的學生參與各種科技研發團隊當中。

2.3 以項目、學科競賽為驅動，培養創新創業潛力

申報大學生創新創業項目、參加學科競賽、申請專利、發表論文是培養學生創新創業能力和學術研究能力的最直接方式。取得的成果和獎項則是展現學生課外科技創新協同培育效果的最直觀體現。為了檢驗協同培育效果，將學生的創新創業能力轉變為成果，通過鼓勵學生積極申報和參與科技創新項目、學科競賽項目、發表學術論文和申請專利，并給他們提供有力的實驗環境保障。

表2 “五元”創新培養機制的課外協同培養資源情況

3 服務于“五元”創新培養機制的具有石化特色的雙師型師資隊伍

建設一支師德高尚、結構優良、業務精湛、富有活力的“雙師型”師資隊伍是培養應用型創新人才，實現可持續發展的基礎和保證。在“五元”創新培養機制實施過程中需要大量雙師型教師。但是，目前雙師型教師資源缺乏現象比較明顯[11]，需要采取多種有效措施打造一支水平高、能力強、素質精、有特色的應用型師資隊伍。

3.1 加強師資引進和培養，確保培養模式順利實施

習近平總書記說過，人才是第一資源。當前，各大高校都在加大力度引進人才，人才的競爭非常劇烈。如何穩定和培養計算機雙師型教師隊伍，提高教師的綜合素質，對“五元”人才培養模式的順利實施至關重要。為此，學校出臺了許多優惠政策和措施，學院規劃了較全面的師資引進方案，通過出訪交流、同行引薦、登門求賢等多種途徑加強青年博士，尤其具有企業經歷的年輕博士的引進工作，效果明顯。與此同時，也利用寒暑假選派教師到國際知名認證培訓機構參加短期技能培訓，提升教師能力，使部分教師達到網絡應用開發高級工程師、全國信息化工程師、移動開發工程師等水平。通過外引內培，有效解決了“雙師型”教師短缺的問題，保證了“五元”創新培養機制所需的教師隊伍，確保學生應用創新能力的培養。

同時，在“五元”創新培養機制實施中，由于“五元”課程群契合現代IT 行業需要，實踐內容緊密聯系實際行業項目，“五元”培養機制也反過來促進了一般教師向雙師型教師的轉變和升級。

3.2 注重教學科研團隊建設，形成科研促進教學、教學帶動科研的良好氛圍

教學離不開科研，科研推動教學，為教學提供源源不斷的更新的教學內容。同樣的，科研也離不開教學，教學可以促進科研，為科學提供基礎學科理論知識和問題。兩者相輔相成，必須將他們統一起來。按照“五元”創新機制課程模塊設置，根據各教師的科研方向，組建網絡應用軟件技術、人工智能技術（機器人）、移動互聯網技術、云計算大數據技術、石化智能信息系統5 個教學科研團隊。通過將團隊的科研項目研究內容、技術與課程教學內容在課堂上進行融會貫通，極大地促進了學生的學習興趣。例如，網絡應用軟件技術團隊的老師在講授Java Web 原理課程時，把正在開發網絡應用軟件的科研成果充實到教學環節中，教學內容新穎契合行業趨勢，教學方法突顯應用實踐的本質，生動高效。同時，教師和學生也可以用在教學過程中掌握的Java Web 原理知識和最新的開發技術指導項目的研發，真正形成了產學研知識鏈的傳遞。

3.3 服務石化行業，建設培養具有石化行業特征鮮明的師資隊伍

我國的高校同質化現象嚴重，需要走特色發展的道路。計算機專業作為布點數量最多的專業之一，也必須走特色發展道路。為此，我們秉承“因油而生、為油奉獻”的學校辦學理念，以學生培養為核心，聚焦石化行業共性關鍵技術研發，建立起教師工程師團隊，開辟了一條工程應用型人才培養與產業需求接軌、學生工程實踐及創新能力顯著提升的有效途徑。憑借學校鄰近國家特大型石化企業——中國石化集團茂名石化分公司的地域優勢和市場服務優勢，我們與茂名石化公司達成多項產學研合作項目和技術研究項目，例如煉廠裝置腐蝕信息綜合分析系統研發、化工裝置腐蝕信息綜合分析系統研發、乙烯裂解爐管外表面熱點監測與智能分析系統和石化裝置爬壁機器人研發等。依托這一系列項目，培養有能力的師資隊伍，吸納一大批計算機專業學生參與研究與開發，使得他們的開發經驗具有很強的石化背景，使本專業學生凸顯石化行業信息化應用優勢。

4 實踐效果

經過多年的研究與實踐，計算機應用型人才“五元”創新培養機制不斷優化和成熟，取得了良好的教學成果。在該機制的培養下，學生的知識結構更加合理，實踐動手能力提高明顯，創新意識得到激發，學風改善明顯，教學質量明顯提高。

4.1 畢業設計質量明顯改善，畢業生就業質量顯著提高

由于本機制應用型“五元”創新人才特色明顯，畢業設計中的工程應用性的題目比例逐年增加，目前已達到96.5%。2019 年的畢業設計中，有20%的題目來源于老師的科研項目，達到了歷屆的最高水平。畢業設計質量也得到提高，成績優良學生的比例也大大提高。

畢業生的就業率、就業質量相比前幾屆有了顯著提高。在已有的畢業生中，不少學生受到用人單位的歡迎和高度評價，有的已經成為公司的技術骨干和項目負責人；用人單位非常滿意學生的創新能力，肯定學校的培養效果。

4.2 學生的課外實踐能力和創新能力明顯提升

“五元”創新培養機制對學生的訓練也起到了立竿見影的作用，計算機專業學生的課外學科競賽取得了優異成績，在諸如全國足球機器人大賽、“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽、廣東省“高校杯”軟件設計大賽、“挑戰杯”廣東省大學生課外學術科技作品競賽等知名專業技術競賽中獲得獎勵。通過建立學生課外科技創新協同培育體系，極大地促進了學生學習興趣、科研意識和創新意識。在今年的“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽中，我們首次獲得廣東省特等獎獎勵。

4.3 師資隊伍建設效果良好

“五元”創新培養機制對雙師型教師隊伍的帶動作用下，計算機專業的師資結構得到了很好的改善，在學歷、職稱、科研、教研水平等方面都有了很大提高。近5 年，我們專業有2 人晉升教授，7 人晉升副教授，雙師型教師數量逐年提高，獲得包括國家自然科學基金等省級以上科研項目立項18 項，省級教改項目立項4 項，在計算機專業教學改革方面產生了較大影響。

5 結語

“五元”創新培養機制很好地解決了計算機類專業人才知識、能力、素質有效融合問題，培養的學生應用能力得到了很大提升，深受學生和老師的重視和歡迎，為社會培養了大批應用技術人才。在2018 年學校組織的教學評估中，評估組專家對這一培養機制給予了高度的評價，認為是極具特色且效果良好，值得向同類型的學校推廣。由于培養效果顯著，計算機應用型人才“五元”創新培養機制獲得了我校2017 年度和2019年度的教學成果獎。