計算機科學與技術專業創新型應用人才培養研究

劉昊

摘 要：創新型應用人才培養，是當前計算機科學與技術專業的人才培養目標，為了實現這一目標，學校應該明確創新型應用人才培養的基本要求，構建科學課程體系，對學生展開系統的創新應用型訓練，充分挖掘課程中的創新因素，提高學生的創新能力。

關鍵詞：計算機科學與技術專業；創新型應用人才；培養策略

中圖分類號：G642.0；TP3-4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-9052（2020）05-0281-02

計算機技術是一項改變世界的技術，目前被廣泛應用于人們的生活、學習、工作中，在這一社會背景下，計算機科學與技術專業成為高校熱門專業，目前我國有900多所高校設置了這一專業。隨著社會的發展，大學生就業形勢愈發嚴峻，為了提升專業對口就業率，學校應該制定創新型應用人才培養戰略，明確計算機科學與技術專業定位，確定相應的人才培養目標，提升學生的專業素養、實踐能力及創新能力，讓學生能夠更好地適應職業環境，為學科發展與國家發展做貢獻。

一、計算機科學與技術專業概述

當前，計算機學科分化為五個領域，分別是計算機科學（CS）、計算機工程（CE）、信息技術（IT）、信息系統（IS）、軟件工程（SE），計算機科學與技術、軟件工程是教育部在2011年認證的兩個獨立一級學科，所以，當前計算機科學與技術專業的覆蓋面相對更小，所研究的東西更為專一[1]。辦出專業特色，避免計算機科學與技術專業被同質化，是當前高校展開計算機科學與技術專業人才培養應思考的一個問題。

從目前來看，我國普通高校計算機科學與技術專業的人才培養目標為培養創新型應用人才，而人才培養的方向則是計算機科學（CS）方向。總的來說，計算機科學與技術專業學生需具備計算機系統相關的軟硬件知識，具備計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力以及系統分析、開發與應用能力這4項基本學科能力，而應用型人才在后兩種能力上有著更高的要求[2]。為了提升學生的學科核心素養和綜合職業素養，高校應基于學科發展，完善課程設計，合理安排程序設計語言基礎及理論、算法與復雜性、科學計算、數據庫、圖形學原理、軟件設計、嵌入式系統、操作系統原理與設計等科目的教學計劃，實現對學生系統化、專業性的培養。

二、計算機科學與技術專業創新型應用人才培養策略分析

（一）明確創新型應用人才培養基本要求

創新是社會興旺發達的不竭動力，也是現階段高素質人才所需具備的基本素養。在計算機科學與技術專業創新型應用人才培養過程中，首先應設置社會道德與法律等課程，讓學生學會做人，然后設置創新思維課程，激發學生的創新思維，最后精心策劃專業課程，讓學生將創新思維應用于專業實踐中。比如，在學習程序設計課程時，教師應該有計劃地激發學生的創新意識，在進行程序設計時，傳授學生程序設計的思想和方法，而不是死記硬背，鼓勵學生打破桎梏，勇于探索其他的不一樣的程序設計方法，培養學生的創新精神。

在課程學習中，學生展現出創新意識和創新精神，尚未達到創新型應用人才的培養目標。計算機科學與技術專業的教學目標，不僅僅是讓學生學會使用計算機的軟件、硬件工具，學生還應該具備靈活運用計算機學科知識，設計、開發、維護計算機應用軟件和硬件的能力。

在實踐教學體系中，實驗環境和實驗工具的選擇是對新技術和新產品實施覆蓋的有效途徑。為了讓學生能夠緊緊跟上計算機學科發展的潮流，更好地適應職業需求，學校可以將基于Windows操作系統的開發工具等引進專業教學中，以此為主題安排一系列的專題教育活動，包括選修課、知識講座、科技活動、專業競賽等，鼓勵感興趣的學生參與[3]。

（二）構建科學課程體系，展開系統的創新應用型訓練

在計算機科學與技術專業教學中，培養學生的創新應用能力是一個循序漸進的過程，學校應基于人才培養目標，構建一個完善系統的課程體系，具體如下：

第一，學科基礎。學生在大一階段應該學習大學物理、大學物理試驗、高等數學、離散數學等通識學科。

第二，學科核心。計算機科學與技術專業教學分為軟件技術和硬件技術兩大模塊，前者包括程序設計基礎、程序設計實驗、匯編語言、面向對象程序設計、數據結構、軟件工程、計算機網絡、操作系統原理、計算機圖形學、編譯原理等課程，后者包括模擬電子技術、數字電子技術、電路電子基礎實驗、單片機技術、計算機組成原理、嵌入式體系結構與接口技術、嵌入式操作系統、嵌入式應用案例分析等課程。

第三，學科應用。包括程序設計基礎課程設計、數據結構課程設計、組成原理課程設計、單片機應用課程設計、ADS嵌入式系統課程設計、計算機網絡工程實訓、嵌入式驅動開發課程設計、軟件工程實訓、嵌入式軟硬件系統開發課程設計、完整嵌入式項目開發案例實訓及畢業設計等課程[4]。

在學科核心模塊中，基礎課程為程序設計語言，學生首先應系統地學習面向過程的程序設計語言，掌握語法及結構化程序的設計方法，在教學過程中，教師應該指導學生將實際問題，分析轉化為計算機指令，培養學生的創新思維，學習完理論知識后，進行實訓，讓學生應用所學知識去解決一系列經典的廣義計算問題。然后，再學習面向對象的程序設計語言，培養學生面向對象的基本思想，提升其分析、解決問題的能力，讓學生能夠應用所學知識開發高質量軟件產品。實踐教學是計算機科學與技術專業創新型應用人才培養的關鍵性策略，在專業核心課程教學中，應該將理論教學與項目實戰、創意項目、畢業實習等實踐活動有機融合，全面提升學生的知識應用能力。比如，在軟件工程教學中，結合實際項目教學，能夠提升學生的分析、設計能力；在數據庫教學中，結合實際項目教學，能夠提升學生對于數據庫概念結構、邏輯結構的設計能力。同時，學校可以設計多元化的實踐活動，鼓勵學生參與，比如，大二學生可以參加創意項目，提升創新能力及實踐能力，大一大二學生可同時參加，形成競賽，鍛煉學生的編程能力，強化其學習動力。大二大三學生可以參加專業競賽，提升學生分析、解決問題的能力，培養其創新能力及團隊精神。大三學生需參加項目實戰，鍛煉其知識應用能力，大四學生則需開始進行畢業實習和畢業設計，進一步提升實踐能力，鍛煉創新能力。

（三）充分挖掘課程中的創新因素，提高學生的創新能力

在計算機科學與技術專業創新型應用人才培養過程中，教師應該提升自己的創新意識，創新教學方法及教學內容，充分挖掘課程中的創新因素，為學生創造一個創新型教育環境，激發學生的創新欲望，系統化培養學生的創新應用能力。

比如，在進行數據庫原理及應用的教學中，講解到“碼”這一概念，教材中涉及兩個層次的描述：其一，碼是唯一能標識實體的屬性集；其二，“設K為關系模式 R 中的屬性集，若K→U（屬性全集完全函數依賴于K），則 K 為 R 的候選碼”。第一種描述淺顯易懂但并不準確，教師可以舉例驗證，第二種描述十分準確但由于設計函數依賴的知識點，理解難度大，教師應該以多種方式幫助學生去理解，并且在學生掌握相關知識后，提出問題：如何用程序設計的方法找到復雜關系模式的全部碼，這個問題有效鍛煉了學生的問題分析能力與編程能力，有助于學生創新應用能力的培養[5]。

在教學過程中，教師應該鼓勵學生打破常規，跳脫出固定的思維框架，傳授學生設計思想及方法，而不是具體詳盡的內容。但是，創新并不是隨意，比如，在實際項目開發時，將E-R 圖轉換為關系模式，學生仍然應該嚴格遵守實體和聯系的轉換原則、方法、過程。在此基礎上，教師可以鼓勵學生，編寫程序實現E-R 圖到關系模式的自動轉化，程序編寫好后，與軟件 PowerDesigner相比較，對比二者的共同之處與不同之處，從而完善自己的設計想法。在學習軟件工程這門課程時，教師應引導學生養成工程思維，形成嚴謹認真的工作作風，比如，在軟件總體設計方法時，涉及面向數據流的設計方法，這種方法可實現一個網絡圖到一個軟件結構圖這兩種不同拓撲結構之間的轉換，對于學生而言難度比較大，這時候教師應該化繁為簡，引導學生從簡單數據流（DFD）開始，自行編寫程序完成自動轉換，實現這一目標后，告知學生由于數據流圖中軟件項目信息不全面，所以應用數據流圖設計軟件結構圖存在一定局限性，鼓勵學生探索新的設計方法[6]。

三、結語

社會的發展日新月異，計算機應用技術更新換代極快，計算機科學與技術專業學生在高等教育階段所學習的計算機技術，所使用的軟件工具、平臺等，到畢業時很有可能已經被新的軟件、平臺所替代，因此，對于學生而言，擁有創新應用能力，迅速學習并掌握新的計算機技術，是極其重要的。在計算機科學與技術專業人才培養中，學校應該站在前瞻性角度上思考，研究計算機學科發展方向，基于IEET工程教育認證標準，制定科學合理的課程體系，在教學過程中挖掘創新因素，激發學生的創新能力，完善實踐教學模式，培養學生的創新應用能力。

參考文獻：

[1]于霞，等.“本科課程體系國際化試點專業建設”探索與實踐——以沈陽工業大學計算機科學與技術專業為例[J].教育教學論壇，2019（44）：154-155.

[2]時曉艷，等.計算機專業國際化人才培養模式的探索與實踐——以北京交通大學蘭卡斯特大學學院為例[J].工業和信息化教育，2019（3）：26-29.

[3]馬文俊，等.基于DS/AHP模型的學生綜合成績評估體系設計——以計算機科學與技術專業為例[J].教育教學論壇，2019（39）：1-4.

[4]張玉清，等.適應工程教育認證要求的計算機科學與技術專業新工科建設探索與實踐[J].高教學刊，2019（17）：92-94.

[5]趙珊，于金霞.以因材施教和個性化發展為導向的創新人才培養模式研究——以河南理工大學計算機專業實驗班培養為例[J].科技資訊，2019，17（22）：127-128+131.

[6]趙珊，賈宗璞.基于“一制三化”的計算機科學與技術專業創新型人才培養機制研究——以河南理工大學計算機科學與技術專業創新人才實驗班培養為例[J].科技創新導報，2019，16（19）：241-242.

（責任編輯：林麗華）