計算機科學與技術卓越人才培養體系構建及實踐

2020-05-25 02:30:57袁國武楊旭濤岳昆張學杰錢文華丁海燕

軟件導刊 2020年2期

袁國武楊旭濤岳昆張學杰錢文華丁海燕

摘要：計算機科學與技術專業卓越人才培養是當前“新工科”建設的重要組成部分。針對人才培養中存在的問題，以云南大學為例，闡述了計算機科學與技術專業卓越人才培養體系的構建思路與具體做法。通過設置3個特色課程群，實現學生個性化分類培養;通過校企合作協同育人項目，讓行業企業深度參與培養過程，使學生成為行業認可的人才;通過中國計算機學會組織的計算機軟件能力認證（CCF CSP），實現對計算機專業學生程序設計能力的標準化培養;通過實習基地和創新基地建設，朝著以學生為中心的“做中學”轉變，強化培養學生的工程能力和創新能力。經過多年實踐，取得了一些經驗，可為相關高校提供借鑒。

關鍵詞：計算機科學與技術;卓越人才培養;課程群;校企合作協同育人;計算機軟件能力認證

DOI：10. 11907/rjdk. 191993 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2020）002-0160-04

英標：Construction and Practice of Excellence Talent Training System for Computer Science and Technology

英作：YUAN Guo-wu， YANG Xu-tao， YUE Kun， ZHANG Xue-jie， QIAN Wen-hua， DING Hai-yan

英單：（School of Information Science & Engineering， Yunnan University， Kunming 650504， China）

Abstract： The training of excellent talents in computer science and technology is an important part of the Emerging Engineering Education. In view of the existing problems， taking the computer science and technology of Yunnan University as an example， we expound the ideas and methods of training excellent talents in this paper. By setting up three course groups， the individualized classified training of students can be realized. Through school-enterprise cooperation and education project， the industry enterprises deeply participate in the training process， and the students become industry-recognized talents. Through Certified Software Professional （CSP） organized by Chinese Computer Federation （CCF）， talents are trained according to industry standards. Through the construction of practice and innovation base， we will change to the mode of ‘learning by doing， and strengthen the cultivation of students engineering and innovation ability. Through many years of practices， some experience has been gained， which can provide reference for relevant universities.

Key Words： computer science and technology; excellent talent training; curriculum group; collaborative education based on school-enterprise cooperation; certified software professional

0 引言

2010年6月，教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”，這是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，旨在培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才[1-2]。

云南大學于1984年成立云南省內高校第一個計算機科學系，經過30多年建設，于2008年入選國家級特色專業建設項目，2016年入選云南省“八大重點產業”引領品牌專業，2017年入選云南省卓越工程師培養計劃，是云南省唯一的計算機類國家級特色專業和重點本科專業。目標是把該專業建設成為云南省計算機技術高層次專門人才培養的重要基地，為云南省相關高校的類似專業建設和改革起到示范和帶動作用。

近年來，很多院校開始對計算機科學與技術專業卓越人才培養開展改革實踐，主要包括：東華大學黃利利等[3]構建了以創新創業實踐能力為目標的計算機專業卓越工程師人才培養體系;長春工業大學于超等[4]針對獨立學院計算機專業人才培養模式與企業實際需求存在差距的問題，提出圍繞“互聯網+”平臺建設的計算機專業卓越人才培養模式;山東理工大學姜桂洪等[5]通過分析卓越計劃的特點與主要內容，結合計算機專業近年來的卓越計劃試點教學實踐，對實施卓越計劃的培養模式進行了探討;淮陰工學院趙建洋等[6]結合地方經濟建設對計算機卓越人才需求，探索并實踐了拓展內涵融合創業的計算機卓越人才培養新模式;山東理工大學趙光遠等[7]對計算機專業卓越人才培養目標、培養方案、實踐基地建設、教學團隊建設、學生個性化培養機制等進行全面探索與實踐;桂林電子科技大學張凈等[8]以工程教育專業認證為載體，構建計算機卓越人才實踐教學管理體系;西安郵電大學王春梅等[9]通過優化整合理論知識和課程，利用企業項目研發與管理經驗等優勢，將理論與實踐充分結合起來，增強學生分析、解決工程實際問題的能力及創新意識;重慶理工大學劉小洋等[10]通過重構教學體系、構建STE協同創新團隊、深化校企合作、實施個性化定制培養等措施，著力提升學生的專業核心能力與工程實踐能力。

但是，這些研究對計算機科學與技術卓越人才培養體系的建設還不太完善，改革還不夠系統，仍有改進空間。本文以培養計算機科學與技術專業個性化、行業化、標準化、創新化人才為目標，通過引入課程群分類培養、校企合作協同育人、計算機職業資格認證、校內實習基地和創新基地建設為手段，進行計算機科學與技術卓越人才培養的實踐與探索，經過不懈努力，在專業建設、人才培養上取得了明顯成效。

1 卓越人才培養體系構建思路

卓越人才培養計劃具有3大特點：①行業企業深度參與培養過程;②學校按通用標準和行業標準培養工程人才;③強化培養學生的工程能力和創新能力[1]。對照卓越人才培養的基本要求，傳統的計算機專業人才培養模式存在以下需要解決的問題：①沒有實現學生的個性化培養。計算機專業知識體系繁多，畢業學生知識雜而不專，沒有給學生足夠的選擇權，培養的學生缺乏擅長的專業方向;②沒有緊密結合企業要求進行人才培養。由于計算機產業發展迅速，需要的知識日新月異，而高校開設課程較為陳舊，畢業學生不能滿足企業要求;③沒有實現學生的標準化培養。程序設計能力是計算機專業學生最重要的能力，但是培養中缺乏統一標準，部分畢業學生程序設計能力欠缺;④沒有更好地實施創新性培養。傳統教學普遍存在以教師為中心、以課堂講授為主的“聽中學”現象，學生被動接受知識的狀態極不利于創新性培養。

采取以下思路對卓越人才培養進行改革：①通過課程群建設，實現學生的個性化分類培養;②通過校企合作協同育人項目，行業企業深度參與培養過程，使學生成為行業認可人才;③開展中國計算機學會計算機軟件能力認證（CCF CSP）工作，按行業標準培養工程人才，完善學生的標準化培養;④通過實習基地和創新基地建設，朝著以學生為中心、以學生主動實踐為主的“做中學”轉變，強化培養學生的工程能力和創新能力。

改革思路如圖1所示。

2 卓越人才培養改革實踐

2.1 通過課程群建設，實現學生個性化分類培養

2.1.1 課程群設置

計算機科學與技術專業涵蓋的知識體系龐大，制定專業培養方案時，針對不同學生采取不同方式：①不同的就業單位和研究生研究方向要求學生精通的知識不一樣;②直接就業的學生需要偏應用性課程，考研學生需要偏理論性課程。

基于以上兩點，在本科人才培養方案修訂時制定基于課程群分類的培養方案，專業培養方案課程體系模塊見圖2。

該培養方案課程體系模塊設置，以教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制的《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范（試行）》和國際計算機教育的課程體系IEEE/ACM2005為指導[11]。在特色課程群設置上，貫徹以科研促教學、科研反哺教學的思想，以學科特色優勢研究中的數據工程與智能信息處理、圖形圖像處理與虛擬現實和高性能計算與移動互聯網3個學科方向，打造對應的3個課程群。

筆者學校計算機專業教師在數據工程與智能信息處理、高性能計算與移動互聯網、圖形圖像處理與虛擬現實方面已具有一定實力，具有特色教學與科研隊伍。發揮學科優勢，將科研成果融入教學過程，將科研工作與教學工作進行有機結合，打造具有特色的課程群[12]，具體課程見表1。

圍繞課程群開展以下工作：

（1）課程內容調整。結合科研和工程教育認證，面向需求，調整課程內容，進行適當的增刪，把課程群作為一個整體進行建設，在內容上合理組織，以培養目標為驅動，讓學生廣泛積累專業方向上的知識和技能。

（2）3組課程系列靈活交互強化，幫助學生構建某一計算機領域的獨特技能。在課程學習上，允許學生靈活調整，要求學生完成至少3個特色課程群中的1個。

（3）緊跟學科前沿，聘請國內外專家和高新技術企業中的技術人才、項目經理等為學生開設新技術方面講座，具體講授案例分析。

該培養方案設置既注重學生基本理論和基本技能培養，又讓學生在專業方向上有一技之長，并設立科研型和應用型兩類人才培養模式，實現個性化分類培養，體現了因材施教的教育理念。

2.1.2 課程群個性化分類培養成效

經過對計算機科學與技術專業學生個性化培養改革，取得以下成效：

（1）就業率進一步提高，近3年就業率均達到98%以上。畢業后5年對畢業生就業單位回訪調查，滿意率達到85%以上。

（2）報考研究生考研成功率超過70%，且研究生就讀學校檔次明顯提升，90%以上升學學生進入“985”高校就讀。

2.2 校企合作協同育人

由于“雙師型”師資短缺，大多數高校工科教師缺乏企業實踐經驗。卓越工程師培養計劃要求引入行業企業深度參與培養過程，強化培養學生的工程能力。

本專業積極和著名IT企業合作，實施校企合作協同育人項目。選派年輕教師到企業參加培訓，獲得企業師資認證，積極引入校外企業師資，讓行業企業深度參與培養過程，強化培養學生的工程能力，使之更好地符合企業要求。

2.2.1 開展校企合作協同育人項目

鼓勵任課教師開展校企協同育人項目，先后獲準開展多項教育部校企協同育人項目和谷歌精品課項目，與華為、Google、Microsoft、Cisco、中興、達內等國內外知名企業展開良好合作，這些項目的開展為專業協同育人起了良好促進作用。

2.2.2 加入國家信息技術新工科產學研聯盟

為獲得企業進一步支持，以計算機科學與技術專業為基礎，申請獲批成為國家信息技術新工科產學研聯盟成員;依托該聯盟，參與新工科研究與實踐項目申報，有關企業可參與本專業新工科研究與實踐項目，提供資源和支持，推進產學合作協同育人，拓展實施“卓越工程師教育培養計劃2.0版”。

2.2.3 培養企業認證師資

近年來，本專業有5名教師獲得華為認證師資證書;3名教師獲得Google Android認證師資證書。這些通過認證的教師開設了華為計算機網絡、信息安全、Google Android移動開發課程6門。2019年2月底，華為的大數據、物聯網、云計算、路由交換等認證課程已經在本專業開設。經過一周的持續學習，95%以上的學生通過了華為相關課程認證。

另外，本專業聘請中國移動云南分公司、中國建設銀行云南省分行、云南日報報業集團等多家企事業單位計算機中心的企業兼職教師近20名，為學生開展實習實踐、企業前沿技術介紹等講座40余次，并邀請校外企業師資參與本專業人才培養方案、部門課程教學大綱的修訂工作，引入企業深度參與培養過程，強化培養學生工程能力。

2.3 按行業標準培養人才，實現學生的標準化培養

2.3.1 計算機軟件能力認證（CCF CSP）

中國計算機學會是國內最權威、影響力最大的計算機行業學會，其主辦的計算機軟件能力認證（CCF CSP）是一種權威的計算機職業資格認證[13]。

卓越工程師培養中，要求按行業標準培養工程人才，而計算機專業學生最重要的能力是編程，計算機軟件能力認證（CCF CSP）能夠檢驗學生的實際編程能力。如果通過該認證，表明該學生達到了本專業培養的標準，有能力成為行業認可的工程師。

云南大學與中國計算機學會在云南大學設立計算機軟件能力認證考點。經過多次認證考試，認證平均分不斷提高，反映學生的程序設計能力得到明顯提高。

2.3.2 把CSP認證嵌入人才培養方案

本專業在本科人才培養方案修訂中，已經把計算機軟件能力認證作為本科生畢業的條件之一。在本專業培養方案的綜合實踐模塊中，增加了“程序設計能力測試”課程。該課程2學分，為實訓必修課程，要求學生的計算機軟件能力認證成績達到一定分數，或者通過全國計算機軟件水平任意一個級別的考試才能取得該學分。

通過該舉措，可以培養學生具有一定水準的編程能力，能夠勝任軟件工程師工作，達到合格工程師標準。

2.3.3 計算機軟件能力認證實施成效

計算機軟件能力認證實施后取得成效如下：

（1）激發了學生編程興趣，各種程序設計競賽取得較好成績。認證實施后，本專業程序設計課程的期末成績有明顯提高，學生參加各種程序設計競賽的熱情高漲，先后獲得各類程序設計競賽省部級以上獎50余項。

（2）促進學生就業。根據學生報名時提交的專業實習和工作意愿，60余名認證高分學生已經收到百度、騰訊、阿里巴巴、滴滴出行等國內著名IT企業的實習邀請，其中20余名學生已經到這些公司參加實習。通過實習雙方相互了解，滿意后可與這些著名IT企業簽約。

2.4 強化學生工程能力和創新能力培養

在長期的教學實踐中，普遍存在以教師為中心、以課堂講授為主、以理論考試成績為主的“聽中學”現狀[14]。在卓越人才培養背景下，工程教學模式應轉向“以學生為中心”的教學模式，強調學生主動學習和主動實踐，進行理論與實踐一體的“做中學”。這就需要學生到企業、行業等部門進行實實在在的實踐，包括生產實習、頂崗實習等形式。

2.4.1 實習基地和創新基地建設

學校與省內大型國有企業和民營企業建立了7個校外實習實踐基地，引進社會資源，為學生實習實踐提供更多平臺。

本專業建設了大規模云桌面實驗室、創新基地、云計算實訓實驗室，并采購200余萬元的戴爾網絡存儲、服務器、手持三維激光掃描儀、圖形工作站、三維動作捕捉系統等軟硬件設備，極大改進了學生的實驗條件。

2.4.2 建立實習基地和創新基地成效

（1）云桌面實驗室每年接待各種考試和實驗人員約? ?8 000人次，涉及考試10余種;云桌面實驗室占地300余m2，擁有200臺云終端。計算機軟件能力認證云南大學考點就設在新建的云桌面實驗室內。另外，華為ICT大賽、實驗室安全知識考試、校紀校規考試、各種程序設計競賽等都在云桌面實驗室完成。

（2）創新基地及校內實習基地每年服務學生600余人次。創新基地及校內實習基地占地200余m2，可同時容納80余人，企業到學校建立實習基地有了很好的條件。本專業50%以上的本科生建立了課題小組，共獲得國家級、省級、校級科研項目立項20余項，發表論文20余篇，獲得國家發明專利10余項，獲得各種科技競賽獎勵40余項。

3 結語

計算機科學與技術專業卓越人才培養是當前“新工科”建設的重要組成部分。在當前人工智能、互聯網+等新技術蓬勃發展之際，該專業的卓越人才培養可為這些新興產業提供優秀人才。但由于計算機學科發展迅速，知識體系更新快，所學知識繁雜，所以人才培養必須與時俱進。本文以卓越人才培養的基本原則和思路為中心，闡述了云南大學計算機科學與技術專業在課程群分類培養、校企合作協同育人、計算機職業資格認證、實習創新基地建設等方面的實踐。

由于學校定位不同，學生層次、師資隊伍存在差別，本文的一些方法和措施還存在一定不足，相關高校可以根據自己的實際情況，參照本文論述的經驗因地制宜開展教學改革。

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