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[关键词]应用型人才 课程体系 模块化
[作者简介]侯琳(1983- ),女,天津人,天津科技大学,讲师,硕士,研究方向为计算机网络技术。(天津 300457)
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)03-0140-02
“面向一线,服务地方”是应用型本科人才培养的战略定位,在明确应用型本科人才特质的前提下,如何构建具有自身特色的应用型本科人才培养模式是一个急需解决的问题。由于网络技术迅猛发展,市场需求量逐渐增大,各大高校纷纷设置计算机专业网络方向。但是,由于对办学定位和人才培养模式概念模糊不清,目前高校普遍存在专业目标不明确、课程体系不健全、课程设置不合理等现象,同时缺乏一套完整的理论体系指导课程建设,从而造成学生专业技能差、知识结构不全面、难以适应企业对人才的要求。因此,如何对专业课程进行科学化分析,改变目前课程密度大但强度小的现状,让学生能够掌握真正的网络技能是一个亟待解决的课题。
一、课程体系构建原则
1.社会需求性原则。要时刻以社会和经济的需求为导向,明确企业对学生知识能力和专业技能的要求,然后进行分析归纳并整合,从而确定人才培养的目标定位,构建与之对应的课程体系。这样,学生在学期间就能够有针对性地学习,掌握企业要求的网络基本技能,为将来就业打下良好的基础。
2.以学生为主导原则。目前大多数高校教育形式模式化,教学内容并没有根据人才培养的层次要求和学生个性发展的需求而制定。在构建课程体系时,应充分考虑学生的基础不同以及他们各自的兴趣爱好和特点,要尽可能多地设置一些选修课程,让学生可以根据自身情况进行选择性学习,达到充分挖掘自身潜能的目的。
3.人才培养保障和评价体系具备可操作性。高校培养人才的根本目标是为社会经济发展输送合格人才,所以学校培养出来的学生能否达到专业培养的目标要求,能否满足经济社会发展的要求是评价高校人才培养质量的主要标准。教学活动是高校培养人才的主要途径之一,所以,对人才培养质量的评价归根结底就是对教学质量的评价。教学质量评价体系和对应的实施方法必须具有较强的科学性、实用性和可操作性。
二、人才培养的目标定位
对于应用型本科人才,在知识、能力、素质三个培养目标中,应该尤其重视对学生能力的培养。要解决学生就业难的问题,就要真正从企业的需求着手,明确企业究竟需要什么样的人才。我们对当地用人单位进行调研后,将企业的需求总结为三种类型:第一种是面向小型企业,他们要求学生能够组建简单的局域网并进行相关网络维护,能够编写网页和制作网站;第二种是面向中型企业,他们要求学生能够组建中小型局域网,对常见网络设备如路由器、交换机和服务器进行熟练配置,能够维护网络安全,优化网络性能,具备对网络进行规划的能力;第三种是面向大型企业,他们除了对人才能力的需求外,还需要学生具备网络编程能力,能够掌握最新的网络技术,具备很强的自学能力和实际动手能力。
对应企业对人才知识和能力的需求,我们把对学生的能力培养目标总结为三个层次:第一层是让学生能够具备建设网站和组建中小型网络等基本技能;第二层是让学生能够对大中型网络进行维护、管理以及优化;第三层是学生可以将所学知识融会贯通,具备相应的自学能力,掌握最前沿的网络技术并能够进行网络应用开发。
三、构建模块化理论课程体系
在遵循课程体系构建的原则下,有了对人才能力培养的准确定位,我们可以用模块化的形式来构建网络方向的专业课程体系。所谓模块,是指特定主题或内容的教学活动组合,一个模块就是一个在内容上和时间上自成一体的教学单位。模块之间可以相互配合,从而实现专业建设的多样性。模块构建的前提是要明确对学生综合能力和整体素质的培养目标,然后再提出单一模块对知识和能力的要求。理论课程体系总体上可分成三大模块,分别是基本素质模块、专业技能模块和职业定向模块。
1.基本素质模块。基本素质模块的教学重点是要让学生具备相应的语言运用能力、信息处理能力、逻辑思维能力、创新能力和组织合作能力等。主要目标是让学生学会做人,学会如何思考。该模块包括应用文写作、美学欣赏、职业生涯规划、大学语文等课程。基本素质模块是专业学习的一个重要组成部分,可以全面提高学生的人文素质和审美能力。
2.专业技能模块。专业技能模块的教学目标是要让学生具备从事网络行业的基本素质和能力,为学生的将来就业和终身学习打下坚实基础。专业技能模块应该包括专业理论模块、基本技能模块和专业选修模块。专业理论模块包括计算机文化基础、C语言程序设计、网络基础和数据库基础等课程;基本技能模块包括网页设计、网站维护、计算机信息安全、Web技术、专业英语和计算机网络管理等课程;专业选修模块包括手机程序开发、网络仿真技术、软件工程、数据库开发、Java程序高级设计、计算机系统集成、网络认证考试培训等课程。
3.职业定向模块。职业定向模块以培养学生能直接上岗为根本出发点,实现应用型本科强调的培养应用型和技能型人才的目标。因为掌握专业技能是学生顺利就业的前提条件,所以该模块强调的是提高学生的实践动手能力。职业定向模块包括网络项目实践和毕业设计,实践项目的设计要尽可能地做到精而专,可结合当前企业的实际网络案例,让学生掌握最新的网络技术,从而适应企业对人才的实际需求。
培养应用型人才,应以让学生掌握知识点和拓宽知识面为基础,强调提高学生的实践应用和动手能力,按照人才培养目标设置课程模块,逐层递进,全面提高学生的网络应用技能。要以“够用”为授课原则,重点突出知识点的实践性和应用性,避免让学生进行深层次理论知识的研究。做到“学以致用”,不光让学生“知其然”,还要“知其所以然”。同时,在构建课程体系结构时,要注重全面性,让学生能够根据自己的能力特点和将来的就业倾向来选择学习方向和选修课程。
四、构建实践课程体系
现代科学技术正在朝一体化的趋势发展,这就要求教学必须要与科研和生产相结合,在授课的时候,不仅重视理论基础教学,还要加强学生的实践教学环节,让实践教学始终贯穿在教学过程中并且放在重要位置上。增加实践教学不仅有利于增强学生对网络的感性认识,还能增强学生的实践技能,使学生具备观察问题、分析问题和解决问题的能力,从而提高学生的创新和独立思考能力。根据应用型本科人才的培养目标,可以建立多层次实践教学模式,也就是将计算机网络实验分为基本技能训练模块、专业能力训练模块和创新能力训练模块三个类别。(1)基本技能训练模块。基本技能训练模块的内容依托于网络基础课程的实验,多以演示验证性实验为主,要让学生对计算机网络有一个感性认识,通过实验理解网络的基本概念,培养学生的专业基本素质和基础应用能力。该模块可包括网络基本操作、网站规划、图片处理、ASP技术应用、动态网页制作等实验项目。(2)专业能力训练模块。专业能力训练模块的内容包括网络专业课程和选修课程的实验与实训。内容以设计性强的综合实验为主,旨在培养学生的网络专业技能,同时提高学生分析问题和解决问题的能力。该模块可包括复杂路由配置、三层交换配置、综合网络设计规划、复杂网络组网、网络流量分析等实验项目。(3)创新能力训练模块。创新能力训练模块包括项目实践、毕业实习与毕业设计。内容以创新性或研究性的实验为主,培养学生的创新能力和实际动手能力。项目实践内容可包括网络综合布线与测试实训、服务器的综合配置和网络信息安全综合操作等实训项目。
实践课程的教学体系改革一定要紧密结合当前社会和企业对人才能力的需要,把人才培养方案、课程体系构建和教学模式改革建立在校企合作的基础上。从企业的实际需求出发,将现有实践教学内容进行更新和整合,去掉陈旧过时的教学内容,减少演示性和论证性的实验,增加一些设计性和综合性强的实验,能够让学生通过一个实验理解多个知识点,将所学知识相互联系贯穿起来。同时,改变目前实践课程依附于理论教学的现状,让实践教学与理论教学真正融合在一起,从而建立一个完整、优化的课程体系结构。
五、结语
教学的核心关键是课程,同时,它又是一个载体,检验着所有的教学改革成果,所以课程设置是否合理是整个专业能否良性发展的基础和关键。目前网络工程是一个高新技术领域,具有发展迅速并且知识复杂的特点,因此在设置课程内容的时候,要充分考虑市场需求,结合区域经济特点。培养应用型人才可以按照职业选择设置专业方向,逐渐由“专业取向”向“职业取向”转变,学校的教育要真正做到“职业化”,这样才能培养出企业真正需要的人才。
[参考文献]
[1]高守平,张雯,陆武魁.应用型本科网络工程专业课程体系研究[J].计算机教育,2012(21).
[关键词]地方本科高校;计算机专业;转型
[中图分类号]G647
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712 2015 13-0052-03
[作者简介]崔建峰 1978― ,男,河北邯郸人,博士,厦门理工学院计算机与信息工程学院副教授,研究方向:软件测试与软件评价。
我国高等教育的改革和发展正处于一个重要的转型发展时期,地方本科院校在这种转型中面临着严峻的挑战。随着地方本科院校向应用技术大学转型的步伐日益加快,如何完成学院内专业转型,培养具有技术性、应用型人才是所有从事地方高等教育者应该思考的问题。推动本科院校向应用技术型高校转型,将极大地推动我国高等教育结构的优化,推进我国现代职业教育体系的构建。[1]本文结合教学和科研工作实践,分析在地方本科院校转型过程中,计算机相关专业转型发展的问题,有针对性地提出解决问题的对策,促进该专业领域教学、科研工作的发展。
一、存在问题
目前,应用技术型大学的高等教育评估指标体系尚未建立,对于应用型转型的若干问题都无法很好地突破。[2]
一 人才培养目标有待进一步明确
在地方高校转型发展过程中,明确人才培养目标至关重要。地方高校人才培养的首要目标应该是服务地方主要产业和社会经济发展的需要。人才培养的定位应该是构建以就业需求和素质养成为导向的实践性、创新性、多样化人才培养体系,培养综合素质高、实践能力强、具有创新创业精神和国际化视野的高层次应用技术型专门人才。[3]目前,地方高校的学生知识面偏窄,综合运用知识解决问题的能力弱;教师自主意识不足,对各自专业建设缺乏深层次的思考,对专业建设的具体内容缺乏长远规划;部分管理者仅专注于专业内部若干门专业基础课程的建设,调研行业发展现状、社会对高校人才培养需求的积极性不高,仅仅停留在讲座、互访等形式层面的了解上,缺乏持续性的跟进,尚未形成良性循环反馈机制。
由于计算机、信息技术及其应用发展十分迅速,但是专业课程的实验内容,特别是独立实践教学内容没有跟上其发展,导致学生的学习内容与实际应用存在脱节。部分专业对于基础课程、专业课程之间的衔接也考虑甚少,在专业课程的设置方面,因人设课现象还比较突出,并未把行业需求放在首要位置,不利于人才培养质量的提升。
二 各专业间交叉融合有待提升
受单一专业培养模式的局限,专业之间的沟通存在一定障碍,专业间交叉融合有待提升。以厦门理工学院计算机与信息工程学院为例,目前共有5个专业,10个专业方向。由于专业、方向数量较多,且专业间相互比较独立,每个专业都在打造“小而全”的模式,相互间缺乏交叉融合,力量分散,削弱了发展优势,特色不够鲜明。例如,目前学院各专业已经建成的实习实训基地,规模都比较小、比较封闭,适用专业单一,资源难以共享,造成了管理负担加大、重复性投入成本偏高、效果偏差等问题,其后果是难以形成大团队,不能承担大课题,不能解决大问题,不能做出大成果,不能实现大发展。人才培养也仅仅停留在知识结构单一、专业过窄、技能训练为主的阶段。
三 工程教育师资队伍力量有待加强
工程教育脱离工程实际现象比较严重,导致学生工程实践能力不足,与企业需求存在差距。专业教师队伍中虽然具有高职称、高学历的教师占据了很大的比例,然而现有的教师队伍知识结构较为单一,课程组建设出现“扎堆”现象,有的课程组只有一位教师,而有的课程组教师过多,以致出现“抢课”的现象,不利于课程的多样化发展。专业课程设置要求教师具有较高实践能力,然而现有师资中动手实践能力强的教师比例较少。新进教师大多具有高学历,他们在理论研究方面有很好的基础,但绝大多数缺乏实践能力,无法很好地担负起相关专业课程的教学工作。
四 实习实训基地建设管理考核体制有待完善
实习基地建设直接关系到实习教学质量,学院已经建立的校外教学基地为学院各专业学生毕业实习提供了稳定的学习场所和必要的技术支持,为广大学生顺利走上工作岗位奠定了坚实的基础。然而,随着市场经济体制改革不断深入,经济利益与公益事业的矛盾日益突出,企业与学校原有的业务关系受到来自诸多方面的挑战。传统的校外实习基地,由于企业与学校间没有直接的利益关系,管理难度加大,实习质量不尽如人意。学校和一些企业联合建立的校企合作基地比较松散,更多的是建立在临时的、现实的利益需求上。虽然采用校企指导教师共管共导,但是效果并不好。学生在企业实践随意性太大,实践目标模糊,考核没有统一标准。
二、发展对策
一 修订本科教育培养方案
制定明确的本科教育培养方案是地方高校转型顺利进行的必要前提。我校计算机与信息工程学院从2013年下半年开始,按照学校的统一部署,根据院内各专业建设和人才培养所暴露出来的问题、工程教育认证要求和闽合办学的经验,以2012级培养方案为基础,启动了2014级本科培养方案修订工作。
培养方案修订强调以就业需求为导向,以服务产业发展为目标,多方位、多渠道的调研海峡西岸经济区相关专业人才需求。各专业严格遵循“三三三制”,广泛收集国内外相关院校的培养方案,并对这些院校的培养方案进行了对比、统计分析;采取校企合作、产学结合模式,成立了由企业专家参与组成的专业指导委员会,开展校企合作,进行专业调研、毕业生调查,与企业互聘专家,了解行业的发展现状与前景;对专业人才培养方案、专业定位进行广泛调研,并通过专家的论证。
通过修订人才培养方案,学校的培养目标进一步明确,专业特色进一步凸显。新培养方案综合考虑了课程设置问题,如专业基础课程、专业必修课程和专业选修课程比例恰当,注重专业知识的拓展,并具有一定的前瞻性;独立实践课程环节注重学生实际工作能力的提高,适应就业要求;同时强调学生对于学科竞赛和创新训练项目的全员参与,将参与学科竞赛和创新训练项目作为创新学分的重要条件。
二 改善创新实践教学条件,创新实践教学体系
首先,需要继续完善实践教学体系,创建“实验室―校内实训基地―校外实训基地”三位一体的实践教学模式,同时,兼顾自由实验教学、专业技能训练、专业实习、科研训练、综合练习等功能,构成较为完善的实践教学体系,加强开设设计性、综合性实验力度。急需建立面向本科生的开放实验室,使学生尽早进入实验室参与科研和创新活动,保障学生实践技能提升,拓展渠道,为学生提供毕设优秀作品展示、学生开展创新实践活动的场地,并搭建软硬件平台。
其次,创建互惠互利型校外实习基地,努力探索毕业实习与学生就业结合之路。学院将采取走出去请进来的方式,加大力度赴省内外大型企业宣传介绍学院各专业特色及学生培养规格;请企业领导到学校向学生全面介绍企业性质、发展现状及对学生素质的基本要求等。同时,坚持互惠互利原则,将毕业实习与学生就业有机结合起来,充分利用规模和效益突出的企业对学生所产生的强大吸引力,将有就业意向的学生选派到该企业进行毕业实习,提高学生搞好毕业实习的积极性和主动性,强化企业对实习学生的管理力度,切实提高实习质量。
三 完善应用技术型师资结构
以应用技术大学转型为契机,尽快推动师资队伍建设的跨越式发展。加快深化人才队伍建设力度,不断调整师资队伍结构,逐步形成了以高层次人才为引领、双师型教师为重点、中青年教师为后备的全方位、多层次高素质人才梯队,满足应用技术型人才培养的需要,推动学院师资队伍建设跨越发展。
首先,加大力量引进高层次人才,不断发挥引领辐射效应。高层次人才是教学科研的骨干和核心,是学院专业建设可持续发展的中坚力量和不可替代的宝贵资源,在人才队伍中起着重要的导向、引领和辐射作用。其次,严格把关新进教师引进机制,多吸纳一些知识结构新颖、能够与时俱进的年轻教师,为现有教师队伍注入多样化的新鲜血液,保证教师队伍的先进性;加强教师队伍的培训机制,实时关注国内外最新教育教学方法动态并派送相关教师进行学习;设置二级学院教育教学方法改革和实验项目,为教师提供充足的资金资助,不断试验和修正最新教学方法,提高教学效果。在以上做法的基础上,着力建设“双师型”教师队伍,夯实应用型人才培养平台。[4-5]继续坚持“本科学历教育与职业技能教育相结合”的培养模式,致力建设一支“校企互通、专兼结合”的高素质“双师型”教学团队,根据不同的专业需求,从相关企事业单位引进一批既有学术水平、又有较强实践能力的专业人才,改善应用技术型师资结构。
四 着力打造品牌课程和品牌专业
专业建设水平的提升离不开学科建设的带动。学院将遵循人才成长规律,坚持以地方社会经济发展需求为导向,以学科建设为基础,以课程建设为核心的专业建设理念,将课程和课程群的建设为重要载体,促进教学团队与科研团队的有机融合。同时,整合地方产业企业资源,在软件与信息服务等领域积累优势,进一步强化产学研合作、实践教学环节教学。
学院将积极推动二级学院精品课程建设,邀请校内外教育教学专家开设专题讲座,完善并落实二级学院《精品课程建设实施办法》,明确精品课程建设的申报、经费划拨以及精品课程建设的管理与评估验收等具体办法,激励各系部自发开展具体建设工作。并积极筹备新一轮的校内专业评估以及为各专业国际工程教育认证评估做好准备。
参考文献:
[1] 陈琼英,曾波.论地方本科院校转型发展的战略选择[J].天中学刊,2014 6 :123-127.
[2] 赵帅,杨增俊,刘建华.我国应用技术大学建设与发展的路径分析[J].管理观察,2014 19 :153-154.
[3] 董立平.地方高校转型发展与建设应用技术大学[J].教育研究,2014 8 :67-74.
关键词:物联网;人才培养目标;课程体系
作者简介:张淑梅(1968-),女,山东莱州人,南京交通职业技术学院电子信息工程系,副教授。
基金项目:本文系中国交通教育研究会2012-2014年度教育科学研究课题“大交通背景下计算机网络技术专业课程体系构建”(项目编号:交教研1202-83)、南京交通职业技术学院教改项目“大交通背景下计算机网络技术专业课程体系构建研究”(项目编号:JX1128)、南京交通职业技术学院科学研究计划项目重点项目“高职院校计算机类专业优化研究”(项目编号:JR1205)的研究成果。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0083-02
2009年8月,总理在无锡视察时提出了“感知中国”,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。 2009年11月12日,中科院、江苏省政府在江苏省无锡市共建中国“物联网研究发展中心”,并初步形成以无锡市为核心,南京、苏州为支撑的物联网产业聚集区。有政府的大力支持,科研单位、运营商的大力推动,受需求和应用驱动,物联网将广泛应用于各行各业,物联网的市场潜力给高职教育带来了无穷的机会,这将为高职教育发展带来新的机遇。高职院校应顺应市场需要积极开办相关专业,培养物联网产业专业人才,满足国家战略性新兴产业发展的迫切需求。
物联网是个交叉学科,涉及到通信、传感、计算机网络以及RFID、嵌入式系统等多方面技术。高职院校与物联网相关的计算机网络技术专业如何更好地适应行业和区域产业发展的需求,在传统计算机网络技术专业的基础上开设物联网应用方向,调整专业人才培养方案、重构课程体系,主动适应地方经济发展的需要,是我们需要认真思考并付诸于实践的重要课题。
一、物联网应用方向人才培养目标的确立
专业的人才培养目标准确定位是构建合理课程体系的前提。高职教育的人才培养目标与社会经济发展对人才素质的要求是否一致,是检验高职教育能否满足社会经济发展需求的重要指标。以职业能力培养为核心的培养目标是现代社会对职业教育提出的新要求。为了体现高职教育以就业为导向,以职业能力培养为核心,增强学生社会适应能力及可持续发展能力,制定一个科学合理的人才培养目标时应从以下几个方面考虑:
一是高职教育的目的,即“培养什么样的人”;二是行业背景与区域经济发展,也就是要适应行业和区域产业发展的需求,为本地区培养高级技术技能人才;三是社会需求下的能力构成,这需要对高职物联网应用技术专业的学生毕业后所从事的职业岗位进行分析;四是行业专家意见。
物联网主要由感知层、传输层和应用层组成,物联网产业主要包括围绕整个产业链的硬件、软件、系统集成和运营服务四大领域。通过对无锡物联网产业研究院、中科怡海科技有限公司、无锡万博信息技术公司、上海亿道电子有限公司等多家物联网产业链的相关企业进行人才需求调研,调研结果显示,物联网企业对高职层次人才需求主要为:物联网工程项目技术员、物联网软件程序员、物联网软件测试员、网络维护技术员、物联网系统管理员、物联网设备营销与技术支持人员等。
按照专业人才培养方案的开发要求,对江苏长三角地区物联网产业发展现状及物联网产业人才进行需求分析、企业调研、专家研讨,明确了物联网应用技术专业主要面向物联网产业链的系统集成、运营服务领域,归纳出主要面向的职业岗位:物联网工程项目技术员、物联网系统管理员、物联网应用系统管理员等3个核心职业岗位,以及每个岗位的典型工作任务,从而确定南京交通职业技术学院计算机网络技术专业(物联网应用方向)培养目标为:本专业主要面向物联网产业,针对物联网在智能交通、平安家居等领域的研究和应用,服务区域与地方经济发展,培养具有扎实的专业基础理论知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有可持续发展与创新能力,掌握物联网应用技术,具备物联网工程项目的规划与施工管理、物联网设备安装与调试、物联网应用平台设计与开发、物联网管理与维护,物联网嵌入式软件开发以及物联网设备营销与技术支持等职业能力和素质的高端技术技能型人才。
二、物联网应用方向课程体系的构建
人才培养目标需要通过课程体系来实现。培养目标发生了改变,课程体系就需要重构。为了使人才培养既达到就业岗位职业要求,又具备一定的技术消化、吸收、改良、反求、创新能力的需求,课程体系的构建必须遵循“理论与实践相互交融”的课程体系设计思想。一个是培养学生可持续发展能力的基础知识的设计,一个是培养学生实践动手能力和创新能力的专业技能及素质能力的设计,理论与实践相互融合、交叉使用,形成完整的切实可行的课程体系。实践动手能力和创新能力培养,要将实验、实训、仿真实训到最后的顶岗实习整个实践教学过程系统化设计,这就要求加大实践课程的占比,教材也要随之配套建设。
1.构建“项目主导、模块递进”的课程体系
本课程体系构建采用“项目主导、模块递进”的课程体系构建模型。所谓的“项目主导、模块递进”的课程体系,是根据产业行业企业特点,明确本专业主要就业岗位,依据就业岗位归纳典型工作任务,确定完成职业岗位的典型工作任务所需职业核心能力,按基本能力、专业能力、综合能力三个依次递进的模块构建课程体系。
依据专业调研结果,明确了专业面向的主要工作岗位,对应物联网应用技术专业职业岗位的典型工作任务主要有:物联网项目方案拟定;物联网工程施工管理及实施;物联网设备配置与调试;物联网系统的管理与维护;物联网应用系统设计与开发、管理与维护;物联网设备营销、物联网项目售后服务、技术支持等。完成职业岗位的典型工作任务,需具备以下职业核心能力:具备物联网组网方案拟定、物联网工程施工组织及实施能力;具备熟练配置和使用网络设备的能力;具有较强的物联网管理与维护、保障网络系统安全运行的能力;具备较强的物联网应用系统维护、数据库管理、物联网技术应用等能力;具备熟练使用网络管理软件、网络编程工具、网页设计软件完成物联网应用软件设计、调试和维护的能力;具备从事网络设备营销与技术支持工作的能力;具有较强的团队协作能力、协调沟通能力、创业能力、就业能力及创新精神。
在分析本专业面向的主要就业岗位、就业岗位的典型工作任务、完成就业岗位的典型工作任务所需职业核心能力的基础上,构建了以项目为主导,按“基本素质模块、职业基本能力模块、职业核心能力模块、职业拓展能力模块、职业综合能力模块”五个相对衔接、交替上升的模块课程体系,整个课程体系按照从简单到复杂、从单一到综合、从低级到高级的知识进阶规律,综合培养学生的职业能力,为学生职业生涯打下坚实的基础。本课程体系结构如图1所示。
(1)基本素质模块。这一模块用于提高和培养学生的政治思想素质和职业道德,培养学生的辩证思维能力和外语应用能力,为创新思维和创新能力提供广阔的发展空间。该模块主要开设“德育基础”、“政治思想概论”、“军事理论”、“计算机应用基础”、“实用英语”、“高等数学”、“体育”、“就业指导”、“大学生心理健康”等课程,同时还开设“艺术鉴赏”、“美术鉴赏”、“音乐欣赏”等公共艺术课程。
(2)职业基本能力模块。职业基本能力模块涵盖该专业对应职业岗位群所需要的最基本的知识、技能、技术和素养,为职业核心能力模块服务。该模块主要开设“计算机硬件组装维护”、“计算机网络技术”、“局域网组建与管理”、“数据库技术及应用”、“物联网安全技术”、“射频识别技术(RFID)与应用”、“无线传感网络技术”、“初级程序设计(C#)”、“网页设计与制作”、“工程制图”等课程。
(3)职业核心能力模块。本模块突出“一专”,针对主要就业岗位方向。所有课程均安排一周到二周单项技能实训,该模块课程授课教师应具备相应职业资格证书和职业能力,即“双师型”教师,同时引入企业一线能工巧匠担任实践课程教学。这一模块主要开设“物联网组网技术”、“Linux操作系统”、“物联网综合布线”、“传感器与自动检测技术”、“嵌入式系统设计”、“企业网站开发”等课程。
(4)职业拓展能力模块。职业拓展能力模块对应“多能”,体现学生今后就业方向拓展,职业迁移能力。这一模块主要开设“C++程序设计”、“图像处理”、“GIF与GPS技术应用”等专业选修课作为职业能力拓展课程。根据各个学校的特点及优势,可以在此模块中调整不需要的培养方向或培养内容。
(5)职业综合能力模块。本模块主要体现实践性教学环节,保证学生获得较系统的职业技能、技术训练,为学生的就业和创业打下良好的基础。这一模块包括课程整周单项技能实训、物联网技术应用实训、专业综合实训、考证实训、毕业设计、顶岗实习等,做到校内学习与实际工作融通,顶岗实习与校外学习结合,校内考核与校外考核结合,实现课堂学习与实训实习地点“一体化”教学,体现“学中做、做中学”的实践教学理念。
基于各个学院的特色,将课程体系构建与特定人才培养及就业需求结合起来,有利于学生在社会中生存和发展,为学生迈向成功的职业生涯打下坚实基础。该课程体系有利于培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力,着力激发学生的创新能力和对未来职业的憧憬,增强学生的可持续发展能力。
2.以职业能力培养为核心,改革教学方法
任何课程内容都要通过一定的教学活动才能转化为学生的知识、技能、技术和素质,以职业能力为核心的培养目标要求以学生为主体组织教学活动。在教学方法上改变传统的教师唱主角的教学方法,而是采用案例法、任务驱动法、问题引导法、项目模仿法、小组学习法等方法。这种方法有利于培养学生独立学习的能力和提高专业技能,同时工作能力、创新能力、团结协作能力等均得到了全面的训练和提高。以职业能力培养为核心,改变了传统教学中教师与学生的地位,在教学过程中教师是指导者与咨询者;学生主动性和积极性得到了充分的发挥,由被动接受者变为主动获取者。
3.围绕课程体系建设开发并编写项目化教材
教材是课程体系建设一个重要的内容载体,通过开发和使用好的教材,一方面可以使学生的学习有章可循,另一方面可以更好地贯彻根据岗位需求培养人才的目标。物联网应用技术专业是一个新兴的专业,目前市场上还没有与课程体系相匹配的优秀教材。因此,建设在课程体系的同时,应积极推行项目化教材的开发与建设,在教材内容上,既突出理论体系创新,又体现实践能力的培养,使课程建设与教材建设统筹规划,协调发展。
三、结束语
物联网作为新兴的技术,受到各行业的广泛关注,未来必将得到极大的应用和扩展,然而高职院校要开办一个新专业,必须要进行谨慎的调研和论证,需要进行完善的课程体系开发和设计,配备相应的师资和教学设备。南京交通职业技术学院通过谨慎理性思考后选择了改造传统专业,积极开展课程改革、修订人才培养方案和课程标准,在专业课程设置时嵌入物联网技术相关的课程,使专业建设跟上技能进步的脚步,提升了专业与产业发展的吻合度。
参考文献:
[1]张淑梅.高职院校软件技术专业创业型人才培养课程体系的构建[J].职教论坛,2011,(27).
[2]朱群梅.高职院校开设物联网专业的探讨[J].科技致富向导,2012,(12).
[3]关勇.物联网行业发展分析[D].北京:北京邮电大学,2010.
关键词:计算机应用;项目课程;教学实施
在国外为了降低人才培养成本和使用成本,缩短培养周期,很多计算机人才都是通过职业教育而不是高等教育来培养的,对大多数IT职业人才来说,主要的能力是“做”,而不是掌握系统的计算机理论、进行计算机科学研究。所以,计算机应用专业教育应以应用性、标准性和针对性为主,在教学方面,学生实践是主要模式。教学不应按照从基础理论到专业理论,再到专业实践的路径[1]。而是把顺序颠倒过来,先从“做”开始,在做具体项目的过程中学习专业理论知识,掌握专业技能。所以,项目课程在计算机应用专业人才培养过程中将起重要作用,本文重点探讨如何进行项目课程的开发与建设。
1项目课程的特点分析
项目课程是以工作任务为中心选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式,其目的在于加强课程教学内容与实际工作之间的相关性和贴近度,整合理论知识与实践技能,提高学生职业能力培养的效率[2]。项目课程有下列几个明显的特点:教学内容符合职业岗位工作任务,教学环境模拟实际工作环境,教学内容直接来自或高度模拟实际工作,教学过程符合实际工作过程,以工作过程为线索划分职业岗位所需的技术理论知识与技术实践知识的逻辑结构,把技术理论知识和技术实践知识融合于教学项目中,以IT职业岗位工作评价标准来评价项目课程的教学效果。
2项目课程的开发途径
项目课程的开发与建设途径与学科体系课程相比相对比较复杂。项目课程的开发应具有以下几个内容:
项目课程的开发首先必须进行计算机应用专业职业岗位的工作分析。工作分析的主要目的是得到课程的门类、课程的结构,只有进行系统的、有效的工作分析,才能准确把握工作结构。通过工作分析确定专业人才培养所需的课程群,形成课程体系,划分课程的边界;在课程的边界划分过程中确定课程的目标定位与功能,确定课程和课程之间的逻辑关系[3]。根据课程的目标定位,详细分析课程担负的实际工作中的工作任务,设计和确定课程的结构,设计课程应包含的项目个数,确定项目和项目之间的逻辑关系。课程内的项目可以是一个IT职业岗位的一个工作内容、一种服务、一份计划、一份需求分析等,如一个网站的开发。项目内容应包括完成项目所需的技术理论知识与技术实践知识,提示学生自主学习与探索的拓展性的知识,以及完成一个项目应具备的、项目应经历的一系列过程,如步骤、时间、经费预算等。接下来是教学环境的准备,教学材料的建设、教学的组织和实施、教学的评价等课程建设内容。
3项目课程的教学策略与实施步骤
教学策略的确定是项目课程教学实施的重要内容。项目教学法是项目课程的主要教学方法。项目教学法是以工作任务为核心来训练技能并建构理论知识体系的一种教学法。项目教学法具有:有应用价值的项目、学生自主性、有计划的行动、解决问题的过程、相应的社会情境、教学内容的多元性等几个关键要素。
项目教学法实施的关键是设计和制定每个项目的工作任务,然后根据工作过程组织实施教学。本文认为项目教学法的实施应具有以下几个步骤:①确定工作任务。即在专业培养目标、课程体系的背景下,确定课程每个项目的教学内容,包括知识和技能,实际上在课程开发的时候就应该完成;②项目分析。在教师的主导下,分析项目的工作活动内容或工作任务,分析本项目在课程中的性质、地位和作用;分析学生通过本项目的训练与学习要达到的知识、能力和素养目标;③制定工作计划。在项目分析的基础上,制定完成本项目的具体工作计划,由学生主导、教师辅导;④尝试完成工作任务。学生自主探索性开展项目工作,发现困难、提出关键问题;在教师的指引下查阅并理解和记住完成项目所需的技术理论知识和技术实践知识;⑤实施计划、完成项目。由学生为主导,根据工作计划、工作分工和工作规定的时间,以及项目完成的规格要求,完成工作任务。⑥项目检查评估。项目完成后开展学生自我评估和教师评价;⑦项目总结和资料整理。对项目的完成过程进行总结,对项目工作用到的技术资料、知识素材等进行分类整理,教师主导;⑧课后练习。教师设计和布置类似的项目,进一步巩固学习效果。
4项目课程教材结构设计
教材开发是项目课程教学资源建设的核心内容,项目课程教材的结构设计可以根据课程的性质和教学目标来定。本文把项目的结构总体上设计为以下几个部分:项目引言、项目名称、项目概述、项目学习目标、项目相关知识、项目工作计划、项目实施、项目技术提示、项目小结、练习设计、参考资料等。根据项目的性质,一般情况下一个项目就是一个工作任务,但一个项目内部也可再细化为若干个工作任务,项目中的任务相当于传统教材中的节。每个工作任务也可以有自身的组成结构,工作任务的结构可以参照项目的结构来简化设计。
项目引言的作用在于引出项目的性质、地位和属性;项目名称是一个项目的标题与行动纲领,在命名时应注意以工作内容语言来命名,并注意与学生的兴趣和关注点结合;项目概述是对项目工作活动内容或目标的准确概述;学习目标是学习者通过学习要达到的知识、能力和素养目标;项目相关知识包括技术理论知识与技术实践知识以及扩展性知识,在教材中这三部分知识可不进行具体的区分,也可以用不同的形式出现,但不应有所缺失;项目工作计划是学生在学习过程中模拟真实的工作场景,为完成项目而设计的工作进程;项目实施是用来指引学生根据自己的计划进行项目工作的实施,可以包含具体的工作步骤;项目技术提示是针对项目实施中的一些关键技术问题而安排一些技术提示点,指引学生的行动;项目小结是在一个项目完成后对学生的学习进行总结提高;练习设计是通过相关类似的项目课题的设置来考察学生对本项目的学习情况、掌握的程度,通过练习进一步巩固本项目的教学目标;参考资料是为了促进项目知识的学习而选取的类似案例、相关资料,案例选取应具有一定的典型性、切合性和启发性。
5项目课程教学评价策略
项目课程的教学评价主要体现在评价标准、评价主体和评价过程三方面。其评价标准要立足社会需求,教学的成功与否要以学生是否真正掌握岗位工作能力、能否真正胜任具体的岗位工作为标准。做到课程标准与职业资格标准的接轨,实现课程标准与学生职业生涯发展的协调。其评价的主体主要是学生和教师。其评价过程不仅要落实教师评价和学校评价环节,要着重落实学生自评、互评和社会评价环节,并建立学生自评、互评和社会评价的规范程序及方法体系。
对学生来说,基于项目的学习与传统教学的一个重要区别在于学习评价。在基于项目的学习中真正做到了定量评价和定性评价、形成性评价和总结性评价、对个人评价和对小组的评价、自我评价和他人评价的良好结合。在项目开展过程中,可以要求学生首先对自己进行评价,总结自己在整个项目学习中所做的工作,学到的知识与自己存在的问题;同时对其他同学进行评价;并且可以对完成项目产生的作品进行展示,在作品展示中,可以对自己的作品及其他同学的作品进行比较与评价。通过评价,使学生反思自己学到了什么知识和技能,以及不足,从而找出进一步学习的方向,对教学效果的提高起推动作用。
6项目课程与企业合作建设的机制
项目课程的建设不能脱离实际的职业岗位工作内容和工作过程。项目课程的建设没有企业参与将降低岗位贴近度,无法保证课程建设的合理性、科学性和实用性。事实已经证明,学校与企业互动,生产与学习结合是培养学生职业能力的最有效途径。本文认为项目课程与企业层面之间的合作可以从以下几个方面切入,并形成一种稳定的常规性的工作机制。
(1) 学校与企业合作进行课程开发。科学合理的设计和制定计算机应用专业培养目标和培养方案是课程建设的根本条件。专业培养目标应与企业合作进行充分认证和调研的基础上制定,项目课程的开发首先要完成的任务是工作分析。工作分析只能在企业人员主持下,由学校教师参与完成。工作分析的主要目的是确定课程的门类、课程的结构,通过工作分析可以确定哪些课程应该整合、如何整合,哪些课程的边界应该重新划分,哪些工作内容在教学过程中没有涉及到,以及得出各项工作的重要程度、难易程度等。
(2) 学校与企业合作进行课程内容分析。通过工作任务分析得出的内容,一般不可能直接转化为课程,要想得到系统的项目课程内容,还要在课程门类划分、课程整合以后,再针对某门项目课程,进行工作任务分析、知识与技能分析,可邀请企业一线人员、教学一线人员进行具体的课程内容分析工作。尽量做到课程教学内容的系统性、职业性和科学性。
(3) 学校和企业合作设计课程教学项目。在课程内容和课程教学结构体系确定后,接下来就是教学项目的设计,解决项目的来源问题。项目课程的教学项目必须与企业实际工作任务贴近,所以教学项目最好来源于企业工作实际,可以是企业设计生产过或者正在设计生产的产品或业务。这个工作必须在企业的密切配合下,由教师组织完成。一般可以是企业提供的项目案例,教师整理形成可用于教学的项目,每个项目工作任务的描述基本是按照企业任务书的形式进行的。通过逐步完成各个项目的工作任务,达到素质教育、职业技能、知识教学的目标。
(4) 学校和企业合作开发项目课程教学资源。项目课程教学材料包括课程教材、课程项目操作指导书、拓展性练习项目、教学案利、知识与技能辅助学习材料、教学课件等等。特别是教材的建设方面,如果没有企业的参与将无法编写出适合高等职业教育的项目化教材,可以说目前在市场上没有一本以岗位技能和项目教学相结合为教学目的的真正的项目化教材。
(5) 确定课程教学和评价标准。在课程标准的开发上,校企双方应以企业工作任务书为参考,重视对实训任务的每一个细节的描述。课程标准应体现“以学为本”的教育理念,在标准内容的设计上具有一定的指导性与可操作性,在标准内容的选择上应以实践知识为主,着眼于理论知识与实践知识的整合,企业人员把握工作过程和逻辑,学校教师把握教学规律和方法;由企业技术人员确定每个项目的工作任务完成标准和评价标准,由专业教师确定课程的教学进度、课时的分配、教学方法与手段等教学标准,进而确定整个课程的教学和评价标准。
(6) 与企业合作培养课程教师。项目课程建设的一个重要任务就是师资队伍建设。项目课程的师资队伍建设可以通过下面两个方面实现:一是现有教师实践能力的提升,通过到合作企业挂职锻炼和有针对性的短期培训提高教师的专业技能;二是积极聘请企业中有实践经验的工程师或专家到学校兼职任教;其中实现第一条相对比较容易,现有的教师具备较好的课程理论基础,在企业实际工作经验丰富的技术人员的指导下,能迅速提高课程的实践操作能力。
参考文献:
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[3] 劳耐尔. 职业教育与培训学习领域课程开发手册[M]. 北京:高等教育出版社,2007.
Research on Computer Application Project Course Construction
ZHANG Zhi-jun
(Zhejiang Vocational College of Commerce, Hangzhou 310053, China)
Key words: higher vocational colleges;computer specialty;.NET;course system;construction
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)26-0199-03
0 引言
.NET软件开发技术是目前IT企业采用的主流开发技术之一,.NET软件开发人才也成为一些高职计算机专业的人才培养方向之一。湖州职业技术学院的计算机类专业就分方向开设了程序设计类课程,分别是Java方向和.NET方向。
.NET是微软的新一代技术平台,是一个全新的跨语言平台,改进了Windows中应用程序的开发和部署。.NET平台旨在实现如下目标:[1]①提供一个一致的面向对象的编程环境,而无论对象代码是在本地存储和执行,还是在本地执行但在Internet上分布,或者是在远程执行的。②提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。③提供一个可提高代码(包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码)执行安全性的代码执行环境。④提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。⑤使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序(如基于Windows的应用程序和基于Web的应用程序)时保持一致。⑥按照工业标准生成所有通信,以确保基于.NET Framework的代码可与任何其他代码集成。
在.NET平台上,既可以开发C/S结构的Windows窗体应用程序,也可以开发B/S结构的ASP.NET Web应用程序。.NET平台为工作人员提供了大量的类库,在类库中对应用程序的开发提供了强大的支持,大大提高了应用程序的开发效率。
1 NET人才培养目标
在IT企业中,一个软件项目通常是由一个团队负责完成开发的。在团队中,每一个成员根据其工作任务的不同各自扮演着不同的角色。深入研究并分析企业工作岗位对.NET软件开发人才的能力要求,明确.NET人才的培养目标,是构建科学有效的课程体系的前提。
对于一个中小型软件项目的开发团队,所需人员构成如图1所示。[2]
在这几个软件项目开发团队的角色中,适合高职学生毕业后初次就业的目标有软件工程师、软件测试员、实施工程师3个角色。
为了获取企业对.NET软件人才的需求情况,笔者走访一些IT企业并搜索几家较大型的职业招聘网站,综合调研结果后得出,对于高职.NET软件人才来说,毕业后的初次就业岗位主要有:C#软件工程师、ASP.NET软件工程师、Windows Phone软件工程师、.NET软件项目实施工程师、.NET软件测试工程师等。以这些岗位需求作为高职计算机类专业.NET方向学生的就业目标,是比较合理的。从事这几个岗位所需要具备的主要专业知识和技能如下:
①C语言知识和C程序的阅读理解及编写能力;②数据库知识和SQL Server数据库的安装、管理与维护能力;③网页设计知识和HTML+CSS网页制作及JavaScript脚本编程能力;④.NET编程知识和.NET的C/S结构和B/S结构应用程序开发能力;⑤移动开发知识和Windows Phone应用程序开发能力;⑥软件测试知识和.NET软件测试能力。
高职计算机类专业软件人才的总体培养目标是:培养职业素质高,人文素养好,具有创新精神,掌握计算机技术应用的专业知识和技能,面向各类企事业单位、政府部门的信息化建设领域第一线,从事软件开发、移动应用开发、软件测试、网站开发等工作的高端技术技能型人才。
2 .NET方向课程体系
高职各专业的学制通常为3年。这3年期间,除了最后一个学期用于毕业实习外,学生实际在校学习的时间不到2年半。在这有限的时间内,必须按照企业用人标准和技能要求,合理地安排设置相关的软件开发技术课程,构建科学的课程体系,并配合创新的课堂教学方法,才有可能培养出符合企业需求的软件开发人才。
学习和掌握软件开发技术不是学完一到两门课程就能够达到的,是一个循序渐进的过程,至少应该经过3个阶段:入门阶段、深入提高阶段、应用开发阶段。笔者学校计算机专业的.NET方向课程体系就是遵循这三个阶段来构建的,所构建的课程体系如图2所示。
NET方向课程按照性质分为方向专业课和方向选修课两类。.NET方向专业课包括C语言程序设计、HTML+CSS网页设计、C#面向对象程序设计、SQL Server数据库、JavaScript脚本编程、ASP.NET Web应用开发、jQuery应用与实战、.NET高级开发技术、.NET应用开发实践。.NET方向选修课包括软件测试技术与实践、iOS移动开发技术或Windows Phone移动开发技术、移动应用开发实践。
.NET方向各门课程的作用说明如下:①C语言程序设计:语言入门课程,旨在培养学生的逻辑思维,训练学生阅读理解C语言程序的能力,为后续程序设计课程打下编程基础。②HTML+CSS网页设计:网页设计入门课程,学习HTML标签、CSS样式、DIV+CSS网页布局,为后续学习B/S结构应用程序的开发打下网页设计基础。③C#面向对象程序设计:学习面向对象的程序设计模式,学习C#语言基本知识,训练学生的C/S结构Windows桌面应用程序开发能力。④SQL Server数据库:学习数据库知识,训练SQL Server数据库的安装、管理与维护能力,学习SQL语言,为后续学习数据库应用程序的开发打下基础。⑤JavaScript脚本编程:学习JavaScript编程知识,培养使用JavaScript脚本编程实现网页特效的能力。⑥ASP.NET Web应用开发:培养设计与开发基于ASP.NET技术的动态网站、B/S结构应用程序的能力。⑦jQuery应用与实战:培养使用jQuery改善页面用户体验的能力。⑧软件测试技术与实践:学习软件测试基本知识,学习使用测试工具进行软件测试实践。⑨NET高级开发技术:学习使用Ajax技术改善用户体验,使用Web Service实现Web应用程序间的互连,训练三层架构Web应用程序的开发能力。⑩移动开发技术:学习iOS移动开发技术或Windows Phone移动开发技术。{11}.NET应用开发实践:以仿真项目为载体,让学生体验完整的Windows窗体应用程序和ASP.NET Web应用程序的开发过程。{12}移动应用开发实践:以仿真项目为载体,让学生体验完整的Windows Phone移动应用程序的开发过程。
3 改革成效
笔者学校有两个计算机类专业:计算机信息管理、计算机网络技术,.NET方向课程体系改革是从计算机信息管理专业2012级开始进行实践的,在之前的计算机信息管理专业课程设置中,开设了C语言程序设计、Dreamweaver网页设计、C#面向对象程序设计、SQL Server数据库、ASP.NET Web应用开发等,从课程设置来看,只有入门阶段,缺少了深入提高和应用开发阶段。2012级以前的计算机信息管理专业毕业生鲜有从事软件开发工作的,这些个别从事软件开发工作的学生都是依靠自学并参加社会培训后成才的。
笔者作为计算机信息管理专业的负责人,为了改变专业学生对口就业率低,不能有效培养出市场需求量大、就业质量高的软件人才的现状,在计算机信息管理专业2012级人才培养方案中,增加了软件人才培养方向,构建了软件开发方向课程体系,设立了软件教学班。该软件班2015年毕业时,23名学生中,从事软件开发工作的有8人,从事软件测试工作的有6人,从事其他与专业相关工作的有3人。从就业数据看,采用新的课程体系后,无论是对口就业率还是就业质量都大幅提高,效果巨大。
改革的成效无疑坚定了专业课程体系改革的信心。笔者在之后的2013、2014级计算机信息管理专业人才培养方案中,继续增加了软件人才培养方向,在2015级计算机信息管理专业人才培养方案中又增加UI设计人才培养方向。
关键词:应用型人才;计算机专业网络方向;课程群
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
我国大学课程密度很大,但强度很小。我国大学本科四年的课程一般规定50~60门之多,而哈佛大学只有32门,芝加哥大学有42门。我国大学生每学期甚至可以选学10门以上的课程,而哈佛大学的学生平均每学期选学4门课程。我国计算机专业在课程设置上也是高、大、全,如何改变这种现象呢?可以通过课程群和方向课程模块化的思想进行设置。课程群方法是近年来高等院校课程体系建设实践中出现的一项新的课程开发技术,其基本思想是把内容联系紧密,内在逻辑性强,属同―个培养能力范畴的同一类课程作为―个课程群组进行建设。
2计算机专业网络方向能力培养的目标定位
作为一所应用型本科院校,在知识、能力、素质三个维度中,应该突出能力的培养。计算机专业的学生曾经一度受到社会青睐,然而随着时代的发展,计算机专业学生人数的增多,办学的实验环境跟不上,实践内容陈旧,造成了部分计算机专业学生到社会上求职难的局面。那么到底应该培养学生具备那些网络能力,这需要面向社会去寻找答案。通过对用人单位的需求了解获悉计算机专业网络方向的就业面可以划分为三个层次:一是小型企业或单位,它们需要能够建设网站、编写网页、组建简单的局域网,能够配置一般的服务,对网络能够进行维护的人员。二是中型企业或单位,这类单位拥有多个路由器和交换机,它们需要能够配置各种网络服务,包括对交换机、路由器进行配置和管理,能够维护网络安全,优化网络性能,具有网络规划能力的人员。三是大型企业,它们要求除了上述在中小型企业需要的能力之外,还需要具备网络编程,网络入侵检测,网络存储,无线网络,网络冗余设计等人员。
根据社会需求以及计算机专业培养目标,我们把计算机专业网络方向的实践能力抽象归纳为三点:建网、组网、管网,如图1。其中建网和组网是基本能力,管网是在建网和组网之上的提升。
建网、组网、管网对应的能力如图2所示。
3构建网络方向模块化课程体系
有了能力的准确定位,下面就可以依据能力构建计算机专业网络方向课程教学体系。我院计算机专业学生方向的选择是在三年级进行的,在选择方向前需要让学生对专业了解,以及培养专业兴趣,这样学生到了三年级才知道自己的兴趣以及如何进行方向的选择。学院从一年级到四年级规划了能力培养路线图如图3所示。
一年级学生通过学习计算机导论、C语言等课程了解专业;二年级学生通过学习专业基础课程、参加兴趣小组、素质拓展平台以及各种大赛来培养对专业的兴趣,挖掘自身的潜能;三年级学生根据自己的喜好可以选择方向,当然这些方向并非完全独立,某一方向的学生完全可以选择另外一个方向的课程去学习;四年级学生进行毕业实习、毕业设计。
对于应用型人才培养,应该注重知识点的掌握和知识面的拓宽,不过分强调知识的系统性和完整性;要注重实用性,不过分强调深层次的基础性知识;要注重实践知识与能力,不过分强调理论上的精深。总之,要强调“学以致用”。课程配置及课程内容的取舍应遵循“够用性”原则,即前修课的设置和其内容的取舍,要以后续课的需要为原则。网络方向模块化体系如下图4:
网络方向在一年级和二年级和其它方向是共享一个基础教学平台的。我们在制定网络方向课程体系时,重点是要突出上面所定位的三大能力,课程体系制定如表1所示。
建网课程主线的龙头课程为“WEB技术”;组网课程主线的龙头课程为“网络工程”;管网课程主线的龙头课程为“网络信息安全”,如图5所示。
4构建实践课程教学体系
实验课程体系是实验教学体系的核心要素。重组实验课程教学体系,优化课程结构,更新实验教学内容,增加综合性、设计性、研究性实验项目是要素的关键。实验教学不仅使学生增加感性认识,有利于接受和理解所学的知识,同时要培养学生的实验技能,使学生具备观察问题、分析问题、判断问题的能力,并初步学会运用理论知识和实验技能综合分析和解决问题,使学生具有创新、创业精神和实践能力。
实验课程内容的改革与更新,尤其是要紧密结合社会经济发展的需要,将现有的实验教学内容进行筛选、整合,对不符合现代科学发展的实验项目进行删除或更新,做到少而精,整体优化。减少验证性、演示性实验,精心安排综合性、设计性实验,注重融入本学科发展的最新科技知识,渗透相关学科的理论和技能,使综合性、设计性实验的课程占有相当的比例。要改变实验教学依附于理论课,实验教学内容各自独立、零散、重复的现状,建立系统优化的、相对独立的实验课程体系。实践教学能力培养与实验室的关系如图6所示。
根据“建网、组网、管网”能力培养路线,我们整合相关课程,删减重复内容,更新实验内容,优化了实验课程教学体系,如图7所示。
5结束语
课程是教学中的核心,它可以看作是一个载体,所有改革的问题都要在课程这个舞台上进行检验。课程群的科学合理设置是整个专业发展的基础与动力。根据市场需求,应用型大学人才培养可以按职业倾向设置专业方向并设置课程进行培养,最后按职业倾向毕业。这种由的“专业取向”向“职业取向”的转变,能有效提高人才培养的“职业化”程度,培养出具有社会适应性人才。
参考文献:
[1] 王万森. 计算机专业还有几分天下?[J]. 计算机教育,2006(2):3-7.
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[关键词] 计算机密切型专业;柔性;培养模式
[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)04-0004-04
0 引言
当前,计算机相关学科和专业发展呈现两个趋势[1]:一是向计算机领域更尖、更深和更专的方向发展,如软件工程、信息安全和计算机网络;二是向计算机学科与其它学科交叉融合的方向发展,如教育技术学、地理信息系统和电子商务。学者将这些彼此之间存在着相似特征和共性规律的专业称为计算机密切型专业。计算机密切型专业的诞生推动了计算机向高、精、尖和交叉融合的方向发展,促进了更适合社会需要的专业人才的培养。就许多高校而言,计算机密切型专业大都是在原来计算机科学与技术学科的基础上创立、分离、发展而来的,缺乏专业特色和战略层面的定位,缺乏高层次带头人,难以形成特色和优势[2],资源获取的能力和强度也比较有限,通常处于边缘的被动地位[3,4]。如何充分发挥计算机学科的基础优势,整合学科资源,加强学科合作,带动计算机密切型专业的建设和发展,是当前值得深入研究的重要问题。在国内,燕山大学率先将“柔性教育思想”和“学、研、产”互动的人才培养机制引入计算机密切型专业的人才培养中,构建了计算机密切型专业的柔性培养模式,依托计算机学科群的优势,推动专业的可持续发展。
1 计算机密切型专业柔性培养模式的涵义及意义
柔性培养模式有三层涵义:第一,教学管理具有柔性,使教学管理的职能和手段有助于计算机密切型专业人才培养;第二,培养过程具有柔性,能以较低的代价对培养过程的各个环节进行调整,满足社会需求和人才培养目标;第三,培养的学生具有柔性,具备计算机密切型专业所需的知识结构、能力、意识和人格,更容易适应社会需求的变化。
柔性培养模式把计算机密切型专业的定位和发展放在计算机学科群下研究,既关注专业间的共性问题,又涉及具体专业问题,对促进教学工作、提高教学质量具有重要作用和意义。
1)有利于完善计算机密切型专业的培养方向、发展定位和人才培养机制,提高就业竞争力,使培养的学生“厚基础、强能力、高素质”,能适应行业和社会对 “高、精、尖” 人才的需求。
2)有利于打破计算机密切型专业的发展瓶颈,拓展发展空间,使计算机密切型专业逐步拥有自己的硕士点和博士点,拓展专业在教学、科研和交流合作方面的发展空间。
3)有利于提高计算机密切型专业的师资水平,优化师资结构。提高了教师的学术水平和教学水平,促进其成长;吸纳和稳定学术带头人,灵活充实新生师资力量,从而使师资结构更加合理。
4)有利于优化计算机密切型专业的教学环境和实践环境。为专业发展营造良好的教学环境和实践环境,为学生创造优质的教学辅助平台,促进计算机密切型专业基础课程教学水平的提高。
5)有利于优化计算机密切型专业的课程体系。构造了可扩展、可演化和可拔插的柔性课程体系,优化学生的知识结构,满足行业发展和社会需求。
2 计算机密切型专业柔性培养模式的实践
以燕山大学软件工程、信息安全、地理信息系统和教育技术学4个计算机密切型专业为研究对象,从专业定位和发展方向、师资队伍建设、教学模式和教学方法、课程体系、教学实践平台5个方面进行柔性培养模式的探索和实践。
2.1 计算机密切型专业的发展方向和专业定位
目前,自觉融入区域,构建大学、产业、政府三位一体的新模式已经成为国际上比较流行的促进大学发展的高等教育新理念[5]。计算机密切型专业的发展应遵循“以需求为导向、以特色求发展、以质量谋提升”的教育理念,以服务地方经济为核心,以内涵建设为主线,以计算机专业的发展为龙头,带动其他密切型专业的发展。
1)以需求为导向。燕山大学立足于服务河北省经济结构调整和信息产业发展,重点发展与计算机专业密切相关的软件工程、信息安全、地理信息系统和教育技术学等学科,形成了条件比较先进、创新能力比较突出的学科发展平台,为计算机密切型专业的发展奠定了科学基础。同时,将河北省的资源和区域优势融入到学科和专业建设中,全力推进校企合作,构建起与相关专业领域知名企业的合作平台,为计算机密切型专业的快速发展创造了外部条件。
2)以特色求发展。在计算机密切型专业发展过程中,燕山大学充分发挥信息科学与技术作为河北省强势特色学科、计算机应用技术作为河北省重点学科的优势,形成了数据库技术、多媒体技术、并行与分布式计算、网络技术等十几个固定的研究方向,获国家、省部级科研奖20余项。计算机密切型专业课程开设注重突出地方特色。一方面面向秦皇岛产业结构调整和社会发展需求,设置突出地域和行业特点的培养方向,开设具有针对性的应用型课程;另一方面充分利用秦皇岛经济社会发展提供的素材,丰富案例库和教材内容。燕山大学操作系统精品课程建设荣获2013年河北省教学成果二等奖。
3)以质量谋提升。围绕质量主题,根据计算机密切型专业教育规律和发展趋势,确立了“在规模、结构、质量、效益协调发展的前提下,走高质量、有重点地发展道路”。经过多年的建设和探索,燕山大学形成了“面向地方经济与社会发展需要,兼顾行业需求” 的人才培养模式,并荣获2009年河北省教学成果一等奖。
2.2 计算机密切型专业的师资培养、遴选和管理
采用以“专职教师为主、兼职教师为辅、临聘教师为补”的“三三制”原则,构建优势互补、流动有序的柔性化师资队伍,提高师资水平,优化教师结构,为计算机密切型专业人才的培养提供人力保障。
通过实施柔性的师资培养、遴选和管理机制,打造一支具有丰富经验的校内专职师资队伍。重点引进名校名专业的高学历人才,注重引进人才的年轻化、知识化,建立一支有创新能力、有开拓精神的中青年专业团队。对关系专业发展长远规划的关键岗位,大胆启用具有真才实学、具有开拓精神的博士、硕士担任学术带头人、专业建设带头人、助手、课程负责人等。选拔有潜力的青年教师到国内外名校学习。以计算机学科为依托,多学科联合申报密切型专业的硕士点和博士点,将相关专业教师融入到计算机学科的学术队伍中,改善相关专业教师的生存环境。改革师资评价方式,突出实践特点。教授、副教授在岗位聘用期内要承担一定的实验、实习、指导科研立项、毕业论文的工作,从而保障了课程理论学习与实验、实践、研究环节的紧密跟踪与指导。成立青年实验室,把培养和引进的青年人才集中起来,汇成一股强劲的力量,壮大计算机密切型专业团队的科研实力,迅速提高科研档次、找准科研方向,力争短时间内申请到国家自然科学基金、“863”计划、“973”计划以及省、市级科研项目,实现专业团队科研跨越式发展。
充分利用秦皇岛丰富的社会资源,聘请政府、企事业单位等实际用人部门的高层次管理人员、研发人员担任兼职教师,形成了一支具有较强的理论基础和丰富的实践经验的兼职教师队伍。同时,加强与兄弟院校相关专业的沟通与交流,聘请外校知名学者来校讲学,开阔学生视野。
2.3 柔性教学模式和教学方法实践
将“柔性教育思想”引入教学,以“厚基础、强能力、高素质”为指导思想,以计算机学科的资源和环境为依托,采用案例式、探究式、实验式、讨论式、协同式和行动研究式等多种授课形式,运用多教师交叉授课、自由选择、分层教学相结合的教学组织方法,采用网络教学和自主学习等多种学习方式,引导学生从被动接受到主动探索,激发学生的学习兴趣和欲望。
在课程结构上强化知识结构的完整性,为每个学生获得终身学习的能力以及生存、发展和创造的能力打下基础;在课程内容的设置上则要求多样化和综合性,充分发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。构建网络化、立体化教学辅助系统和自主学习环境,将60%的训练内容设计成“自我导向式”探索课题,而将其中40%难度较大的部分设计成“团队攻关式”探索课题,强化学生对基础知识的整合,提高学生解决问题的能力,引导学生“灵活”构建学习环境、“有效”调用外部学习环境。
采用订单式人才培养模式,为企业定制培养毕业生。燕山大学以“育素质、教方法、练技能、学知识”为核心理念,以职业资格标准为依据,与东软集团共同进行专业课程建设,利用东软集团强大的知识积累以及领先的产品技术优势,完善计算机密切型行业工程师岗位技能知识体系。在教学过程中引入职业生涯规划的概念,使学生明确职业发展的阶段, 拥有自我发展的意识。建立素质教育的考核评价体系,制定出完善的考核内容、考核标准、考核方式,根据职业需求来培养 “拿来就用”的计算机密切型专业人才。
2.4 计算机密切型专业的课程体系构建
计算机密切型专业课程设置以计算机专业基础课程为主体架构,以相关学科知识之间的拓扑关系为基础,从知识学习和能力培养两方面突出专业设置的标准化和特色化,构造“强内核专业基础课程平台、柔外壳专业方向课程平台”的课程体系架构(见图1)。而且每门课程也包括必讲的核心内容和可调整的外壳内容,体现“厚基础、宽口径”的创新人才培养思想。
强内核专业基础课程平台由拥有相对稳定的内容、方法和基本原理的基础专业课程构成,体现了厚基础的课程内涵,拓宽了学生的知识面,开阔了学生的视野,使学生在知识结构上具备坚实的数理知识、深厚的现代计算机知识与计算机基础和应用知识以及全面的计算机密切型专业基础知识。在市场经济迅猛发展的今天,操作系统、计算机组成原理、计算机网络和编译原理等课程,已逐步成为每位计算机密切型专业学生必修的学科基础课程。
柔外壳专业课程平台由可扩展、可演化和可拔插的专业方向课程模块构成,形成了包括计算机应用技术、软件工程、信息安全、地理信息系统和教育技术学等五个专业方向的柔外壳专业课程平台。计算机应用技术课程模块用于构建服务机械和重型装备行业人才的知识架构;软件工程课程模块对接“河北、北京、天津、沈阳”软件开发园及企业的需求,用于构建软件开发人才的知识架构;信息安全课程模块用于构建服务地方社会信息化,从事企事业单位及政府信息系统建设、管理、运行、维护、系统集成或售前售后服务人才的知识架构;地理信息系统课程模块构建服务地方地理信息系统技术领域,从事地理信息系统与遥感领域技术开发人才的知识架构;教育技术学课程模块构建适应信息时代地方各级各类院校、企业、部队、教育电视台、出版社和电教馆等企事业单位数字化资源和平台建设、人力资源开发和管理人才的知识架构。在保持内核专业课程稳定的基础上,外壳专业课程每年允许有30%进行替换和更新,将每个专业方向模块中50%的课程作为计算机密切型专业选修课,以满足学生个性发展的需要。
2.5 计算机密切型专业教学资源和实践环境设计
多年来,燕山大学通过实施“学研产互动”的人才培养机制,将科研成果转化为优质教学内容。以科研强化计算机密切型专业的教师队伍和教学内容,将科研成果转化为教学案例和实验专题。以软件产业作为综合实践基地,强化综合实践环节建设。
1)将科研成果转化为优质教学资源,真正做到理论与实践相结合。在“计算机控制原理”课程中引进了有多年研究基础的并联机器人控制研究成果,将并联机器人控制模型、算法、技术、装置等内容贯穿教学全程,出版了辅助教材《并联机器人机构学理论及控制》。结合“油井下信号USB采集处理系统”科研项目,将USB接口技术内容引入到“计算机接口技术与外设”课程中,编写了《USB2.0原理与工程开发》教材,在国内发行两版,共计11000册,并在台湾出版发行。
2)将学科的科研成果转化为实验内容和教学案例,改变了以往重理论教学、轻实践教学的做法。以移动机器人为研究对象,开发“人工智能”课程的机器人足球实验平台,编写了《机器人足球系统》教学资料,为“并行/分布计算机系统”学位课构筑了基于Linux的并行分形实验平台,编著了《分形图形分布式并行生成技术》教材。在“软件工程”教学中,将获得“河北省十大优秀发明奖”、采用柔性软件技术开发的“万通通用财务系列软件”作为教学案例,出版了《柔性软件开发技术》、《会计电算化实用教程》等参考教材;在“计算机接口技术与外设”课程中结合国家“863”项目,将“机器视觉接口系统”确定为课程设计题目。
3)将软件产业作为综合实践基地,为教学提供了多种教学内容和案例。燕山大学国家大学科技园软件中心(以下简称软件中心)是由计算机专业骨干教师领办的高科技企业,是河北省软件技术发展和软件产品研发基地。在多年专业教学实践中,以软件中心作为综合实践基地,有计划地安排学生到那里进行实习、实训和毕业设计,定期邀请软件中心技术专家开设讲座,根据软件中心的生产实践评价教学内容、适当调整教学计划,形成了科研促进教学、产业支撑实践、人才回馈产业的良性运行机制。
2.6 柔性考核体系构建
建立柔性考评模型,提出柔性评价的指标体系和评价方法,加强过程的评价与管理,开展由政府、学校及社会各方面参与的教育质量评价活动。根据计算机密切型专业特点,提供自我测评、定性测评、长期测评、过程性评价、质性评价等多元评价体系,激励学生乐观向上、自主自立、努力成才。
3 结束语
综上所述,柔性培养模式坚持以人为本、能力为重、全面发展,构建了“强内核,柔外壳”的课程体系,优化知识结构,丰富社会实践,强化能力培养,使培养的学生“厚基础、强能力、高素质”;建立了柔性的师资培养、遴选和管理机制,多渠道提高教师学历和业务水平,优化教师结构,构建优势互补、流动有序的教师队伍,以解决专业师资水平低、结构不合理、工作量不足等问题。能够提高计算机密切型专业学生的学习能力、实践能力和创新能力,促进学生主动适应社会,保障学生的培养质量,对于促进计算机密切型专业的可持续发展具有重要意义。
参考文献
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[3]桑新民,梁林梅,刘永贵.教育技术学专业的继往与开来[J].中国电化教育,2005,(1):12-16.
一、基本数据
本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求,本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明,2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办[2011]25号文中,根据《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》,已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科,在本文的分析中未考虑此变化。
二、学位点科研基地分析
在申报书的第一部分基本情况中,要求各申报高校列出学位授权点对应的国家(部、省)重点实验室(专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地)。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总,各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域,反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。
三、学术队伍设置分析
根据各高校申报书中现有在编人员信息,从年龄结构看,36岁~45岁占到63.5%,46岁~55岁占到23.5%,55岁以上所占比例比较小,这表明,中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看,农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小(图1),迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。
四、学科研究方向设置分析
根据申报要求,各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个,不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向(图2)。
(一)计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究,着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护,运用构件化的软件技术和智能决策技术,研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用,以及智能决策软件的构造技术。
(二)计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心,以农业应用为特点,致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向,围绕传感网络的体系结构,信息采集,监控信息分析与处理,展开相应的理论与应用研究。
(三)计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点,开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括:网络化的嵌入式系统,网络性能评估与优化计算,传感器网络,下一代网络中的分布对象计算模型,网络安全,网络建模与模拟,普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。
(四)信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系,主要包括:数字签名与身份认证,密钥管理,生物数据安全,安全协议与多方计算等。(五)智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用,在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势,开展智能技术在农林业上的应用研究。
(六)图形图像处理研究图形图像处理,信息可视化和人机交互技术,计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括:农作物与植物分类,农作物生长仿真,农产品的检测与分级,新型农业机械作业仿真等相关需求。
(七)农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中,为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。
(八)数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要,重点研究数据库实现新技术,嵌入式数据库与移动数据库,数据仓库与数据挖掘,信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术,以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。
(九)嵌入式软件与系统结合农业院校的特点,培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才,主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究,为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台,实现嵌入式系统的应用开发,利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有:高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论,物联网技术及应用等。
五、学位点科研项目资助情况分析
科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况,分为5个标准:国家863/948计划项目,国家科技支撑计划项目,农业部星火计划/教育部项目,国家自然科学基金,省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见,国家863/948计划项目有33项,占总资助项目的8.4%;国家科技支撑计划项目有26项,占总资助项目的6.6%;农业部星火计划/教育部项目有27项,占总资助项目的6.9%;国家自然科学基金有53项,占总资助项目的13.5%;省自然科学基金/省教育厅项目有252项,占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡,14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,国家级的重大项目、重点项目(国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低,省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项,通过科学基金网络信息系统ISIS③查询,14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术(F020301)、计算机系统模拟与建模(F020102)和计算机软件(F0202)三个领域。从立项项目年度统计分析看,2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项,2009年承担15项;从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。
六、学科交叉融合情况分析
作为农林高校计算机科学与技术学科,在研究方向设置上,除了注重计算机科学与技术学科主体地位外,也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论,处理有关序列分析,蛋白质结构分析和预测,蛋白质功能预测,蛋白质相互作用和进化模型等问题,并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学,依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室,完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作,其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向,依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”,重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据,开发数据处理的算法和工具,对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术,解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究,包括蛋白质分子对接,动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究,重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。
七、学科发展方向的建议
通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展,新的学科增长点建议考虑如下方面:
计算机仿真是集系统工程、控制理论、计算技术于一体的综合性学科,它利用计算机强大的信息处理能力构建数学模型、模拟现实系统,并通过评价仿真实验数据来验证模型的正确性。在信息科学领域,计算机仿真已经成为研究者从事科学研究的重要手段。另外,在实际科研条件不充分的情况下,计算机仿真也是研究者从事课题研究的有力工具。它可以帮助研究人员在一定程度上摆脱科研条件的限制,从事大量专题研究。对于科研条件相对落后的高校,培养信息类研究生的计算机仿真能力显得尤为重要。科研设备昂贵而科研经费不足导致一些前沿的课题研究无法开展,一方面限制了学校自身的学科发展,另一方面也限制了研究生的培养。从培养通信专业研究生的科研能力出发,本文提出应用仿真软件和计算机实验设备构建科研仿真平台,改善研究生从事课题研究的环境。文中提到的平台建设方案不仅能缓解科研条件薄弱导致科研领域受限的问题,而且可解决现有仿真软件很难满足新课题研究需求、仿真结果跟实际系统脱节的问题。在平台建设过程中,研究生将提升自己的计算机仿真能力,扩展课题研究的领域。
计算机仿真软件应用现状
计算机仿真研究始于上世纪八十年代,国外有研究组织以计算机为工具模拟复杂系统。到今天,已经出现了大量的计算机仿真软件。现有的仿真软件(特别是商业软件)存在如下缺陷:首先,很难满足新课题的研究需求。很多商业仿真软件面向实验教学,旨在提高教学效率。其功能大多模拟已经很成熟的系统和模型,适合已经存在的工程应用。对于一些新领域、新课题的研究,由于理论模型需要不断更新和完善,其内容很难得到仿真软件的同步支持。新领域和新课题的支持欠缺导致这些软件不能很好地满足科研需要。其次,大部分商业软件不提供开源代码或者深入开发的接口。当面临新课题时,研究人员无法有效扩展这些软件,使之应用于新的研究领域。最后,仿真设计的系统跟所模仿的实际系统存在差距。计算机软件的模拟过程往往忽略大量实际约束条件,更多地停留在理论设计层面,可能导致仿真结果跟实际应用脱节。
构建仿真软件平台培养研究生的科研能力
在培养通信专业研究生时,导师应该充分考虑到仿真软件上述的缺陷,锻炼学生正确使用仿真软件从事课题研究的能力。从而摆脱已有软件的功能限制,增强科研的灵活度。
1.建立开源的仿真软件实验环境从开源仿真软件入手,摸索改进和自主设计仿真软件的方法,建立适合课题研究的仿真软件平台。图1说明了本研究的思路。通信领域的很多课题都是开放的,研究生可以选择自己感兴趣的方向。但科研基础、科研经费、科研时间以及实验条件的限制,最后导致科研基础薄弱,无法为研究生提供优良的科研环境,支持其从事新课题、新热点的专题研究。通过引入仿真软件,研究生可在导师的指导下改进仿真软件或自主设计仿真软件。最后,形成以仿真软件为平台的科研环境。这不仅弥补了科研资源的匮乏,而且拓展了课题研究领域,研究生可以根据自己的兴趣方向开展专题研究。
2.实验环境中用到的仿真软件根据研究方向和参与项目的分工,导师应该为学生指定合适的仿真软件。譬如,从事网络协议研究的学生,导师可为其安排Matlab和NS2等仿真软件;从事无线通信系统设计的学生,导师可为其安排Matlab和GloMoSim等仿真软件。
3.培养应用和开发仿真软件的能力考虑到仿真软件的缺陷,在培养研究生的计算机仿真能力时需要从两方面入手:第一,选择便于二次开发的仿真软件,培养研究生改进现有软件、甚至自主开发仿真软件的能力;第二,仿真设计跟实际系统设计相结合,在培养研究生原理分析能力的同时增强工程实践能力。前一个方面考虑到仿真软件不一定满足新课题的需要,譬如当前还没有能很好支持认知无线电研究的软件。因此,在指导研究生时,导师一定要考虑到所用软件是否支持二次开发,能有效扩展现有平台,从而支持新课题的研究。开源的仿真软件能很好地满足这一需要,譬如,开源的NS2软件为通信课题提供了一个开放的研究平台,研究者通过添加新功能模块,能将其扩展成适应新课题的平台。
构建计算机实验平台培养研究生的科研能力
在对专题进行原理性研究时,仿真软件为研究的深入提供了很多的便利。但是,仿真软件存在一个不可忽视的缺陷——不能完全还原实际工程场景。基于仿真的研究成果往往是原理性的结论,很难直接应用到工程实践中。因此,除培养研究生的仿真能力外,还需要锻炼其工程应用能力。本文提供了另外一种仿真思路:在利用软件方法进行仿真设计后,再利用计算机实验平台来搭建一些实验原型,近似模拟最后的实际系统。组建这样的原型系统既充实了科研资源,又锻炼了学生的工程实践能力。譬如,为构建一个MPLS网络,实验室需要投入很高的经费购买路由器设备,这意味着经费不充足的实验室无法从事MPLS网络方面的研究。此时,如果在计算机上安装Linux系统,并配置MPLS功能,即可用来充当MPLS路由器并组建一个MPLS实验网络。这种计算机平台仍然是一种仿真环境,但比纯粹的仿真软件更接近工程环境了。学生可以在这样的实验条件下从事很多MPLS网络方面的课题研究,这对提高学生的工程实践能力有很大的帮助。为有效构建计算机实验平台,研究生应该从课题研究需要出发,有针对性地学习计算机系统结构方面的知识和技能。导师应该引导研究生学习《操作系统》、《嵌入式系统》等课程。另外,导师还应引导研究生学习Linux方面的技术,提升学生应用Linux从事系统开发的能力。
关键词:物联网;智慧地球;创新能力;科研能力
0、引言
物联网技术在世界范围内被关注才只有十几年时间,而引起重视并获得快速发展也只是近几年的事情,却已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空问和海洋探索等领域投入应用。随着教育部批准各高校开设物联网工程专业课程以来,国内具有一定教学和科研基础的高校陆续响应,积极投入师资力量和硬件资源。物联网工程专业属于计算机、通信、电子等多领域的交叉学科,各院校物联网工程专业的培养目标基本是培养具有多领域基础理论知识和创新实践能力的复合型人才。
根据当前国内物联网技术以应用为先导的特点,大部分高校在注重物联网理论知识体系架构的同时,还加强对学生工程实践能力的培养,培养为我国工业化和信息化融合、为信息产业服务的高层次、高素质的复合型和创新型技术人才。显然,物联网技术的不断推广和应用使得社会对物联网人才素质的要求逐步提高。面对21世纪信息化时代的挑战,如何培养面向广大应用市场需求的物联网工程专业人才和科研人才,成为现阶段物联网教育领域的一项研究课题。
1、物联网工程专业人才培养的基本要求
物联网的技术架构可以概括为c3sd,即建立在传感网络fsensor network)之上的通讯(communication)、计算(computation)、控制(control)、数据海(data ocean)集成的架构。物联网由通讯系统、计算系统、控制系统、感知系统和数据海5大技术系统支撑。
物联网工程专业的实践课程必须是以物联网体系结构为核心进行设计和技术开发。相应地,我们在学生培养的不同时期设置不同的物联网专业实践课程,使学生循序渐进地学习和运用物联网5大技术的不同层次的开发和集成应用,具有较强的物联网技术综合应用和工程实践能力,能够从事物联网应用系统规划、设计、实施、管理和维护等相关工作。
2、物联网工程专业人才创新能力培养方式
以物联网专业的需求为引导,学生针对不同的应用方向和已有物联网领域知识进行创新,通过技术创新巩固已有的物联网专业理论知识,形成将理论学习与运用创新相结合的良性循环,在注重物联网理论知识体系架构的同时,也加强对工程实践能力的培养。
2.1 物联网工程专业知识学习
物联网工程专业学生培养方式的侧重点在于全方位的计算机硬件、软件以及物联网理论知识的学习,而不局限于单一行业的知识运用需求。区别于计算机专业学习,物联网工程专业知识学习更加注重学生的专业应用实践能力培养,将计算机知识如数据结构和算法、编程语言设计、数据库等运用到物联网实际应用领域中,通过数据处理、算法分析、系统开发等实际应用验证计算机和物联网理论知识。
学生可以通过算法和理论进一步理解物联网技术原理,尤其是通过相关实训应用程序开发(传感器原理及应用、reid原理及应用、传感器网络原理及应用、数据处理与智能决策、物联网通信技术、物联网控制、物联网信息安全等)进行物联网理论和方法相关课程的创新思维培养,达到创新性学习。
2.2 以工程应用需求作为创新性培养方向
基于工程应用需求的物联网工程专业学生培养模式建立在市场对物联网工程专业学生有较高的物联网发展洞察力、解决特殊问题的创新能力等要求基础上。学生需要结合自身专业特色对当前物联网工程应用需求进行深入分析,找到切入物联网的兴趣点,将物联网理论和技术运用到实际问题中,如智能交通、智能仓储,进入运用理论解决问题以及利用问题促进理论创新的良性循环。
将计算机、物联网理论和工程应用相结合,为物联网理论创新性教学提供了一个方向。目前,计算机学院已建设智能交通、智能仓储等实训综合平台,基于工程应用需求不断更新和优化实验教学内容,强化学生实训和实践能力锻炼,采用项目案例库的方式培养学生物联网工程设计能力和开发创新能力。
2.3 以学生为中心的自主创新
在培养物联网工程专业
学生创新能力的过程中,我们更需要注重学生的自主创新能力培养,允许学生自主选题并自主研究,将自身兴趣、专业知识和研究方向紧密结合,尊重学生的思想独立性,引导学生根据已有的计算机和物联网工程专业知识和自身的兴趣爱好,结合物联网技术具体应用,选择自主研究领域。同时,为学生提供开发资源如开发平台、数据库系统、rfid+gps物流管理系统(利用rfid技术、gps定位技术、自动控制技术以及网络通信设备等搭建物流管理实验平台)等,让学生从实际应用中体会物联网的体系结构,针对不同的物联网技术应用方向开展具体的研究并不断创新。
在此基础上,引导学生从计算机技术的角度思考物联网技术问题,鼓励学生从计算系统以外的角度进行系统创新,将计算机和物联网理论知识与实际的工程运用需求相结合,培养物联网工程专业学生的专业素养和实践能力。
3、物联网工程专业人才自主科研能力培养方式
关键词:计算机体系结构;课程特色;国家精品课程;建设经验
中图分类号:G 文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)07-0027-03
1 引言
“计算机体系结构” 课程是普通高等学校计算机科学技术专业本科生的专业基础和核心课程。国防科技大学计算机学院作为我国高性能计算机研发和全军高水平计算机人才的培养基地,十分注重“计算机体系结构”课程建设,在教学改革、师资队伍、教学内容、教学条件、教学方法等多方面成果显著,形成了自己的特色和优势。该课程一直被列为学校的重点建设课程,2004年入选军队院校优质课程建设计划,2005年被评为军队优质课程和国家精品课程。
“计算机体系结构”课程主要介绍计算机系统设计所必须了解和掌握的基础知识和专业知识,包括计算机体系结构的基本概念、设计原则、关键技术以及性能评价方法等,内容多、涵盖广、系统性强。课程的主要目标是使学生能够系统全面地理解计算机体系结构技术的基本思想,具备衡量工艺、性能、价格、主流技术等多种因素对设计计算机系统的影响和判断能力,具备合理设计计算机系统以及对计算机系统进行定量分析评价的能力。
2 课程主要特色与经验
2.1 注重教学科研相结合,深化教学改革,更新课程内容
作为担负着国家和军队计算机及其相关领域重点科研任务的研制单位,国防科大计算机学院取得了丰硕的成果。同时,学院积极推动课程教学改革,积极吸收国际上计算机体系结构领域以及学院科学研究中的先进成果,不断将计算机体系结构主流思想和创新思想引入到课堂之中,更新课程内容,形成教学科研的良性互动。而且,为使学生更好地理解和加深对课程内容的理解,学院也有意识地促进学院内部人才流动,让具有参与大型工程项目的经验的教师直接走上讲台参与教学工作,将其在科研实践中积累的经验带入课堂,更新教学内容。正是通过这种良性互动,使“计算机体系结构”课程内容常教常新,促进了课程的全面建设,提升了课程的内在品质和生命力,保持教学内容的稳定性和先进性协调发展。
2.2 注重高水平师资队伍建设,确保教学质量
计算机体系结构学科与课程建设是在我国电子计算机事业的开拓奠基者、国防科技大学计算机系第一任主任、中国科学院学部委员慈云桂教授的领导下建设和发展的。从课程设立到现在,学院十分注重师资队伍建设,把建设高素质、高水平的师资队伍作为提高教学水平、确保课程建设和教学质量的基础。经过多年教学和科研实践,形成了一支以两院院士领衔、以博士为主体、主管教学副院长负责、拥有全军优秀青年教师、全国高校优秀骨干教师、学校优秀教师的高水平师资队伍。另外,中心实验室负责实验教学和实践的教师与工程师12人配合课程的教学,每年还安排计算机系统结构方向博士研究生及硕士研究生10人左右参加辅导答疑和批改作业。课程负责人及主要骨干教师先后到美国、加拿大、荷兰、英国、日本、澳大利亚等计算机科学技术发达国家的著名大学考察调研,或做访问学者;教学梯队年龄结构合理、学术层次高、学缘结构良好、可持续发展能力强。教员的数量和质量完全满足讲授、辅导和实验等各个环节的教学任务。
在师资队伍建设过程中,始终坚持教学科研紧密结合这一优良传统,使教师在承担教学工作的同时承担多项计算机体系结构方向的科研工作。研究方向覆盖了计算机系统结构二级学科下的各个领域,在“银河”巨型机等大型型号任务的研制中承担着重要任务,发挥了巨大的作用,取得了丰硕的成果,同时也极大地促进了课程建设水平的不断提高,确保了课程质量。
2.3 自编与引进相结合,加强高水平教材建设
多年来,学院确立了“突出素质教育和创新能力培养”、“稳定性和先进性相协调”和“自编与选用相结合”的教材选编和使用原则。在课程建设初期,学院结合当时国际计算机科学技术的发展趋势,特别是自主研制银河系列巨型计算机及各类计算机的科研技术成果和跟踪技术前沿的情况,将科研实践最新技术和成果与教材建设结合起来,使计算机体系结构课程的教材始终保持领先水平。在此基础上,在国内率先编写出版了“计算机体系结构”教材(国防科技大学出版社,李勇、刘恩林著,1988年)。该教材多次修订再版,在国内20多所学校使用,多次被评为学校优秀教材。
在教材引进方面,学院持续跟踪国际最新发展,数度引进国际公认并被广泛采用的Computer Architecture: A Quantitative Approach系列原版教材,在教学实践中应用消化,同时将学院在计算机体系结构和微处理器设计方面的最新研究成果及时补充进教材之中。通过“引进―消化―编著”的多次迭代,2000年出版了《计算机体系结构》(高等教育出版社,普通高等教育“九五”国家级规划教材,即面向21世纪课程教材,张晨曦、王志英等编著)。该书2002年获得全国优秀教材二等奖,共印刷6万多册,被20多所大学作为教材使用。2004年,《计算机体系结构》第二版再次被列入普通高等教育“十五”国家级规划教材,并于2005年6月由高等教育出版社出版。
2.4 注重现代化教学手段建设和教学方法研究,不断改善教学效果
为改善教学效果,提高教学水平,“计算机体系结构”课程组不断改革教学手段,研究实践教学方法,在国内率先研制成功我国第一套计算机体系结构多媒体教学课件,该课件将学院几代教师积累的科学教育思想和教学经验涵盖其中,精选动画200多个,通过动画、语音和文字三结合的方法,将一些重点、难点和疑点用鲜明的色彩、形象的架构、动态的演示予以展现,达到寓教于乐、事半功倍的效果,深受学生的欢迎。
不断加强网络课程建设,“计算机体系结构”网络课程2002年入选教育部“新世纪网络课程建设”。网络课程不但包含了丰富的教学资料(如教学大纲、多媒体课件、课程实验所需软件等),同时还配备了大量高水平的动画学习课件,帮助学生更快更好地掌握重点、难点内容。教师组还依托学校数字化校园网络教学平台,积极开展实时讨论、辅导答疑、提交/批改作业、模拟考试等教学活动。
多媒体课件和网络课程的建设,极大地提高了学生的学习兴趣,加强了师生交流,提高了教学效果和教学质量。
2.5 构建课程建设基础平台,强化实践环境
学院十分注重多层次实践体系的建立,通过多种途径构建课程建设的基础性平台。在实践体系方面,学院将实验分解为一般性课内实验、综合性课程设计、小型科研课题以及大型科研课题,这些实践环节各有侧重,难度由浅入深。学生既可依托课程实验加深对所学知识的理解,又有机会参与和感受计算机体系结构和微处理器设计等方面的科研实践。在这种多层次的综合实践体系中,学生不仅可在信息系统设计、系统分析、系统集成、系统评估等方面有所收获,同时又培养了学生参与现代大型工程项目所必备的团队合作和顽强拼搏精神。在课堂教学方面,为配合课程教学,学院还自主开发研制了计算机系统综合实验平台,精心设计了相关实验内容。在前导课程实验的基础上,学生可在较短的时间内完成流水线和存储层次的FPGA实现,在交互式演示和软件模拟的基础上,进一步发展到FPGA设计和实现,强化了实验效果,增强了课程效果。在课外研究方面,课程组教师向学员提供大量最新的高水平文献资料,方便学生开展课外学习和自主研究活动。这些活动的实施,为培养学生的综合素质创造了良好的条件,也为计算机体系结构课程的不断发展奠定了基础。
2.6 规范教学管理,保证教学质量
严格规范的教学管理制度是教学质量的保证,学院在1999年通过了ISO 9000质量管理体系认证,并借鉴其“过程化管理、按要素评估”的思想,将其成功应用于教学过程的各个环节之中。学院根据教学规律特点,将教师的授课过程分解为教学准备、课程试讲、课程实施、课程评价、课程考核、课程总结等环节,按环节提出目标任务,学院通过教学督导组和教学指导委员会进行动态跟踪、全面监控,及时发现问题,解决问题。通过该体系的实施,增强了课程准备的针对性,积累完善了教学档案资料,规范了教师的教学活动,培养了年轻教师,保证了教学质量稳定提高。
3 结束语
计算机体系结构是计算机科学与技术学科发展的重要动力和研究方向,处于不断的变革之中,只有不断深入开展计算机体系结构课程教学研究,紧跟学术前沿,改革创新,把它作为一个系统工程来进行研究和部署实施,合理取舍教学内容,全面加强师资队伍建设,采取科学的教学方法和手段,重视实践教学,才能真正起到培养合格人才、提高教学质量、推动学科发展的作用。
参考文献:
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[2] 王志英,宁洪,戴葵. 强化计算机专业实践教学[C].2004全国高校计算机系主任论坛论文集,2004.
以云南大学计算机科学与技术专业课程群建设为背景,阐述了课程群建设的思路,给出了课程体系总体建设方案,以及基础课程模块、特色课程群模块、实践创新模块三个课程群模块的课程设置与安排,可以为相关高校的计算机专业的课程群建设提供借鉴。
关键词:
计算机专业;课程群;教学改革
课程群建设的基本思想是把专业内属于同一个培养能力范畴、内在逻辑性强、内容联系紧密的一系列课程作为一个整体来建设,以培养目标为目的,打破课程内容的归属性,对课程内容进行重新分配与实施[1]。云南大学于1984年成立云南省内高校第一个计算机科学系,并于2008年入选国家级特色专业建设项目,是云南省唯一的计算机类国家级特色专业和重点本科专业。作为地方高校,我们努力把该专业建设成为云南省培养计算机技术高层次专门人才的重要基地,为云南省相关高校的类似专业建设和改革起到示范和带动作用。
1课程群设立的原则
美国佐治亚理工学院校长韦恩•克劳福德认为计算机专业“提供更恰当的教育,而不仅仅是更多的教育”,它是我们改革的立足点。结合云南大学的特色,发挥计算机学科自身的学科优势,拓展特色专业建设的成果,我们提出课程体系改革的总体思路:理工结合、夯实基础、分类培养、强调实践、重视交叉、突出创新,通过教学与科研相结合,教学与实践相结合的模式,培养面向云南省地方经济建设,服务桥头堡战略的高素质创新型的计算机技术人才,实现以下课程体系改革建设的目标。
(1)结合云南大学综合性大学的特点,发挥信息学院群体学科的优势,理工结合,保持基础扎实的传统,建设有自身特点的基础课程模块;
(2)发挥学科优势、将科研成果融入教学过程、将科研工作与教学工作进行有机结合,围绕数据与知识工程、高性能计算与移动互联网和图形图像处理三个特色学科方向,打造出具有特色的课程群;
(3)利用综合性大学多学科的优势,以培养学生创新精神和实践能力为核心,以沟通学校和社会为突破口,建设富有活力的实践创新课程模块,提高学生综合素质和创新能力。
2课程群总体建设方案
我们的整个课程体系划分为3个部分:基础课程模块,特色课程群模块,实践创新模块。其中,特色课程群模块又分为3类:数据与知识工程课程群、高性能计算与移动互联网课程群和图形图像处理课程群。这三个模块见图1所示,基础课程模块是我们计算机科学与技术专业的基础课程,这些课程奠定了学生计算机专业的基础知识,包括21门必修课程和7门选修课程;特色课程群模块包括三个特色学科的课程群,学生可以根据自己的兴趣爱好,结合今后设想的工作和研究生方向,选择其中一个课程群重点学习。经过系统学习该课程群后,可以对这一个方向更为专业,有利于就业和研究生继续学习;实践创新模块是以前面两个模块作为基础,在学习了前面的课程群后,参加该方向的科研训练、创新实验、毕业实习、毕业设计和相关的课外科技活动,进一步提高学生的实践创新的能力。
3课程群设置
3.1基础课程模块
基础课程模块包含21门课程学科和专业基础课和7门专业选修课。课程的设置以教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》和国际计算机教育的课程体系IEEE/ACM2005为指导,基本覆盖了CS(计算机科学)和IT&IS(信息技术与系统)两个方向的核心课程。作为综合性大学,云南大学在数学、电子技术和物理方面有非常好的教学传统,计算机专业的教师在专业基础课教学方面具有丰富的教学经验,有利于发挥理工结合的优势,在数学、硬件和软件课程上打下扎实的基础。
3.2特色课程群模块
我校计算机专业的教师在海量数据挖掘与知识发现、多媒体信息处理和高性能计算、移动互联网方面已逐步形成了具有一定实力和特色的教学与科研队伍。我们发挥本专业的学科优势、将科研成果融入教学过程、将科研工作与教学工作进行有机结合,打造出具有特色的课程群。
(1)调整课程内容。结合科研,面向需求,调整课程内容,进行适当地增删,把课程群作为一个整体进行建设,在内容上进行合理组织,以培养目标为驱动,让学生广泛积累专业方向上的知识和技能。
(2)三组灵活的交互强化的课程系列,将帮助学生构建某一计算机领域的独特技能。在课程学习上,允许学生灵活地调整,要求学生完成至少3个特色课程群中的1个。
(3)紧跟学科前沿。聘请国内外的专家和高新技术企业中的技术人才、项目经理等为学生开设新技术方面的讲座,具体讲授案例分析。
3.3实践创新模块
实践创新模块以培养学生创新精神和实践能力为目标,通过沟通学校教学和社会需求,确实提高毕业生的素质和能力。
(1)以数据与知识工程、高性能计算与移动互联网课程、图形图像处理三个教学团队为依托,打通“创新设计-毕业设计-毕业实习”三门实践类课程,采用学生-教师双向选择的办法,为每位同学安排专业学习导师,吸引同学参与到导师的科研或开发工作中,培养学生的科研兴趣和创新能力,促进科研和教学有机结合,全面提高创新型人才培养质量。
(2)课外科技活动是创新能力培养的重要渠道,以参加科技竞赛为导引,形成了比较完善的课外科技活动开展机制。一是规范开展,在本科必修课中开设《数学建模与实验》课程,为课外科技活动打下良好基础,形成固定规范的赛前培训机制,有专门的教师负责;二是注重课外科技活动的覆盖面,推动尽可能多的学生参加课外科技活动。
(3)建设实习基地。与云南日报集团、云南南天电子信息产业股份有限公司、昆明金软科技有限公司、中船705所积极合作,建立和完善了4个社会实践基地,并制定学生实践制定计划和指导书。目前,已经和建设银行云南省分行签署协议,将共同建立校内实训和联合研究实验室。
(4)科研训练。科研能力的培养主要围绕数据与知识工程、高性能计算与移动互联网课程、图形图像处理三个方向,同时也带动其他相关方向的建设、促进学科交叉与融合,例如DSP技术、软件并行处理、信息安全、生物信息处理等。此外,积极引导学生进入导师实验室,参与导师科研项目,并积极组织学生申报国家大学生创新性实验项目以及云南大学本科生科研项目,在完成科研项目的基础上,形成毕业论文,申报科研奖励,参加科技作品竞赛,促进本科生教学和科研的良性发展。
(5)课程资格认证与就业。开展“课程实验—资格认证培训—就业”的改革试点,以“数据库设计及应用”课程为依托开展“IBMJava&XMLRelatedTechnology”课程认证,以“分布式计算”为依托开展Android课程认证。
4结束语
课程群建设的改革是等院校课程改革建设的发展趋势。课程群建设能够加强学科内各门课程之间的联系,优化各门课程的内容,能够将理论教学和实践教学更紧密结合,更好地达到专业培养的目标。云南大学将努力把计算机科学与技术专业建设成为云南省培养计算机技术高层次专门人才的重要基地,为地方经济做出重要贡献。
参考文献:
关键词:实验教学体系;教学改革;创新教育
中图分类号:G424 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 22-0042-03
我校在计算机实验教学改革过程中,参照国际通用的工程与技术评估条列(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)列出的工科大学生必须具备的11项能力要求,把国际国内一流大学(如斯坦福、卡耐基・梅隆、伯克利以及清华大学等)的教学理念和成功经验融合到实验教学体系之中,形成了有鲜明特色的多层次、立体化的创新人才培养体系。
1实验教学存在的问题[1][2]
1) 实验课依附理论课
这种实验课的实验大多为基础型和简单应用型实验,为了验证理论教学的内容而设置,内容相对单一且更新慢,学生仅仅为学分而学习,缺乏积极主动参与。
2) 实验专业课程设置时间滞后
课程设置一般采用“阶梯式”结构,即基础课技术基础课专业课专业方向课,致使学生学习专业课时间滞后。例如要学好计算机软件,一种典型的课程设置观点认为必须按微积分物理学电路理论模拟电路数字电路计算机硬件的顺序设置课程。这样几乎所有的计算机软件课程只能安排在三年级以后学习,使高年级阶段很难有足够的时间对学生实施工程项目式的创新教学活动。
3) 缺乏科研与工程实践训练
学生一般到最后一学期才有论文导师,本科学生直接参与科研项目的机会较少,难有足够的时间对学生实施科研与工程实践训练,很难使学生形成良好的知识结构,更谈不上激发学生的积极思维和创造力。
4) 层次性与体系性不足
实验课程的设置缺乏层次性和体系性。实验内容完全一致、难度上没有层次的实验课对学习能力强的学生没有激励,潜能得不到挖掘,对较慢或散漫的学生没有鞭策,他们的动手能力难得到提高。另外,实验课程的设置缺乏体系,对学生综合能力的提高缺乏系统训练。
2实验教学体系建设[3][4][5][6]
针对以上问题,我们认为实验课程应以创新意识培养为先导、以学生能力培养为主线;以加强学生工程训练能力和设计能力培养为核心,以多层次、结构化和开放式的实验教学体系代替传统的平面化、教条化的实验教学体系。形成了“实验与理论结合、软硬件并重、课内外齐抓、涵盖基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的实验内容。规划设计了一个涵盖计算机科学与技术、软件工程、信息安全、数字媒体和大型机五个方向并满足基础性、探索性和研究性实验需求的实验体系,实现了学生四年本科实验不断线的培养模式。在实验内容中,融入了计算机学科前沿技术以及教师的教学和科研的最新成果,注重与科研、工程、社会应用实践密切联系。实验体系结构分为基础教育实验、学科基础实验和专业技能实验三个层次。
(1) 基础教育实验平台
面向低年级本科生,以本学科应掌握的物理和数学的公共基础知识、基本原理的理解、验证和基本实验技能的训练为主要实验内容,旨在培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的分析能力和创新能力。基础教育实验主要包括物理实验、数学实验和数学建模。
(2) 学科基础实验平台
面向高年级本科生,由本学科各个专业方向共性的、具有明显学科特点的专业实验内容构成,基本反映了本学科一个合格的本科毕业生应具备的专业基础性实践能力和理论知识需求。学科基础实验主要包括电子基础实验(涵盖电路分析基础实验、模拟电路基础实验、数字逻辑实验、微机原理与接口实验以及现代电子技术综合实验等)、离散数学实验、程序设计基础实验、数据结构实验、计算机操作系统实验、计算机组成原理实验、数据库原理实验、编译原理实验、计算机网络基础实验、软件工程实验等。
(3) 专业技能实验平台
面向高年级本科生,具有明显的专业方向特征,满足本学科专业课程教学的实验需要,同时重点培养本学科高年级本科生的专业实践能力、综合能力和研究创新能力。包括五个研究方向:计算机科学与技术、软件工程、信息安全、数字媒体和大型机。
计算机科学与技术实验平台:主要包括计算机系统结构实验、形式语言与自动机实验、软件开发环境实验、嵌入式系统开发及应用实验和单片机及应用等实验。
软件工程实验平台:主要包括UML统一建模实验、软件测试技术实验、软件过程模型实验、软件体系架构实验和现代软件技术综合设计等实验。
信息安全实验平台:主要包括计算机系统与网络安全实验、网络与系统攻击实验、网络与系统防御实验、网络安全协议实验和PKI技术等实验。
数字媒体实验平台:主要包括计算机图形学实验、计算机动画实验、三维渲染技术实验、多媒体技术实验和数字媒体综合设计等实验。
大型机实验平台:主要包括大型机操作系统概论实验、大型机体系结构实验、COBOL程序设计实验、交易中间件技术实验和大型机系统综合设计等实验。
实验教学分级分层、循序渐进,从基础到综合,再到设计与创新,要求学生完成一定的选修学分和创新学分。其中,基础型实验主要为应知应会等原理性实验;应用型实验主要介绍现代主流操作系统和流行的应用软件,训练学生在主流软件平台下的动手能力。同时,配合IBM公司大型主机操作系统认证培训和考试,鼓励学生参加专业认证培训,并取得专业认证证书;综合型实验要求学生结合一门课程的多个知识点,甚至综合多门相关课程,完成一个较为复杂的实验任务,综合型实验是难度较大的实践环节,通过案例复现和模块替换实验等,掌握技术实现和模块设计的方法与技巧;设计型实验与实际工程应用相结合,或者完成科研项目的某个模块,这类实验由指导教师给定设计目标和设计思路,由学生独立完成;创新型则完全为开放式教学方式,由学生独立或者与指导教师共同拟定设计题目和设计目标,并独立完成。创新型实验还包括由学生自由组队参加国际国内各级计算机硬件和软件大赛。
3实验教学内容改革
计算机实验教学的内容要体现厚基础,宽口径,软硬件并重,注重综合技能训练,以培养学生的设计和创新能力为核心的实验教学指导思想。在实验教学体系改革的基础上,对实验内容和实验项目进行调整和更新,主要调整的重点如下。
(1) 将开设的所有实验分为三大类:课程实验、专项实验、创新实验。除创新实验外,每一类实验又设计了从基础型到综合型再到创新型的不同层次的实验项目。将课程实验教学与理论课程教学有机结合,帮助学生掌握课程教学中需要实验验证和应用实践的知识点,对辅助和强化课程教学起到了不可替代的效果。所有包含实验学时的理论课程均有相应的课程实验,如计算机操作系统、汇编语言程序设计、数字信号处理、数据结构等。专项实验以学科建设和专项实验室建设为平台,将实际的工程项目、科研项目和科研成果中的关键技术抽取出来作为实验项目,以达到培养学生科研、工程和应用实践能力的目的。如网络工程系列实验、网络安全综合实验、安全实验室专项建设等。创新实验以培养学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力为核心,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。创新实验主要包括大型课程设计、各级各类竞赛项目以及由学生自拟的科研项目组成。
(2) 在确保基础型、应用型实验教学质量的同
时,增加综合型、设计型、创新型实验的比例。除创新型实验外,每个实验项目都要求有详细的实验大纲和实验指导书,大部分实验项目还要求提供标准实验报告、成果考核与验收形式等。创新实验则完全实行开放式管理(实验项目开放、设备和环境开放,时间开放等), 既可以由学生自发组队,自主完成,也可以为学生指定指导老师,由学生和老师共同拟定题目,学生独立完成。创新实验的完成质量可以通过鼓励学生参加各级各类比赛或者要求提交实验报告和实验成果两种形式得以保障。
(3) 压缩陈旧的、重复的验证性实验,增加反映学科发展方向的新实验和一些融研究、创新、实践于一体的实验项目。大部分实验课程都设有必修实验项目和选修实验项目,学生可以根据自己的兴趣和爱好自主选择。
我校计算机实验目前共开设本科实验课程共60余门(含创新实验类),实验项目共计290余项。按照“基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的层次化实验教学体系设置,各层次实验项目统计如表1所示,各种类型实验项目所占比例如图1所示,其中综合型、设计型和创新型实验占所有实验项目的81%。
4结束语
实验教学是高等学校创新教育的一个重要环节,按照创新人才体系的标准,构筑新型的实验教学体系,对实验教学综合考虑、合理安排,形成适应学科特点及自身系统性和科学性的、完整的体系,全面培养学生的发现和解决问题的能力,使学生具有创新精神和实践能力,达到培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才的目的[7]。
参考文献
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[7] 张玉平,秦惠洁,黄振宝. 高校实验教学改革初探[J]. 铸造设备研究,2004,(4).
作者简介
侯孟书,博士,副教授,电子科技大学计算机实验教学中心常务副主任,工程系主任。研究方向包括分布式存储、P2P计算等。
傅彦,教授/博导,电子科技大学计算机科学与工程学院副院长,计算机实验教学中心主任。研究方向包括数据挖掘、神经网络等。
联系方式:侯孟书,四川成都电子科技大学计算机学院,610054
phone:13981900119
关键词:精品课程建设;教师队伍培养;教学科研素质;考试系统
中图分类号:G642文献标识码:B
1引言
精品课程建设是教育部“质量工程”的重要组成部分。根据《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》的要求,国家精品课程建设要重点抓好七个方面的工作:制定科学的建设计划,切实加强教学队伍建设,重视教学内容和课程体系改革,注重使用先进的教学方法和手段,重视教材建设,理论教学与实践教学并重,建立切实有效的激励和评价机制。
自20世纪90年代以来,我国高等教育相继实施了一系列重大教学改革工程,使高等教育的教学观念、人才培养模式和目标、课程体系与教学内容、办学条件和教学环境、教材建设等都发生了深刻的变化。2001年教育部下发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》,教学工作的中心地位得到了加强,人才培养质量得到了提高。
在精品课程建设中,教师队伍的建设是非常重要的一个环节。国家精品课程建设也对高校教师队伍提出了很高的要求。教师梯队要具有合理的知识结构和年龄结构,要重视课程教学各环节的师资力量配置。各高等学校要像重视培养学科带头人一样重视基础课中青年骨干教师的培养,鼓励青年教师进行基础课教学的锻炼。
教育部2001年4号文件颁布以来,各高校均重视了优秀教师上讲台,积极采取措施解决教学中长期存在的两个问题:一是教师教学的积极性问题;二是教学与科研、基础教学与专业教学、课堂教学与实践教学相脱节的问题。各高校的教学激励机制也相继建立并不断完善。
目前,在教学队伍建设中存在的主要困难是课程的师资梯队建设及教师教学与科研综合素质的提高的问题。随着高校的扩招,近年来大量年轻教师走上了教学第一线岗位,他们工作有热情,有朝气,但是由于是匆忙走上讲台,所以一方面缺少教学基本功的严格训练,另一方面,在忙于应付课程教学的同时,也忽视了科研能力的培养。因此教学科研的综合素质有待提高。
另外一个很重要的问题是,一直以来基础课教学队伍承担了大量的教学任务,由于大量的时间精力用于完成教学任务,因此制约了科研水平的提高。而基础课教学队伍受困于科研水平的提高,无疑会制约课程的发展,因此必须想办法提高教师的教学科研水平,这也是提高教学质量的保证。
我们在精品课建设中,注意将教学与科研有机的结合起来,通过教学需求拉动科研,形成成果又促进教学,提升教师的水平。
2在教学中发现问题,挖掘教学研究课题
从教学中发现问题并进行教学研究,由于基础课教师有大量的教学活动,因此在实际的教学活动中会面临很多实际的问题,这时就需要教师善于发现问题并提出教学研究方向或课题。
我们在大学计算机基础课程精品课建设中,就经历了这样的问题。在教学的诸多环节中,考试是一个重要的环节,它一方面用于对学生的学习情况进行考核,另一方面也是教师对教学效果进行检验的依据。计算机课程的考试具有自身的特点,由于计算机基础课注重上机的操作,它有着极强的实践性,但是如何考核却是一个问题。传统的计算机课程考试主要采用卷面考试的方式,通过笔答进行计算机基础知识和基本理论的考核,但是笔试的方式却无法反应学生的实际上机操作能力,很多操作也无法通过笔试来测验。因此这种以理论笔试为主的考试方式,其成绩不能真正反映学生的计算机应用水平和能力,这种考试形式也会导致学生“重理论、轻实践”的现象发生,考生的计算机能力大多限于“纸上谈兵”,其上机操作能力差,在新的软件工具、环境面前会束手无策。如果教师通过上机考核,逐一评判学生的操作,繁重的工作会让这一教学活动无法进行。
为了与计算机技术的发展相适应,使计算机课程考试的成绩真正客观地反映考生的计算机理论水平和实际操作能力,必须利用现代化考试技术,对计算机课程的考试方法和手段进行改革。为此有必要对传统的考试方式进行改革,研究计算机自动评分的上机考试系统。
这种发现教学中的问题,并提出教学研究课题的过程非常重要,只有提出问题并开展工作进行解决,才有可能在这一过程中提高教师的教研与科研的素质和水平。我们就根据这一实际的教学问题,开展了教学研究活动,开发了用于上机考试的计算机考试系统,并将其在日常实验教学和考试中进行应用,通过这一教学改革,在利用现代化考试技术,改革考试方法和手段方面进行了有益的尝试,并取得了非常好的效果。该项考试系统的开发还获得了“河北省教学成果二等奖”。
3提升教学研究课题,凝练科研方向
在教学研究的过程中,要不断深入探讨问题的解决方法,凝练科研方向,提升研究水平。我们在进行教学研究并实践的过程中,也在不断地完善、深化研究系统。通过对我们开发的系统及社会上有一些不同类型的考试系统的研究,我们发现,这些考试系统大都是比较传统的、标准化的计算机考试系统,更主要的是这些考试系统是封闭的考试系统,这种封闭的考试系统虽有着评分效率较高,控制系统容易实现等长处,但其缺点也是不容忽视的,其中最主要的问题是需要由开发人员根据对每次考试的试题要求,重新编写评分代码。这就导致不易对其修改和添加新知识,且当对某一过程进行修改时,又极易影响到其他过程,使系统的维护十分不便。例如,当需要改变试题时,软件开发人员必须重新开发新的评分系统,以适应新的试题。也就是说这种评分系统只能一次性使用,从而造成系统的使用率低,开发周期长,软件复用量小,开发工作量大,开发费用高等问题,同时系统中也容易遗留较多的错误。
为了克服封闭式考试系统的不足,需要建立一种开放式的考试系统,开放式考试系统允许用户根据需要方便高效地输入试题并由系统形成相应的评分答案库,进而可以对学生的计算机操作进行客观公正的考核与评定。
有了需求就要深入研究,为此我们提出开放式考试系统的研究方向,并进行深入研究,最终研制成功并通过省科技厅的科学鉴定,形成了科研成果,还获得了“河北省科技进步三等奖”和“天津市的科技进步三等奖”。
4形成科研成果,推广应用并促进教学
形成的成果还需要进行推广,这样才能更广泛地应用成果并促进教学。我们在研制出开放式考试系统后,马上将其应用于实际教学中,通过上机模拟练习系统,使学生可以自主学习、自主测验,增强了学习的兴趣,提高了学习的主动性;教师通过模拟系统,可以方便的进行单元测试或课堂检查,及时了解学生的学习状况,有针对性的进行教学,提高了教学质量和教学效率。
考试系统和练习系统还得到了广泛的应用。目前河北省及全国的许多学校均使用我们开发的计算机上机练习系统,并用于日常教学,提高了教学质量;河北省和天津市的大型计算机考试也应用了我们开发的考试系统,产生了很好的社会效益和经济效益。
5结束语
在精品课程建设过程中,我们重视教师队伍的建设,鼓励教师积极投身于教学改革、教学研究及科学研究。在我们多年的教学研究、科研活动中,通过自身的努力,通过教学需求拉动科研需求,凝练方向,提升了教师的科研水平,也形成了一定的成果并获得奖励。而最为重要的是,这种从教学中来,凝练为科研方向,形成成果,最终又服务于教学,提高教学质量、提升教师科研水平的模式,具有很好的推广价值,也会为计算机基础课及其他基础课的发展提供借鉴意义。
参考文献:
[1] 郑莉.精品课程建设中的几个重要关系[J].计算机教育,2006(10):15-17.
[2] 赵临龙,杜贵春,王昭海,等.用学术研究推动省级精品课“高等数学”的建设[J].云南大学学报:自然科学版,2006, 28(s1):405-408.
关键词:医学院校 结合方式 毕业设计
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.029
由于计算机专业在医学院校中不是强势专业,本身在科研水平、师资力量、生源质量等多方面处于劣势水平。因此目前医学院校的计算机专业毕业的学生大都实践能力比较差,在工作中不具备独挡一面的能力,在学术方面也缺乏自主创新能力,使得医学院校计算机专业学生的毕业质量不断降低,被很多企业所排斥。针对目前的严峻形势,医学院校应该给予相应的重视,提升计算机专业的教学质量,营造计算机专业学习氛围,当然还有一个很重要的方面就是注重计算机专业的毕业设计质量,并且使计算机专业的毕业设计要与日常科研结合[1]。因为毕业设计的质量就反映了一个学生在学期间的学习态度与学习成果。让计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合并且保证质量是提高计算机专业学生能力的不二选择。
1 医学院校计算机专业毕业设计现状分析
现在许多高校的目的就是培养学生的实践与就业能力,让学生可以更好的参加到工作中去,而毕业设计就处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。而在医学院校中,主打专业不是计算机专业[2],因此对计算机专业的关注度不够,计算机专业的学生平时实践机会较少,毕业设计的完成也是趋于形式化,对学生来说没有起到应有的检验作用,造成目前形势的主要原因有以下几点:
1.1 医学院校轻视计算机专业
医学院校针对计算机等相对比较弱势的专业重视力度不够,对学生的管理过于放松,让学生的学习生活过于轻松,没有起到学校应有监督作用。而且学校抱着“得过且过”的管理态度管理学生,无论学生的毕业设计质量如何,都让学生顺利毕业,这也让学生没有了压力,从而降低了对自己的要求。
1.2 导师指导不足
由于医学院校的计算机专业是小专业,因此导师较少,所以日常与计算机专业相关的工作一般由少数的几位老师来负责,计算机专业的学生老师无论是在教学还是科研等方面要付出许多的精力,因此他们在对于毕业设计方面的管理力度有限,让计算机专业学生得不到很好的监督与指导。
1.3 学生方面
由于毕业设计的时间是在大学生在学校度过的最后几个月,因此许多学生会把更多的精力放在找工作,或者是谋取继续深造的机会上,对毕业设计的重视度难免会有所下降。此外由于大学生在临毕业时期也有与同学分别的情绪,因此很难全心全意的进行毕业设计[3]。
2 学生科研与毕业设计相结合的意义
针对目前医学院校计算机专业毕业设计的完成情况来分析,我们不难发现,让学生把毕业设计与日常的科研知识相结合,做出高质量的毕业设计,才能更好的锻炼学生的自学能力,培养学生创新能力,让学生为就业做好铺垫工作。医学院校计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合对医学院校的就业率的提高也具有不小的意义。下面我们从几个方面来具体阐述:
2.1 锻炼学生学习能力
由于毕业设计是由学生自己拟提,然后通过查阅相关资料,学习相关技术,最后完成毕业设计,这与平时的教学方式有很大的不同,这种方式能够最大的锻炼学生的自学能力,同时还能拓宽学生的知识面。让学生学到自学的方法,培养自学的能力。
2.2 让学生更好就业
由于目前大学毕业生的人数越来越多,但是学生的就职能力并不高,再加上社会的岗位需求量没有那么大,因此大学生的就业形势不容乐观,对医学院校的计算机专业的学生来说更是如此[4]。而毕业设计处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。如果计算机专业的学生通过大学生参与科研,并把他们与毕业设计相结合,在临毕业之前提高自己的专业技术水平,学习企业所需要的知识与技能,从而增强自己的职业竞争力。
3 学生科研与毕业设计相结合的具体措施
3.1 积极参与科技竞赛活动
在大学期间,计算机专业有许多的全国性以及省市级别的竞赛活动,如:“计算机算法大赛”、“移动应用开发大赛”,“数据结构大赛”等等。学生应该积极的去参与这些比赛,在比赛中提高自己的科研能力,从而为毕业设计做好科研水平方面的铺垫。并且可以通过这些比赛,提高自己的创新能力,自主思考解决问题能力,提高自身综合素质。
3.2 积极参与导师的科研课题
对医学院校计算机学生来说,日常课程学习学到的内容,只有通过在实际项目中运用,才能真正的掌握和熟练。因此医学院校计算机专业的学生应该在课余时间积极的参与到导师的科研课题中,在课题中运用所学知识,帮助导师解决科研问题,完成科研项目。同时在其中锻炼自己的科研能力,并且可以把所做的项目带到毕业设计中去,在毕业设计中把项目做得更加深入,功能更加完善,也让自己毕业设计的质量更高。
4 结语
医学院校的计算机专业在学校中是相对弱势的专业,因此医学院校计算机专业的学生做好毕业设计与日常科研相结合,才能更好的提高学生的就业能力与科研能力,改变医学院校的计算机专业的现状。
参考文献:
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