計算機專業新工科人才多元化培養模式

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［摘要］在新工科背景下，計算機專業工程化人才培養面臨著諸多問題。在結合蘇州大學計算機專業新工科背景下的人才培養實踐經驗的基礎上，引入了“多元化培養”的理念，構建了課程嵌入式培養、科研訓練培養、科技創新競賽培養、企業微項目培養和混合式工程項目培養在內的五種人才培養模式，并從如何有效地將這五種培養方式融會貫通于多元化培養模式出發，研究和討論了新工科背景下全面、合理和有效的計算機專業工程化人才“多元化培養”的模式。

［關鍵詞］“新工科”；計算機專業；工程化；多元化培養模式

一、引言

當今世界隨著人工智能、大數據、云計算和新能源等新興技術的崛起，引發了新一輪全球范圍內的科技革命和產業變革。世界各國在新興技術、新興產業、新興經濟模式等方面的創新能力不斷加強，這對我國高等工程教育的發展及創新型工程實踐人才的培養提出了更高的要求[1]。工程實踐教育與產業發展息息相關。新興產業的發展離不開工程實踐人才的支撐，特別是對于新興技術和新興產業面臨的國際競爭與挑戰[2]。因此，需要緊跟新興科技發展的動向，提前布局新工科背景下的計算機專業工程化人才的培養，提升新工科背景下工程教育支撐新興產業發展的能力。2017年2月，教育部、人社部、工信部聯合印發的《制造業人才發展規劃指南》中提出，制造業十大重點領域人才需求預測———新一代信息技術、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥等10個專業榜上有名。從目前國內的專業設置情況來看，計算機技術、網絡與信息工程、安全工程等專業已經被納入新工科的范疇[3]。從這些專業的分布中可以發現，新工科專業的設置將以計算機、互聯網和工業智能化為核心，以新型信息技術、新能源、智能制造等領域為主干。新工科背景下計算機專業工程化人才培養的必要性和緊迫性可見一斑。

二、新工科背景下計算機專業工程化人才培養面臨的問題

目前，我國新工科背景下的計算機專業工程化人才培養存在人才培養目標定位模糊、各高校計算機專業之間同質化現象嚴重等問題，對基礎理論教育、實踐教育與課內外的實驗之間的關聯性與區分性在認識上存在一定的模糊[4]。新工科背景下的計算機專業工程教育與企業對人才工程實踐能力的需求存在明顯的差距，計算機專業的學生普遍存在綜合實踐能力與實踐創新能力方面的不足。隨著蘇州及長三角地區經濟結構的調整，以及產業結構的優化、轉型與升級，本地區對計算機類高層次工程化人才的需求呈不斷增長的趨勢。然而，目前高校培養的計算機專業人才，在基礎知識、實踐能力和創新能力等方面都出現了與新一代IT產業的發展浪潮和企業所需人才不匹配的矛盾。簡而言之，新工科背景下的計算機專業工程化人才培養仍然存在以下三個亟待解決的問題。

（一）新一代信息產業快速發展與計算機專業配套人才培養不足

蘇州乃至華東地區都是新一代信息產業的重要基地，本應也是相關人才的集聚地，但是實際情況是很多蘇州高新信息技術企業無法招聘到足夠數量的計算機類專業人才。全國統計數據也從側面體現了這一突出問題。到2025年，新一代信息技術、人工智能、智能制造、新材料將成為高端人才緊缺較為嚴重的產業，僅新一代信息技術產業人才缺口將會達到950萬人[5]。從宏觀的蘇州地方經濟發展角度來看。目前，蘇州經濟已經面臨深度轉型升級的問題，也是IT技術產業轉型升級的關鍵時期。解決這個問題亟須企業加強技術創新和消化吸收再創新，而實現這一目標的關鍵是高層次的計算機類學科人才培養，尤其亟須培養一大批面向新型IT技術行業的新工科人才。從微觀的蘇州企業的用人需求調查來看，絕大多數企業需求的是具有一定理論水平、較強動手能力、能獨立解決實際問題的專業人才。

（二）新工科計算機專業工程化人才培養體系與培養要求存在偏差

目前的人才培養體系立足于學科來構建專業知識體系，與新工科背景下的計算機類人才工程化特征和行業特征均存在較明顯的偏差。近年來，雖然在引入新的知識、重新設計理論教學內容和豐富教學手段等方面做了大量的實踐探索，但總體效果仍然有限。工程化的人才培養體系不僅沒有形成，而且還有培養目標與社會需求存在偏差的問題。此外，計算機專業的人才培養定位與企業需求存在不匹配的問題。目前的計算機專業人才培養體系的定位過于強調“通才”，再加上學校與企業之間的交流雖然頻繁，但是很多交流只停留在表層，從而導致高校培養的計算機類畢業生進入企業前，仍然需要企業重新培訓學生的工程實踐能力。也就是對于高校到底需要培養什么樣的計算機專業人才才能符合企業的要求，高校通常無法準確清楚地描述，由此導致人才培養方案的錯位，質量保障措施不到位，培養出來的計算機專業人才工程實踐能力和適應能力都不強。

（三）在新工科計算機專業工程化培養中，教學管理及質量保障體系不健全

對于如何有效地解決新工科背景下計算機專業人才存在的工程實踐能力不足的問題，需要引入新的人才培養理念，從根本上改變人才培養過程中，僅重視科學知識，而忽視人才培養過程中的工程實踐訓練，以及只重視知識的傳授，而忽視創新實踐能力的培養。針對國內高校在計算機專業工程人才培養模式上存在的課程設置同質化、理論課程內容陳舊化、實踐內容單一化等現象，無法明顯地體現出各個學校計算機專業的特色和差異，最終造成了計算機專業學生缺乏企業所需要的基本實踐技能、工程實踐能力和實踐創新能力，從而導致計算機專業的畢業生就業困難，或者無法勝任相關崗位的工程實踐任務。上述問題已經普遍存在于計算機專業的工程教育培養過程中，因此有必要在新工科背景下，通過對計算機專業工程人才培養模式的變革，行之有效地解決這些問題。

三、新工科背景下多元化工程人才培養體系研究

人才培養體系是對所培養人才的知識結構與能力結構的頂層設計，是實現人才培養目標的重要手段和保證，是培養模式的核心要素和中心環節。本文通過引入“多元化培養”的理念，對理論教學體系與實踐教學體系進行了深入的研究和合理的重構。將企業對于計算機專業人才的實踐能力與創新能力需求、項目案例、新技術、新方法等內容作為理論課程和實踐培養環節的重要組成部分。新工科計算機專業工程人才培養體系主要由基礎理論體系、工程實踐體系和實踐創新體系三個部分組成。工程實踐體系和基礎理論體系兩者密不可分并相互支撐，是構成培養體系的兩塊基石，實踐創新體系是對前兩者的拓展和延伸。新工科計算機專業工程人才培養體系的設置與工程能力形成有密切的關系，它是工程能力形成與提升的前提和基礎[6]。因此，合理的培養體系對新工科計算機專業工程人才的培養至關重要。實踐環節的設計既要滿足企業和社會發展對人才提出的要求，又要體現工程能力的關鍵要素。同時，實踐環節的組織還要適應各層工程能力的遞進關系。為此，按照本文提出的新工科工程人才培養理念，將實踐環節按其自身規律及工程難度予以組織，構建了相應的新工科背景下計算機專業工程人才多元化培養體系，即通過“基礎實踐”“專項實踐”“綜合實踐”“工程創新實踐”4組模塊對“基礎實踐能力”“專項實踐能力”“綜合實踐能力”“創新實踐能力”進行階梯式遞進培養（見圖1）。教育教學論壇2021年7月通過構建科學的評價指標體系，形成有效的質量保障。根據計算機類專業的特點，通過信息化手段，建立由學生、社會、企業參與的多元評價與反饋機制，開展多層面的對培養過程及其效果的科學評價和評估，乃至對學生的學業發展預測、職業預期指導、學業分析與預警等研究與實踐，建立科學的評價與質量保障體系（見圖2），最終形成滿足企業和社會需求的新工科背景下計算機專業工程人才多元化培養體系。

四、新工科背景下多元化工程人才培養模式研究

文中的新工科多元化人才培養模式，其指導思想是以工程化的理念引領人才培養的全過程，最終達到回歸工程的目的。不同類型的專業、不同的培養條件和不同的培養對象決定了在人才培養過程中需要采用多樣化的培養方式。在結合新工科背景下蘇州大學計算機專業人才培養前期的探索和實踐經驗的基礎上，依據工程人才培養規律，按照逐次推進、由淺入深、由單一到混合的原則，本文通過研究“課程嵌入式—科研訓練—科技創新競賽—企業微項目—混合式工程項目培養”的多元化項目教學人才培養體系，將如下五種培養方式，依序融會貫通到多元化培養模式中。1.嵌入式培養方式。對企業的共性需求進行提煉，將其轉換為相應的課程或培養環節，并以課內學分和課外學分的形式嵌入培養方案，以實現培育環節與企業需求的直接對接。2.科研訓練培養方式。對于綜合性實踐環節、畢業設計、課外創新訓練項目、大學生科研立項等綜合性較強的培養環節，采用引進企業項目資源或送學生進入企業，由企業工程師和學校教師共同組成協同指導工作組，聯合指導項目的工程化實施。3.科技創新競賽培養方式。指導學生參加中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”大賽、中國大學生計算機設計大賽等比賽，培養大學生的科技創新意識，鍛煉大學生的創新和實踐能力。4.基于“微項目”的培養方式。將企業的項目分解為相應的“微項目”讓學生去完成。學生則通過自主申請或競標的方式取得“微項目”，并在企業項目經理或指導教師的指導下完成，通過完成這些項目使學生的工程實踐能力得到提升。5.采用混合式工程項目培養方式。采用獨有的“技能儲備階段+仿真實訓階段+崗位實訓階段+實習就業階段”的混合式工程項目培養法（見圖3）。注重新工科背景下的工程實踐能力培養與計算機類應用型人才需求相吻合。技能儲備階段主要的任務是學習新的實踐理論和方法，從而具備完整的工程知識體系和一定的工程開發的規范度與熟練度，同時掌握項目開發常用知識點的基本應用。仿真實訓階段的主要任務是將技能儲備階段學習到的新理論和新方法通過案例進行進一步的拓展實踐，從而具備項目工程思想和相關崗位的技能要求，并且能夠根據項目分工完成工作任務。崗位實訓階段的主要任務是使計算機專業的學生具備獨立思考和解決問題的能力，具備項目創新的能力，同時還要符合項目開發相關崗位的綜合要求。實習就業階段的主要任務是使計算機專業的學生通過上述三個階段的培養，最終成為新工科背景下電子信息產業公司所需的具備工程實踐能力的人才。

參考文獻

［1］張大良.因時而動返本開新建設發展新工科———在工科優勢高校新工科建設研討會上的講話［J］.中國大學教學,2017(4):4-9.

［2］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+2.

［3］國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見(國辦發〔2017〕95號)［EB/OL］.(2017-12-19)［2021-01-26］.

［4］林健,鄭麗娜.從大國邁向強國:改革開放40年中國工程教育［J］.清華大學教育研究,2018,39(2):1-17.

［5］夏建國,趙軍.新工科建設背景下地方高校工程教育改革發展芻議［J］.高等工程教育研究,2017(3):18-19.

［6］霍麗娟.基于知識生產新模式的產教融合創新生態系統構建研究［J］.國家教育行政學院學報,2019(10):38-44.

作者：羅喜召 單位：蘇州大學 計算機科學與技術學院