新工科背景下地方本科院校計算機科學與技術專業改造升級探索

蔣正鋒，韋艦晶

（1.廣西民族師范學院，廣西 崇左 532200；2.廣州商學院，廣東 廣州 510000）

為提高國際綜合競爭力，我國提出了“中國制造2025”的宏觀計劃，新能源技術與新通訊技術的科技革命及其相互融合，將為人類的生產方式帶來根本性轉變，改變現有的產業分工與體系格局，并對工程與工程人才的概念進行重新定義。

隨著新一輪科技和產業革命驅動而形成的新型經濟，給我國的高等教育帶來了新的挑戰。第四次工業革命的浪潮即將來臨，我國提出“互聯網+”“一帶一路”倡議和“中國制造2025”等一系列重要發展戰略，對工程技術人員在知識、能力、技能、職業素質與科技視野等方面提出了新的要求，傳統工科專業將面臨新的機遇、新的挑戰。這就要求我國高等工科院校應培養適應新經濟快速發展的工程創新人才。2017年2月18日，教育部在復旦大學召開高等工程教育發展戰略研討會，形成“‘新工科’建設復旦共識”，開啟我國新工科教育的探討[1-2]。2017年4月8日，教育部在天津大學召開“新工科”建設研討會，形成了“新工科”建設行動路線（“天大行動”），提出“新工科”建設目標：“2020年形成‘新工科’建設的新模式，能主動適應新技術、新產業、新經濟的發展；到2030年，形成具有中國特色、世界一流工程教育體系，有力支撐國家新型創新發展；到2050年，形成領跑全球工程教育的中國特色模式，建成工程教育強國，成為世界工程創新中心和人才高地。”為適應新經濟、新產業發展的需要，我國工程技術教育面臨著一場深刻的變革，加快新工科建設，培養能面向未來、具有扎實的理論基礎、較強的實踐動手能力，以及工程創新意識的科技人才。

新工科的“新”是一個廣義的、動態的概念，大致可以從“存量更新”和“增量補充”兩方面來看待，在新工科的三類學科專業中，新型工科專業屬于“存量更新”，新生和新興工科專業屬于“增量補充”[1-3]。應用型地方本科院校傳統的、現有的計算機科學與技術專業必須及時改造升級為“存量更新”的新型工科專業[4-5]。為了應對新經濟的挑戰，服從國家戰略，滿足產業未來發展的需要，處于西南邊疆少數民族地區的廣西民族師范學院也要積極行動，通過信息化、智能化的其他學科的滲透而轉型、改造和升級并形成新型工科專業[6]，使培養的人才能適應新行業的需求，能解決實際復雜的工程問題，提高學生的就業競爭力。

一、計算機科學與技術專業發展現狀

（一）缺乏對新工科建設專題的充分研討

當今世界正處于百年未有之大變局，是機遇也是挑戰，當下的發展形勢對新時代的高等教育提出了更高的要求。地方本科院校應緊跟形勢，進一步統一思想，主動作為，討論和探索新工科教育的科學性、先進性、革命性，以及顛覆性，找到傳統計算機科學與技術專業在新工科建設背景下存在的問題，找準與新工科背景下對人才要求的差距，形成切實可行的方案，培養面向未來的卓越、創新型工程人才。而計算機科學與技術專業新工科建設的方案、體系設計、建設路徑等方面需開展多次專題討論才能逐漸完善，師資隊伍建設、課程體系建設、質量保障體系等方面的具體落實同樣需要多次討論。充分討論才能使地方本科院校更加透徹理解新工科建設的內涵，確保計算機科學與技術專業改造升級后培養的人才不偏離新工科背景下企業對人才需求的大方向。

（二）實踐教學體系離散化

地方本科院校傳統計算機核心課程的實踐教學存在實驗內容零碎且離散、課程之間實驗內容弱關聯、實驗規模和難度與實際的工程應用方面脫鉤等問題。整個實踐教學體系處于離散化的狀態，無法形成一個有效的整體，最終導致的結果是計算機科學與技術專業核心課程實驗目標離散、設計的實驗內容之間關聯與融合度不夠、實驗的規模和系統性不強，弱化了對學生進行系統性思維與實踐能力的培養和訓練。實踐教學在整個教學體系中是極為關鍵的一個環節，影響專業人才培養的質量。雖然每年在實踐教學方面，教師都不斷地進行教學改革與創新，但現階段受傳統教育理念的影響，培養學生實踐能力和創新能力的教學模式在新工科背景下有待進一步改革。

（三）校企淺層合作

新工科背景下企業對應用型人才的要求越來越高，需改革地方應用型高校現有的人才培養模式，深化推行校企合作的人才培養模式[7-8]。校企合作是地方本科院校建設應用型本科的內在要求，而大部分地方本科院校的校企合作仍處于淺層次合作關系。現階段校企合作大多以短期合作為主，一方面，學校通過與企業合作提高學生的就業率，但忽視企業品質、利益等因素；另一方面，某些企業為了追求短期的商業利益，盲目與高校進行合作，最終導致校企雙方缺乏后續的深度合作。地方企業參與共同制定人才培養方案、評價考核方案的意識不強，動力不足，未構建起校企共同辦公的機制，高校和企業無法形成有效的對接，學生學到的理論知識和實際的實踐操作脫節，培養的學生不符合企業對專業人才的要求。雖確立了校企合作關系，但高校和企業的合作并沒有真正達到產教融合的程度，校企合作模式有待進一步探討。

（四）學科交叉未真正融合

新工科背景下解決復雜工程問題對人才培養質量提出更高的要求，而單學科或多學科交叉未真正融合，無法滿足新工科背景下企業對工程人才的要求[9]，地方應用型本科院校在新工科背景下應抓住改革轉型的機遇，探討和分析計算機科學與技術專業升級改造和多學科、多領域融合的過程中可能會遇到的各種難題，并預先提出解決方案，為地方應用型本科院校計算機科學與技術專業在新工科背景下的多學科交叉融合建設提供可參考的理論指導[10]。但在國內新工科建設可借鑒的經驗少，沒有現成的解決方案，特別是地方應用型本科院校，問題更為突出，如在資金、人才引進、跨學科師資和生源質量等方面都存在問題，要真正做到學科交叉融合還面臨諸多的挑戰，需要高校、企業和國家層面的合作，真正解決好這個問題。

二、改造升級探討

（一）調研與專題研討新工科建設

廣西民族師范學院成立了計算機科學與技術專業改造升級指導委員會，包括計算機類專業授課教師、負責教學管理的副院長，以及學院院長等人員。專業改造升級指導委員會成員深入了解國家政策，廣西省、鄰近的珠江三角洲經濟區新經濟、新產業發展態勢，把握新一代信息技術產業、前沿產業等對工程技術人才的需求。調研招聘網站發布的有關計算機類崗位人才需求的招聘信息，分析政府部門、企業和事業單位對專業人才的技能要求，收集已畢業學生提供的求職反饋信息，對崗位能力要求進行分析。委員會成員應提升計算機科學與技術專業改造升級成新工科專業的建設能力，參加全國各種新工科建設的研討會，借鑒其他高校的經驗，明確計算機科學與技術專業改造升級過程中存在的各種問題并提出具體解決措施，圍繞專業升級改造階段性目標，加強具體實施的專題研討與設計，不斷完善改造升級成新工科的建設方案，逐步構建符合新工科要求的人才培養體系。委員會以專業改造升級新工科建設方案為中心，在關鍵教學要素，如學生培養、師資隊伍、教材建設、教學改革、教學質量評價與保障等方面深入討論，理解計算機科學與技術專業改造升級的內涵，最終形成一套改造升級的有效機制。

（二）實踐教學體系一體化教學模式

計算機科學與技術專業改造升級后，要培養實踐動手能力較強、具有工程創新意識的專業工程人才，要求理論知識與實踐操作有效聯動，且開設的實踐教學課程之間形成一體化體系。培養方案中，實踐教學部分引入計算思維、工程思維和設計思維，構建計算機科學與技術專業校內實踐教學模式。這是一種以計算思維培養為基礎，以通過學生參與企業項目、教師科研項目及學科競賽等方式培養學生的工程思維為核心，以通過創新平臺和創新創業計劃項目來逐步培養學生創新、設計思維為目標的一體化實踐教學模式。校內與專業基礎課程和專業核心課程相關的實驗內容可以鍛煉學生的實踐能力，將實際問題建立成數學模型，提升學生基于計算思維解決問題的實踐能力。通過參與實戰項目、企業項目訓練學生系統解決實際復雜工程問題的能力，較早參與實際工程項目的設計與開發，具備工程思維能力，為以后的就業奠定良好的基礎。通過創新平臺和創新創業項目培養學生的創新能力。教學實踐已證明，融入計算思維、工程思維和設計思維的一體化實踐教學培養方式，對于提高學生解決復雜工程問題的能力及創新能力有積極的促進作用。

（三）校企深入合作

校企整體的合作模式中政府作為重要主體的參與不可或缺[7-8]，三方主體都要明確自身職責與利益。地方本科院校明確人才培養目標，結合企業的需求設置課程，是學校進行課程改革的重要依據，同時聘請企業技術骨干到校進行專業核心課程授課、舉辦專業知識與技術的講座

，共同積極探索校企共同培養學生的途徑。

高校著力提升學生的專業技能和職業素養，提高人才培養的質量，對校企合作有促進作用。地方本科院校主動出擊，與行業企業共建校外人才培養實訓基地、孵化基地和協同創新中心，高校和企業就學生狀況、行業發展情況及企業人才需求方面進行探討，發現其中的問題，制定相關的對策。企業和高校共同設定人才培養目標。高校聘請合作企業的資深專家組建專業建設委員會，使人才培養目標與社會及崗位需求相適應，采用校企定期互訪、研討等方式逐步明確人才培養目標及要求，最后共同合作制定專業人才培養方案，考慮實際情況，定期適當調整人才培養方案。高校邀請企業和專業教師共同編寫教材，同時賦予企業一定的決策權，提高企業與地方本科院校繼續合作的意愿，體現企業自身參與高等教育的價值，也讓企業感覺到通過校企合作能豐富企業內涵、提升企業競爭力，這樣高校和企業才能形成長期穩定、深入且積極的合作關系。

（四）學科交叉融合

傳統理工思維的計算機科學與技術專業通過多學科的交叉來實現專業交叉融合的培養模式[9]，以期解決新工科背景下工程問題對專業人才質量要求的問題。根據計算機科學與技術專業多學科交叉融合的需求[10]，首要任務是師資交叉，探索多學院協調深度合作共建師資隊伍的新模式，通過師資交叉的途徑，實現學科交叉的真正融合，通過招聘、吸收、轉型、進修和共建等方式，探索師資交叉隊伍全面與健康發展的機制與措施。全方位與企業合作，共同制定培養方案、共同編寫教材、共同指導學生畢業論文寫作，以及進行雙師型師資力量的培訓，推動計算機科學與技術專業的發展，推進多學科交叉融合。

新工科背景下，地方應用型本科院校現有的計算機科學與技術專業根據學校歷史文化、學生生源、就業去向和人才培養定位等特點及時改造升級為“存量更新”的新型工科專業。立足新理念、新要求和新途徑的新工科建設，依據制定人才培養方案的工作流程，通過信息化、智能化或其他學科的滲透而轉型、改造和升級，設計多學科交叉融合，完善以培養未來多元化、創新型卓越工程人才為目標的培養方案。高校通過推行經過充分討論、多次修改的具有新工科特色的培養方案，加強工科學生對工程實際的了解，提高其工程設計能力、計算分析能力、復雜工程問題解決能力、跨學科交叉融合知識的運用能力、工程創新力，推動高新技術與計算機科學與技術專業的知識、能力、素質深度融合，滿足工程界對未來創新引領型人才的要求，并以新工科的建設引領高等教育創新變革。