師范院校計算機類專業師范生工程教育教學實踐探討

董 婧，張順吉

(1.曲靖師范學院 信息工程學院，云南 曲靖 655011；2.曲靖師范學院 信息與教育技術中心，云南 曲靖 655011)

當今計算機技術的更新日新月異，高校教學內容更注重學術性知識，且更新相對緩慢，本科生在校四年的學習內容往往與社會對人才的知識和技能需求存在一定差異，導致人才知識和能力結構的不合理，畢業生在就業時存在專業對口而工程能力不足的情況[1-4]，創造力就更無從談起[5-7].計算機科學與技術(師范類)專業的學生工程能力不足的情況尤為突出.在人才培養方案中，培養目標為具有扎實的計算機科學與技術基礎理論、基本知識和基本技能，能熟練地進行程序設計,使用數據庫技術、網絡技術以及多媒體技術等解決實際問題，能適應國家基礎教育發展所需的中小學教育和職業教育的高素質信息技術教師、信息技術管理人員及其他教育工作者，以及能適應地方經濟建設和社會發展所需要的從事信息技術相關工作的高素質應用型專門人才.培養目標既強調了學生的計算機專業工程能力，又兼具師范類的特點.在人才培養方案中，專業課的設置偏向于師范類相關專業課，對于計算機專業只涉及到計算機專業基礎課，工程實踐課程以專業任選課方式開設，且門數較少，導致學生工程能力偏弱.在現代高等教育中，工程教育的內涵與外延都在擴大[8-9]，越來越多的專業都在強調工程素養[10-12]，作為計算機科學與技術專業的學生更應注重工程能力的培養[13-14].

1 加強師范類專業學生工程教育培養的迫切性

1.1 申請教師資格現狀

2017年入學的全日制普通高校師范類專業學生，不可以申請直接認定相應的教師資格，而是需要參加全國教師資格統考，學生可以在大四時報名參加考試，每年有2次考試機會.也就意味著師范類專業學生與非師范專業學生相比沒有先天優勢，競爭更加激烈，迫切需要加強計算機專業師范類學生的工程培養，多渠道拓寬畢業生的就業范圍.

1.2 課程開設與就業情況

研究選取信息工程學院2014級計算機科學與技術(師范類)專業的學生為研究對象，對其四年的所有科目學習成績與績點進行分析挖掘，使用數學統計方法中的相關分析研究師范生就業質量與師范類必修教師教育課程, 師范技能方向課程, 多媒體應用方向課程, 網絡應用方向課程、專業類認證資格證書數, 大學四年累積學分績點6個自變量之間在數量上的相互依存關系，分析就業質量的影響因素和作用強度，對于科學制定培養方案和教學大綱，科學指導師范生在校期間的學習行為，提高師范生就業質量有著重要的現實意義.數據預處理如下所示：

表1 計算機科學與技術(師范類)專業培養方案中專業任選課程清單

預處理后的信息包括了大學4年累積學分績點、是否有專業類認證資格證書、師范類必修教師教育課程平均分等級、師范技能方向課程平均分等級、多媒體應用方向課程平均分等級和網絡應用方向課程平均分等級6列作為自變量，教師類工作好壞情況(即就業質量)作為因變量，研究其與各自變量的相關性和作用強度，結果如圖1所示：

表2 課程成績等級劃分

表3 就業情況劃分

表4 專業資格證書及師范類必修課程

圖1 變量之間的相關性近似矩陣

使用相關分析中的距離分析方法來分析多個變量之間的相關程度，近似矩陣是標準的對稱矩陣，通過近似矩陣可以觀察到變量間距離關系的強弱，教師類工作好壞情況與是否有專業類認證資格證書之間的距離相關系數為0.651；與大學4年累積學分績點的距離相關系數為0.531；與師范類必修教師教育課程平均分等級之間的距離相關系數為0.349；與網絡應用方向平均分等級之間的距離相關系數為0.207；與多媒體應用方向課程平均分等級之間的距離相關系數為0.032.

通過分析計算機科學與技術(師范類)專業就業質量，從變量間的近似矩陣可以看出，教師類工作就業質量與師范類必修教師教育課程、師范技能方向課程2個變量的相關系數較小，而與是否具有專業類認證資格證書和大學4年累積學分績點2個變量的相關性最強，與多媒體應用方向課程相關性最弱.從中可以看出，教師職業已經不是該專業學生的主流選擇，注重獲取專業認證資格證書，培養自身工程應用被越來越多的學生所認可，也和就業質量緊密相關.

2 以工程資格認證為導向實施工程教育培養

2.1 開設專業認證課程，參照認證標準促進學生工程素養

根據學生的報考意愿，我院將全國計算機技術與軟件專業技術初級和中級資格(水平)考試輔導系統開設為一門專業選修課，該課程安排在大三的第2學期，共分為3個方向：數據庫系統工程師認證、軟件設計師和網絡工程師認證.課程內容涉及到計算機硬件、數據結構與算法、操作系統、程序設計語言、計算機網絡、數據庫技術、多媒體知識、系統開發和運行維護、安全性知識、標準化知識、知識產權、計算機專業英語等多門專業課程，學科交叉性強.需要改變針對單門課程的碎片化學習，以完整的工程項目作為教學案例，可以引導學生主動思考、解決問題，有效促進學生的工程理論知識，提高其工程實踐能力.以數據庫系統工程師認證課程為例，下午為數據庫系統設計與管理考試，考試內容涉及數據庫設計、數據流圖設計、數據庫系統的運行和管理、SQL語言.根據數據流圖設計和數據庫設計的題目要求，使用DDL和DCL語言完成創建數據庫、關系表和視圖的設計，創建用戶并完成權限的授予.對于難度較高的SQL語言知識，根據實際創建的關系表和視圖，使用DML語言插入實際案例所需的多條記錄，使用DQL語言進行查詢時可以驗證語句是否正確.教師可根據語義自定義查詢條件，有意加入GROUP BY、ANY/ALL、EXISTS/NOT EXISTS、聚集函數、IN和相關/不相關子查詢等重要且難掌握的知識點，增強學生的自信心.在此基礎上進一步完成觸發器和存儲過程編寫相關習題，其中也會涉及到函數的定義與使用，解題用到程序設計、軟件工程等專業知識，進一步鍛煉學生的工程實踐能力，通過以上工程項目實踐，使學生進一步理解觸發器、視圖和存儲過程的作用與使用范圍，加深理論認知，增強其解決實際問題的能力.

開設專業認證輔導課來總體教學效果良好，我院學生參加數據庫系統工程師考試2012年和2013年過關率在30%以上，2014年過關率達15%，2015年過關率在10%以上，2016年過關率達11.6%,2017年和2018年過關率達42%以上.

2.2 以競賽促進學生工程實踐能力的培養

從計算機科學與技術(師范類)專業培養方案專業任選課程清單可以看出，該專業開設的工程實踐類課程偏少，且比較基礎，涉及到的新知識新技術更少，不利于學生開展工程實踐.為了夯實學生理論基礎，將其工程思維能力實戰化訓練，學院和學校可以參考全國高校學科競賽排行榜，以各類學科競賽和企業主導的各類競賽為依托，鼓勵有工程背景的教師指導該專業學生和其他專業甚至不同學院的學生共同組隊，參加“互聯網+”、“挑戰杯”、大學生程序設計競賽、數學建模競賽、計算機設計大賽、華為ICT、物聯網競賽等大學生競賽，創建團隊協作、學科碰撞和項目模擬的實戰環境，通過完整的工程項目實踐，切實提高學生的實踐認知能力，實現以競賽促進學生培養和練習、以競賽促進教師教學，以競賽提高學生的學習興趣[15]，進而激發其主動學習、研究新知識和新技術的熱情.

2.3 建設雙師型隊伍

良好的工程教育教學效果離不開教師的工程能力，提升教師的工程能力能夠有效促進工程人才的實踐能力培養.現今，一些實踐性較強的學科專業基礎課的教學沒有以解決完整工程項目的方式進行，導致學生學完依舊對具體工程項目無從下手，也和教師的工程能力有很大關系.尤其對于計算機科學與技術(師范類)專業學生來說，工程類課程門數本就有限，如何在現有條件下提高工程實踐教育教學效果顯得更為棘手.學院和學校可以采取相應措施激勵教師參與各種專業認證的考試，提升自身理論水平，也可以實際了解當下計算機技術的變革與趨勢，并適當融入教學，加強教學的趣味性與先進性；也可以依托學校平臺為專任教師和企業搭建橋梁，使教師有機會接觸實際工程項目，獲取工程背景，提升自身的工程能力.通過以上舉措建設“雙師型”師資隊伍，提升專任教師隊伍的整體工程能力和實踐教學水平.

2.4 攜手企業協同辦學，實現產教融合

在數字化時代的大背景下，計算機技術和互聯網技術更新快速，人工智能、機器學習日趨成熟，成為工程實踐的主流，而計算機科學與技術(師范類)專業培養方案中很少涉及到當下熱門技術所需的背景知識；對于主流的開發技術，如何帶領學生學習練習對于高校教學也是一個挑戰，對于該信息不對稱問題，學院和學校可以加強與專業實訓基地、合作育人企業和用人單位多方面溝通，及時了解行業發展現狀、人才需求情況和用人單位對畢業生知識的要求等，不斷調整培養方案，樹立企業導向、開放辦學和持續改進的工程教育理念.對于高年級的一些涉及新技術的專業選修課，也可以去企業聘請有豐富工程經歷的工程師來高校兼職、授課，提高教學效果，解決學生應聘時對新知識、新技術知之甚少的尷尬境地；針對當地行業需求，學校和企業共同創辦服務和研發中心，協同創新，鼓勵優秀的教師和學生加入其中，共同參與開發，搭建工程教育共同體.通過多方舉措進一步拓展就業渠道，提升學生的工程實踐能力和創新能力，提升畢業生的就業競爭力和就業質量.

3 結語

針對計算機科學與技術(師范類)專業具有計算機工程能力和信息技術師范能力的雙重培養目標，而現今申請教師資格需參加全國教師資格統考，增大了教師資格認定難度.使用數學統計方法對該專業學生在校成績和就業情況進行分析，發現教師職業已不是主流選擇，學院和學校可從課程開設、學生競賽、師資隊伍和企業協同辦學等幾個方面，以工程資格認證為導向實施工程教育培養，學生選擇相應的專業認證資格類相關專業選修課進行系統深入學習，努力取得計算機類比較權威的專業資格證書，提高自己大學4年的累積學分績點，對就業幫助最大；二級學院也應合理制定專業方向選修課的各門課程，注重工程實踐教學，多舉措提高學生工程能力，促進人才培養，提升就業質量.