成果導向的民航特色計算機專業實踐教學思考

曹衛東，王 紅

（中國民航大學 計算機科學與技術學院，天津 300300）

0 引 言

通過工程教育專業認證是工科專業教育教學改革的首要目標。當今世界正處于以智能化與信息化為特征的第四次工業革命的開端。互聯網、大數據、云計算以及人工智能迅猛發展，與此同時，中國民航信息化建設也是日新月異，機場、航空公司和空管等民航重要領域都離不開信息化的建設與管理。由此給中國民航大學計算機學院的人才培養產出帶來了前所未有的機遇和廣闊的空間。然而，計算機專業屬于國內大工科專業，專業點高達2 600 多個[1]，人才培養質量如何有效滿足社會多樣化需求一直以來就是高校計算機專業人才培養與競爭的熱點問題，作為行業院校的計算機專業，如何依托中國民航背景，以工程教育專業認證標準為向導，提高民航特色計算機專業建設水平，為行業為社會提供合格畢業生，是關系到學院在激烈的市場競爭中生存發展、改進提高的首要問題。

隨著工程教育認證的逐步展開，推進新工科背景下的計算機類專業課程教學改革，確定新的課程目標與內容，并將以學生為中心和面向產出的教學實踐落到實處已成為當前教學活動中迫切需要解決的問題[2]。工程教育專業認證要求工學畢業生要具備解決復雜工程問題的能力，實踐教學是其不可或缺的課程建設的重要環節。

1 計算機專業實踐相關教學現狀分析

傳統教學關注教師“教得好”，高校教學評估時會檢查教師教學情況，包括教學大綱落實情況、教師教學課件及教案的準備情況、學生考試卷面情況、實驗考核成績等，但對學生學習的應用能力效果關注度不夠，對照工程教育專業認證要求，就實踐教學來講，存在如下問題：①教和學重理論輕實踐。教學大綱、課程內容、教學方法、教學手段等圍繞理論教學較多，期末筆試成績以大比例占學期綜合成績；而實驗課更多的是配合理論教學，側重課堂概念的理解與消化、知識點的鞏固等，雖然有專門的綜合實踐環節，比如課程設計，但考核普遍采取提交大作業、設計報告等形式。分數導向下，學生缺乏實踐熱情，依賴性強，主動實踐、積極創新的意識薄弱。②實踐教學工程效果不理想。實驗課更多地落實在學生會使用工具，完成練習題要求的功能操作，綜合實驗設計，多是完成實驗教學擬定題目，與生產實際結合的不夠緊密。學生是否能夠將學到的理論很好地應用到工程中，熟練地使用工具解決源于企業的實際問題這個重要目標，沒有充分的落實手段。③具有工程經驗的教師不足。師資隊伍中具備工程背景和工程經驗的教師比例嚴重偏低，當前高校教師人才引進普遍存在的問題是重點關注學歷學位，對于工程經歷幾乎沒有要求。④民航特色體現不明顯。民航企業背景、實際應用需求正是學生得以接觸工程情境中復雜工程問題的來源，作為行業院校的計算機專業，民航大學計算機專業目前教學還存在缺乏豐富的企業實際場景，知識結構單一，民航特色不足等問題。

2 行業特色計算機專業實踐教學改革思路

成果導向（Outcome Based Education，簡稱OBE）要求學科專業建設要主動對接經濟社會發展需求，科學合理設定人才培養目標，完善人才培養方案，優化課程設置，更新教學內容，切實提高人才培養的目標達成度、社會適應度、條件保障度以及結果滿意度[3]。要求把全體學生學習成果作為關注的焦點，需要從傳統的注重教師“教得好”向學生“學得好”轉變。

教學質量評價注重學生學習成果、學生能力的提升。

成果導向的落實要體現在教學的全過程，培養標準要使學生成為行業企業需要的人才，課程體系要成為培養標準實現的平臺，教學組織和方法、教師隊伍建設、教育教學資源配置等要有利于學生能力和素質的培養等，以至于所有的教育教學活動都朝著達到培養標準和實現培養目標的方向努力[4]。

圍繞學生中心、成果導向的民航行業特色的計算機專業實踐教學改革，要保證學生取得特定的學習成果，強化學生的工程能力和創新能力，民航企業深度參與培養過程是一個必不可少的重要環節。

2.1 校企聯合特色的課程體系

課程體系是教學內容和進程的總和，是保障教育質量的關鍵。學校是教育實施的主體，企業是畢業生的用人單位，工程教育認證的目的之一就是促進工程教育與行業企業的聯系與合作，增強工程人才培養對經濟社會發展的適應性，對企業的適應性，同時要求關注學生在畢業5 年左右預期能夠取得的成就，其意義在于通過工程教育認證的專業能夠有力地向潛在用人單位表明其達到了相關層次和類型工程人才培養的基本要求，這不僅有利于專業畢業生就業，而且有利于該專業未來生源的吸引[5]。因此，面向工程教育認證的成果導向的高等工程教育培養方案離不開企業的參與，高校培養目標要對接企業需求，并與企業共同制定培養方案，甚至是共同建設課程體系和教學內容，共同參與教學質量的評價，校企優勢互補，直接受益者是高校畢業生。

計算機專業課程體系包括通識教育、基礎教育、專業教育以及實踐性教學，在課程類型方面，有人文社會科學類課程、數學與自然科學類課程、專業基礎類課程、專業類課程以及工程實踐與畢業設計等類型，同時明確規定了各類課程的性質和作用以及各類課程的占比，然而，它缺乏行業工程內涵，缺乏企業實踐，其根本是缺乏行業企業的參與。

具有民航特色的計算機專業課程體系改進思路是借助民航行業背景，校企聯合創新人才培養基地建設以及產學研結合等多種方式，在多環節引入企業參與。改進的計算機專業特色課程體系如圖1 所示。其中*所標注的是企業可參與的建設環節。具體講就是可以在通識教育的通識選修課、專業教育的專業選修課、實踐性教學的課程設計、創新創業實踐、企業實習、畢業設計等環節加入企業的參與。例如通識選修課中的民航概論、民航信息系統概論等；專業核心課程中的數據庫系統原理、軟件工程教學案例等；專業選修課中的人工智能、多媒體技術和網絡安全技術等課程也都可以結合民航企業當前發展需求設計教學案例；而實踐性教學中除理論課配備的基礎實驗外，其他各環節無疑都可加入行業元素。

圖1 校企聯合特色課程體系圖

2.2 校企聯合的實踐基地

在校企聯合行業特色課程體系建設基礎上，實踐性教學所包括的課程設計、創新創業實踐、畢業設計等都是學生學以致用的恰當環節。綜合的設計實踐旨在培養學生解決復雜工程問題的能力，如操作動手能力、理論結合實際的應用能力、問題驅動的模型構建能力、創新思維能力、團隊合作能力等，而源于企業實際問題的相關課題正是學生很好的實戰演練素材。然而，目前面臨的關鍵問題就是缺乏這類實戰課題。校企聯合實踐基地建設為此提供了很好的解決方案，將有力補充學校課堂工程實踐不足狀況。

校企聯合實踐基地建設，學校提供實驗室、實驗設備、師資，行業企業提供企業需求、實驗素材、企業導師。校企聯合優勢互補，凝練工程問題申報科研項目。學校方面，復雜工程問題來源于企業實際工程情境，不是課堂教學所能夠杜撰出來的，聯合實驗實習基地能充分彌補這方面的不足，通過教師科研課題，帶動師生企業調研，深入了解企業，將行業企業工程問題融入到課程設計、綜合實驗、生產實習、畢業設計、創新創業等實踐教學環節中。學生獲得真實的工程實踐情境，立足產業維度，深化產學研結合，培養學生解決復雜工程問題的能力[6]；企業方面，利用大學的科研優勢，通過技術聯合，人才聯合培養提升企業自身的核心競爭力。

結合教師參與的民航科研項目，民航大學計算機學院搭建了民航信息系統仿真平臺，包括機場信息仿真系統、航空貨運地面處理仿真系統、航空公司運行控制仿真系統、民航訂座/離港仿真系統和機務維修仿真系統。統計表明，伴隨著平臺的建設，在大學生創新創業實踐和畢業設計環節等，民航相關課題學生參與人數明顯增加，帶動了學生了解民航，熟悉業務，有助于提升其分析、研究、解決企業復雜工程問題的能力。進一步的企業調研反映，民航信息管理相關單位對軟件開發、網絡管理、數據分析、人工智能研發、大數據存儲與處理等人才具有迫切的需求，校企聯合實踐基地建設具有廣泛的前景。

2.3 實踐教學考評機制多樣化

學生重理論輕實踐的客觀原因之一是理論課考評機制完善，實踐課考評機制缺乏嚴格有效的方式。實踐教學多以大作業的方式完成考核，導致學生的重視程度不夠，難以滿足預期的效果，因此需要改進實踐教學考評機制。根據實踐課程的特點，應從單一只關注結果的大作業考核形式轉變為既關注結果也關注過程的考評，考評要同時體現實踐過程和實踐成果，鼓勵學生主動學習，創新思維。這樣就需要多樣化的實踐教學考評機制，可以采取即時評價與階段評價相結合、操作答辯與論文報告相結合、學校考評與企業評價相結合、學校考試與權威專業證書考試成績加權計算綜合考評成績等方式。具體課程可以根據其自身特點和現有條件靈活運用上述方式。

民航大學計算機學院的實踐教學數據庫系統課程設計，近年來在逐步探索這種綜合考評模式。該課程要求學生完成一個小型數據庫應用課題的開發。更改了以往單一的大作業考評方式，采取了即時評價與階段評價相結合、操作答辯與論文報告相結合的方式，學期綜合成績由平時成績（占比10%）、期中考核（占比20%）、期末考核（占比70%）構成。其中平時成績關注學生實驗出勤情況、每次實驗前的準備情況以及教師隨堂講解內容的落實情況；期中考核則檢查學生完成設計所需新工具的熟悉情況，采取教師、學生一對一檢查方式，教師隨機提問，學生即時操作演示回答問題，這個環節旨在督催學生通過課堂學習和自學掌握必備的開發工具，為完成設計課題奠定基礎；期末考核又包括操作答辯與論文報告兩部分，各占期末成績的50%。操作答辯與期中考核形式上類似，但每個學生需要向教師展示課題整體設計成果及創新點，答辯通過之后再完成課題論文報告。近幾年實施結果表明，這種綜合的實踐教學考評方式，能夠引導同學挖掘潛力、主動學習、勤于思考、勇于創新，收到了較好的教學效果。

2.4 師資隊伍建設

學生中心理念強調改變傳統的以教師教為主的課堂模式為以學生學為主的新模式，對于教師提出了更高的要求，教師的任務不僅是落實教學大綱，落實課堂教學計劃，而是需要進一步關注學生學習成果。為達到工程教育專業認證的要求，教師需要有豐富的工程實踐經驗以及卓越的實踐教學能力。

成果導向的民航特色計算機專業實踐教學，迫切需要具有企業工程實踐經驗的教師，根據現有條件可以從如下的幾個方面考慮：①積極引進具有工程背景的雙師型教師人才，不僅要求學歷、學位，更要看中企業工作經歷；②可以從民航企業聘請具有豐富工程實踐經驗的技術人員和管理人員擔任學校的兼職教師；③對目前在校的教師，特別是年輕教師，實行民航企業實習輪崗制，充分利用學校現有的青年教師資源，這些人大多是博士，具有很好的學習能力，可以以課程組為單位，輪流參加企業實踐，時間不能少于1年。以民航大學為例，目前青年教師確有1～2 個月的企業掛職鍛煉，但可以說是走馬觀花，一個多月的實習，環境還沒有熟悉，就結束了，不能達到預期的目的。進一步，教師如果能帶著行業項目參加實習，帶著問題去實踐，將會起到更好的效果；④學校的政策導向，如教師考核職稱評審，從側重評價理論研究水平轉向理論研究與工程實踐并重，評價工程項目設計、專利、產學合作等方面，專業教師要求有相關專業的國家工程師任職資格，取得行業資質證書等，同時鼓勵在職教師與企業合作承擔工程項目，帶動產學研深層次的融合。

3 結 語

滿足工程教育專業認證要求，建設民航特色計算機專業，實踐教學不能僅僅依靠傳統的教學實驗環節，還需要在與之相匹配的培養目標指導下，根據成果導向的核心理念，完善實踐教學體系，在專業課程體系建設中將指標功能分解，逐層落實。通過校企聯合課程體系建設，實踐基地建設，靈活多樣的考評機制，師資隊伍建設，教學環境的資源保障以及民航企業實習實訓等，讓學生參與真實場景，分析解決企業實際復雜工程問題，是必不可少的關鍵環節。如何讓每位教師深入理解所授課程對于工程教育認證的支撐，進而積極投入予以落實，將是改革思路確認后的工作重點。