新工科背景下計算機類專業實踐 教學幾個關鍵問題探討

葛平俱 王志軍 張輝 王玉存

【摘要】介紹了新工科的基本情況后，總結了新工科背景下計算機類專業實踐教學存在的主要問題，匯總了目前相關高校對實踐教學做的改革情況，提出了前新工科背景下計算機類專業實踐教學需要解決的幾個關鍵問題，即實踐教學在課程體系中的比重、實踐教學的課程體系與設計、實踐教學的教學模式與教學實施、實踐教學的師資建設、實踐教學的考核機制，并對相應問題的解決方案作了探討。

【關鍵詞】新工科;計算機類專業;實踐教學;關鍵問題解決

1、概述

2017年2月18日，教育部在復旦大學召開了高等工程教育發展戰略研討會，與會高校對新時期工程人才培養進行了熱烈討論，共同探討了新工科的內涵特征、新工科建設與發展的路徑選擇，并達成了復旦共識。2017年4月8日，教育部在天津大學召開新工科建設研討會，60余所高校共商新工科建設的愿景與行動。2017年6月9日，教育部在北京召開新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議，全面啟動、系統部署新工科建設，30余位來自高校、企業和研究機構的專家深入研討新工業革命帶來的時代新機遇、聚焦國家新需求、謀劃工程教育新發展，審議通過《新工科研究與實踐項目指南》，提出新工科建設指導意見。復旦共識、天大行動和北京指南，構成了新工科建設的“三部曲”，奏響了人才培養主旋律，開拓了工程教育改革新路徑。

新工科是中國未來科技和智能時代的持續源動力系統。新工科就是對應新興產業，對新興產業的加持，新工科就是對高校傳統工科專業的升級改造。

對高校來說，新工科首先是指新興工科專業，如人工智能、智能制造、機器人、云計算等原來沒有的專業，也是對傳統工科專業（電子信息科學技術、建筑工程、機械、材料、自動化、交通工程、冶金、采礦、系統工程等等）的升級改造。對社會來說，新工科強調的重點則是新結構和新體系。新工科既要為高校的傳統工科的教育升級服務，又要為社會中已經運行的新興產業服務。

計算機類專業無疑是新工科建設的重要組成部分，應該聚焦國家發展戰略，把握人才培養的新形勢與新任務，探索符合工程教育規律和時代特征的新培養模式，主動進行課程結構調整，注重實踐教學環節，著力培養學生的創新精神、創業意識、創造能力與實踐能力，適應新經濟的要求。而實踐教學作為該專業本科教學的重要組成部分，對提高人才培養質量發揮著重要作用。

在計算機類專業實踐教學工作中，要想為企業、為社會培養更多的核心型、技能型人才，需要以“新工科”作為大的教學背景，結合學校人才培養目標，展開教學改革工作。實踐能力的培養是計算機類人才培養的一個重要方面，強化實踐教學改革對于計算機類專業教學必不可少。作為全國高校在校生中數量極大的工科計算機類專業，當然要加強實踐能力的培養，研究如何搞好計算機類專業實踐教學具有非常大的現實意義。

2、新工科背景下計算機類專業實踐教學存在的問題

“新工科”背景下計算機類專業實踐教學存在的主要問題主要有以下幾方面：

1、教學理念需要更新：原有實踐教學理念不適應“新工科”背景下的專業建設需求。

2、實踐教學重視力度不夠：仍然存在重理論輕實踐的現象。

3、教學內容陳舊：沿用以往的教學內容，不適合當前新技術發展和社會需求。

4、教學模式需要改革：教學模式與方式陳舊。

5、評價機制需要改革：評價機制不利于實踐教學的改革。

6、雙師型實踐教學隊伍欠缺：雙師型教師偏少，不能滿足實踐教學需要。

“新工科”背景下計算機類實踐教學改革現狀

目前許多高校都針對新工科要求對計算機類專業實踐教學做了一些改革，主要實施了以下幾方面措施：

1、更新教學理念。

2、實踐教學課程體系改革。

3、教學模式與形式改革。

4、評價機制的改革。

3 新工科背景下計算機類專業實踐教學涉及的幾個關鍵問題

新工科背景下要求加強實踐教學，要搞好計算機類專業實踐教學，必然要考慮以下幾個關鍵問題：

1、實踐教學在課程體系中的比重。也就是實踐學分在總學分中的比例問題。

2、實踐教學的課程體系與設計。實踐教學由哪些課程組成。

3、實踐教學的教學模式與教學實施。實踐教學的教學方式，具體怎樣實施實踐教學。

4、實踐教學的師資建設。實踐教學的師資來源以及師資培訓。

5、實踐教學的考核機制。如何考核學生的實踐教學效果。

4問題解決方案探討

針對以上幾個實踐教學的關鍵問題，作如下詳細研究與探討：

4.1 實踐教學在課程中的比重

隨著信息化技術的不斷加速，新工科的理念被提出來，新工科新的要求之一就是要加強實踐能力，對計算機類專業來說尤其如此，因此要加大實踐課程的學分比例，但是又不能無限加大，到底實踐環節要占總學分的多大比例呢？要探討該問題需要考慮以下幾個方面：學分的計算規則、新工科要求、國際工程教育認證要求等。

學分的計算規則方面，要分兩種情況，即課內實驗計入和不計入兩種情況。

如果課內實驗（理論課內包含的實驗）計入，則要把課內實驗占的學分和純實踐課程學分加起來，然后計算這些學分占總學分的比例，如果不計算課內實驗，則只計算純實踐課程學分總數占總學分的比例。新工科要求實踐學分要加大實踐環節比例，但沒有定量指出比例，國際工程教育認證則定量指出，實踐環節占總學分比例應該不低于25%。當然，這個比例還要考慮學校的類型，即研究型、應用研究型、應用型三個不同類型的學校所要求的實踐環節比例也應該有所不同，根據對不同院校的調研了解到，對研究型院校來說這個比例在20%-30%之間;應用研究型院校這個比例在25%-35%之間;應用型院校這個比例在30%-40%之間。當然這里只是個建議值，具體各個院校應該根據實際情況來確定。

4.2、實踐教學的課程體系與設計

針對新工科的要求，目前大部分高校計算機類專業培養方案的課程體系基本分為：素質模塊課，學科基礎課，專業核心課，專業選修課，專業拓展課等，這其中包含了實踐部分。對實踐部分，除了整體上加大學分比例外，還要合理設計，以便符合新工科要求，通過調研相關高校，結合實際情況，新工科下，計算機類專業實踐教學課程體系設置建議如下：

實踐課程體系中，課內實驗按照課程實際需求設置，單獨實踐課程部分分為：基礎實踐、專業實踐及畢業實習與設計三部分。

基礎實踐主要包括像軍訓，社會實踐，勞動等;專業實踐包括認識實習、課程設計、綜合實習、創新創業實踐等;最后是畢業實習與畢業設計，各個部分學分的數量要根據實際情況，畢業實習一般在5-10學分，畢業設計一般為5-10學分。

4.3、實踐教學的教學模式與教學實施

實踐教學的課程體系設計好了不代表就能達到預期效果，如何教學也是一個關鍵問題，這包括課內實驗教學、實踐教學兩部分。

課內實驗教學可以有以下幾種形式：教師現場演示延后學生自行練習、學生根據課堂情況自行實驗、學生帶著作業進行練習等。

實踐部分教學模式主要有：統一完成，例如軍訓，認識實習等;帶著實踐任務分組或者個人完成，如課程設計;課堂集體學習與帶任務完成，如課程設計;校企合做，企業教師進校或者學生進企業，如綜合實習;學生進企業完成，如畢業實習;個人單獨完成，如創新創業實踐，畢業設計等。

4.4、實踐教學的師資建設

良好的教學效果離不開良好的師資，實踐教學對師資有特殊要求，要求教師具有豐富的實踐經驗，最好是雙師型教師，但是目前高校雙師型教師相對比較緊缺，對計算機類專業來說，更要求教師具有豐富的實踐經驗，對如何打造計算機類專業的實踐教師，結合新工科要求，建議采取如下途徑：

1.培養已有教師。把現有教師送出去到企業或者機構培訓，打造雙師型教師或者具有一定實踐能力的教師。

2.引進雙師型教師，直接引進符合要求的雙師型教師。

3.聘請企業工程師做兼職實踐教師，聘請企業或者其他相關機構人員做學校兼職實踐課教師。

4.5實踐教學的考核機制

實踐教學效果如何，還需要檢驗，考核是重要環節，如何考核才能正確的反映學生實際掌握情況呢？針對該問題作如下探討：

1.考核的方式

考核的方式要根據課程實際情況進行。

從課程類型來說：

對課內實驗，可以采取平時作業或者操作+最終大作業+實驗報告（如果需要）方式;對集中完成的實踐環節，可以采取過程中評價，結束后考察形式（可結合報告），如軍訓或者勞動;對統一或者分組進行的實踐環節，如課程設計或綜合實習，可以采取系統或者項目答辯，教師集中批閱等形式;對創新創業環節可以采取學生申報形式（提交規定的申報材料）對畢業實習采取學生提交材料，指導教師打分等形式;對畢業設計，可以采用集中答辯形式。

從考核主體來說，可以采取指導教師評價，任課教師評價，企業指導教師評價以及企業指導教師與校內導師共同評價等方式。

2.考核結果評定

考核結果一般采用傳統的百分制或者五級制。

5、總結

新工科對計算機類專業的實踐教學提出了新的要求，新工科背景下，計算機類專業實踐教學需要解決的問題主要涉及實踐教學在課程體系中的比重、實踐教學的課程體系與設計、實踐教學的教學模式與教學實施、實踐教學的師資建設、實踐教學的考核機制等幾個方面，這些問題的解決要根據課程與學校的實際情況采取不同的解決方案。

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作者簡介：葛平俱（1968.05-），男，漢族，山東莒縣人，碩士，教授，研究方向：圖形圖像技術。王志軍（1974.09-），男，漢族，山東安丘人，博士，副教授，研究方向：計算機網絡與信息安全技術，農業信息化。張輝（1981-），女，漢族，山東新泰人，本科，中級，研究方向：漢語言文學教育與信息化。王玉存（1972.03-），男，漢族，山東曲阜人，碩士，研究方向：物聯網工程，通信電子技術。