“新工科”背景下地方高校計算機科學與技術專業人才培養模式改革研究

摘要：從“新工科”的建設目標入手，分析了地方高校計算機科學與技術專業的建設現狀及存在的問題，針對該專業建設與“新工科”的建設要求，提出了計算機科學與技術專業的人才培養模式的改革思路；以思維方式和專業能力培養為主線，重構了通專融合、創新創業教育和專業教育深度融合的“互聯網+”與“思維+能力”的人才培養新模式；探索了“新工科”背景下本專業的建設途徑，以期進一步推動本專業的內涵式建設。

關鍵詞：新工科；計算機科學與技術專業；培養模式；改革與創新；對策

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）22-0171-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

1 新工科的概念與建設

1.1 新工科的出現

隨著物聯網、人工智能等信息技術的迅速發展，對工程技術人才提出了新的要求。傳統的工科教育與培養大學生創新和實際應用能力的要求還不相適應[1]。因此，一些高等教育機構開始反思工程教育的模式，提出新工科的概念。

新工科的發展歷程主要集中在近十年左右的時間段內，是中國高等教育和工程教育領域進行改革的產物。從2013年“新工科”概念的提出，發展到2021年，“新工科”已上升為我國國家戰略發展歷程[2-4]，如圖1所示。在這個過程中，新工科發展不僅關注工程技術的發展，更注重人才培養模式的創新，以適應科技變革和產業升級的需求。未來，新工科的發展仍將在政策引導、高校實踐和行業合作的共同推動下不斷深化。

1.2 新工科的建設目標

新工科的建設目標是構建一個適應新技術、新產業、新經濟發展需要，具有一定的工程教育體系，培養既具備專業知識又具備實踐能力和創新精神的高素質工程人才。這種綜合能力的培養有助于學生更好地應對未來科技和產業的發展變化，主要有以下幾個方面[5-8]。

1.2.1 教學內容和教學方法的創新

新工科的建設目標在于推動計算機科學與技術專業的教學內容和教學方法的創新。隨著新技術的不斷發展和產業的升級，計算機科學與技術專業需要不斷更新其知識體系，引入前沿技術和理論，并創新教學方法，以適應新技術、新產業、新經濟的發展需求。

1.2.2 實踐能力和創新能力的提升

計算機科學與技術是一門實踐性很強的專業，因此，新工科建設注重加強實踐教學環節，為學生提供更多的實踐機會，培養其實際操作能力和解決問題的能力。同時，新工科也強調培養學生的創新思維和創新能力，鼓勵其參與科研項目和創新活動，提高其創新能力和綜合素質。培養學生的實際應用能力，使他們具備在工程實踐中解決實際問題的能力。這主要包括項目設計、實習經驗和實際工程經驗的積累。

1.2.3 創新能力和綜合素質的培養

計算機科學與技術專業作為技術密集型專業，對學生的創新能力和實踐能力有較高的要求。因此，新工科建設通過設立創新實驗室、開展科研項目等方式，為學生提供更多的創新實踐機會，培養其創新思維和解決問題的能力。

1.2.4 交叉學科融合的推進

隨著信息化技術的快速發展，計算機科學與技術已經融入各個行業和領域，因此，加強與其他學科的交叉融合，培養具有跨學科知識和能力的人才，是新工科建設的重要方向之一。新工科建設鼓勵計算機科學與技術專業與數學、物理、經濟學等學科進行交叉融合。

1.2.5 社會服務需求的提升

通過培養學生具備自主學習、終身學習的觀念，使他們能夠不斷適應科技發展的快速變化，不斷提升自己的技能。加強工業界與學術界的合作，促進工程教育與實際應用之間的緊密結合，使學生更好地適應實際工程項目的要求。從而提升工程教育服務于社會需求，使學生的學習與實踐更貼近社會的實際需求，促使工程技術更好地造福社會。

2 地方高校專業建設現狀

2012年，教育部頒布了《普通高等學校本科專業目錄（2012） 》，將計算機確定為專業類學科，計算機科學與技術專業從此開始設立[9]。經過多年的建設與發展，目前該專業正朝著內涵式建設方向發展。在新工科背景下，地方高校計算機科學與技術專業（以下簡稱“計科”專業）的建設現狀受到多方面因素的影響，包括地區特色、學校規模、師資力量、產業需求等。以下是存在的主要問題。

2.1 培養模式同質化較為嚴重

新建地方本科院校“計科”專業大多創建于2002年前后，其人才培養模式同質化較為嚴重[10]。起初，其培養方案是在重點高校的“計科”專業培養方案基礎上進行課程增刪而形成的，有的地方高校甚至“照抄”重點大學“計科”專業的培養方案。其培養模式及培養方案的制定沒有考慮地方高校的生源特點及辦學實際，人才培養定位同樣存在“同質化”。在“新工科”背景下，地方高校“計科”專業課程設置沒有充分考慮新工科的要求，造成課程內容與地方社會對本專業人才的需求吻合度不高。

2.2 重理論，輕實踐

“計科”專業是實踐性、應用型較強的專業，然而在本專業的教學過程存在“重理論輕實踐”的現象，實驗方面還是以演示類和驗證類為主。實驗內容往往是沿用以往的教學內容，或者是利用現成的模擬軟件進行，缺乏創新性思維，動手實踐的機會少，抑制了大學生的創新能力，大學生的工程化實踐能力得不到有效的訓練。

2.3 校企合作缺乏原生動力

校企合作是培養應用型人才的有效途徑。在我國，由于目前校企合作機制還不完善，而且校企合作過程中責、權、利不對等諸多因素影響，企業參與校企合作的積極性還不高。加之，我國校企合作激勵機制、約束機制還不健全，許多政策也相對滯后。

2.4 評價體系還不夠完善

目前，由于大部分地方本科院校缺乏科學有效的應用型本科評價標準和體系，地方本科院校與研究型高校的同質化傾向一直比較明顯。推動地方本科院校向應用型轉變是一項復雜而艱巨的任務，需要加強頂層設計和政策引導，以培養應用能力為評價導向，研究制訂應用型本科高校教育教學評價指標體系和考核辦法。

總體而言，地方高校在新工科的背景下，逐漸認識到計算機科學與技術專業需要更加強調實踐、創新和產業對接。隨著對工程人才需求的深入理解，一些地方高校已經或正在調整計算機科學與技術專業的培養模式，以更好地培養適應行業需求的工程人才。

3 專業人才培養模式改革的思路

在新工科的背景下，結合我校的辦學定位，依托我校“計科”一流專業，以地方經濟建設人才需求為抓手，以培養高素質應用型、技能型IT人才為目標，把“計算思維”“創新創業思維”戰略作為“計科”專業新工科建設的核心，從人才培養模式、專業培養方案、課程體系結構、師資隊伍建設等方面進行探索，有序地推進“計科”專業建設，培養符合行業發展的高質量、應用型人才，推進本專業的內涵式發展。

3.1 重構創新創業教育和專業教育深度融合的人才培養新模式

在新工科背景下，圍繞思維方式和專業能力培養為主線。首先，以通識教育、專業基礎、專業核心、專業方向4個課程群為底座，培養4個思維方式，即：邏輯思維、計算思維、系統設計思維和智能思維；其次專業能力方面，以軟件為核心轉向以硬件和軟件集成為核心，以“算法”層面轉向“系統”層面，突出“系統”設計，培養4個專業能力：計算思維能力、算法設計與分析能力、編程能力和系統能力，重構通專融合、信息技術、智能技術、創新創業教育和專業教育深度融合的“互聯網+”與“思維+能力”專業人才培養模式，如圖2所示。

3.2 新工科背景下專業建設的途徑

在新工科背景下，加強計算機科學與技術專業建設的途徑涉及多個方面，包括課程設置、實踐教學、創新創業教育、師資隊伍建設等。以下是一些關鍵的途徑。

3.2.1 課程體系更新

引入跨學科課程，計算機科學與技術專業不僅涉及計算機科學本身，還與其他學科如數學、物理、經濟學等有緊密的聯系。因此，新工科建設需要增設跨學科課程，強化學科之間的聯系和互補，培養學生的綜合能力。

更新教學內容，將產業和技術的最新發展、行業對人才培養的最新要求引入教學過程，更新教學內容和課程體系，建成滿足行業發展需要的課程和教材資源。構建以知識本位的教學模式轉向以能力本位的“線上+線下”混合式教學模式，按照省級一流專業的建設指標，加強專業優質課程資源的建設，通過計算機新技術、新平臺完成專業課程建設，專業課程實現微課、MOOC的教學方式比例達到30%。

重構適應時代需要的 “知識+能力”培養體系，優化培養方案。立足本專業挖掘創新創業元素，包括創業課程、創業實踐項目、創業導師制度等，不斷培養學生的創新精神和創業能力。通過計算思維能力培養和專業能力培養兩條主線設置與建設系列課程，構建能力培養的“進階式”課程群，優化課程內容、推進實踐教學改革，并更新課程評價體系指標。

3.2.2 實踐基地建設

與企業合作建立實踐基地，新工科教育強調實踐能力的培養，通過與企業的緊密合作，可以為學生提供更多的實踐機會，加強理論與實踐的結合。這些實踐基地可以引入實際工程項目，讓學生在實踐中學習，提高實際操作能力。

提供實踐教學和科研場所，實踐基地不僅提供學生進行實踐教學的場所，也為學生和教師提供科研實踐的設備和環境，促進教學與科研的深度融合。

推進校企合作深度融合，探索協同育人新范式，挖掘協同育人“新動能”。在眾創空間建設、“訂單式”人才培養及“卓越班”培養等方面取得新突破。創建產學研合作平臺，推動校企合作項目落地。完善學科競賽制度，以賽促學，使得實踐教學方式呈現多樣化，構建適合本專業的實踐教學體系。

3.2.3 師資隊伍建設

引進高水平教師，具有國際視野和創新精神的教師是新工科建設的關鍵。通過引進高水平教師，可以提高整體的教學水平和科研能力，為學生提供更好的教育資源。

加強教師培訓：加大對教師的培訓力度，提高教師的教學水平和科研能力。鼓勵教師參與跨學科的科研項目，引導學生參與科研實踐，促進教學與科研的深度融合。

3.2.4 學生評價體系改革

建立多元化評價體系，注重學生的綜合素質和實踐能力的考核，除了傳統的考試成績，還應考慮學生的項目完成情況、團隊協作能力、創新能力等多方面的表現。

加強過程性評價，重視學生在學習過程中的表現，及時反饋學習成果，幫助學生調整學習策略，提高學習效果。

3.2.5 政策與資源整合

政策支持，政府應加大對新工科建設的政策支持力度，為學校提供更多的經費和政策傾斜，鼓勵學校開展新工科建設實施方案。

資源整合，學校應整合各方資源，與企業、社會等合作伙伴建立長期穩定的合作關系，共同推動新工科建設實施方案的落地實施。

根據地方社會產能結構調整及社會需求，及時優化計算機科學與技術專業方向課，在人工智能、大數據應用等方向有所突破，使畢業生能夠更好地滿足地方經濟發展的需要，以提高該專業畢業生市場競爭力。

3.2.6 國際合作與交流

加強與國際先進水平的對接：通過與國際先進水平的交流與合作，引進國際先進的教育理念和教學資源，提高我國計算機科學與技術專業的教育水平和國際競爭力。

鼓勵學生參與國際交流：為學生提供參與國際交流項目的機會，拓寬其國際視野，提高跨文化交流能力。

新工科建設的具體建設途徑是一個系統工程，需要政府、學校、企業等多方面的共同努力和配合。通過不斷更新課程體系、建設實踐基地、加強師資隊伍建設、改革學生評價體系、整合政策與資源以及加強國際合作與交流等措施，可以有效地推動新工科建設，培養適應新時代發展需求的行業高素質工程人才。

4 專業建設的展望

總之，自“新工科”提出以來，我國各工科專業在建設方面取得了一些成績，但地方高校的新工科建設相對較晚，提升空間較大。以上新工科背景下“計科”專業的建設途徑可為地方高校本專業建設提供參考，各地方高校“計科”專業應按照新工科建設的基本要求，分析“計科”專業對標新工科建設目標的差距，根據學校辦學條件及生源實際，制定符合自身實際的“計科”專業新工科建設計劃。高校“計科”專業在新工科背景下應致力于培養具有廣泛知識、實踐能力和創新思維的復合型人才，不斷更新課程內容、加強實踐教學、推動跨學科融合和國際合作與交流等措施的實施以，更好地適應科技的快速發展和社會的需求。

參考文獻：

[1] 符廣全.新工科應用型課程教學與創新能力培養[J].教育現代化，2020（41）：43-47.

[2] 林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3] 胡波，馮輝，韓偉力，等.加快新工科建設，推進工程教育改革創新：“綜合性高校工程教育發展戰略研討會” 綜述[J].復旦教育論壇，2017，15（2）：20-27.

[4] 劉鑫橋，王庚，吳津蕊.新工科的研究現狀、實踐進展與未來趨勢[J].西北工業大學學報（社會科學版），2021，41（4）：63-70.

[5] 項聰.培養工具理性與價值理性兼備的工程師：兼論新工科人才培養目標定位[J].高等工程教育研究，2017（6）：51-56.

[6] 鐘興華，陽林，利仁濱，等.基于大學生賽車競賽 探索車輛專業“新工科”人才培養新模式[J].教育現代化，2019（53）：8-10.

[7] 孫偉，馮曉東，羅迪.全球化視域下新工科人才培養的目標與路徑[J].教育探索，2021（1）： 43-47.

[8] 王永華.新工科人才培養模式創新的三個維度[J].中國高等教育，2021（19）：50-52.

[9] 中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學校本科專業目錄和專業介紹：2012年[M].北京：高等教育出版社，2012.

[10] 馮雙成.“新工科”背景下本科院校計算機科學與技術專業轉型策略研究[J].佳木斯教育學院學報， 2020，36（4）：266-267.

【通聯編輯：梁書】