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[关键词]本科毕业设计;新工科;贯穿式培养;交互式指导
1传统计算机本科毕业设计现状分析
传统计算机专业课程设置偏重于课堂授课,即理论教学,对实践教学重视不足。首先体现在课时分配上,理论教学授课时间一般要多于实践授课[3]。其次体现在实践资源上,公共计算机实践平台有限,计算机课程同时也是很多计算相关专业的基本必修课或选修课,导致实践资源紧张。实践学习相对于理论学习需要更多的时间来慢慢体会和提升[4]。虽然大部分学生可以自行配置计算机设备,但是没有公共实践课程的强制约束,能自觉在课下进行实践练习的学生很少。这一点也在传统计算机专业本科毕业设计中得到体现。虽然经过了大学本科前三年半共计七个学期的理论学习和实践学习,大部分学生的实践能力依旧非常差。很多学生只是记得简单的编程语言知识,缺乏实际的编程经验,没有真正经历过全面的、系统的实践训练。此外,计算机专业是一个不断快速发展的学科,新知识、新技术不断涌现。而课堂教学内容往往比较固定、更新较慢,教师们也常常需要依照课程教纲授课,能介绍的新知识有限,致使很多学生只关注于书本知识,不了解学科领域最新的发展。在本科毕业设计环节,指导老师选定的课题一般都是自己科研领域的较新或者较前沿的方向[5],大多数学生没有接触过,需要临时学习,在有限的时间内很难有好的成果产出。总的来说,传统计算机专业本科毕业设计过程暴露出本科培养的两个问题:理论与实践脱节,没有扎实的实践,就不会有对知识的深刻理解;课程设置跟不上学科新进展,所学知识无法满足实际新需求。
2新工科背景下计算机专业发展需求
新工科建设是国家在新一轮科技革命与产业变革的大形势下提出的新时代工科专业发展战略。新工科主演涵盖了与计算机紧密相关的若干专业,如人工智能、大数据、云计算、区块链、虚拟现实等。新工科建设的目的是探索高等教育新模式、新理念,建设工程教育强国,培养“实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力”的新型高素质工科人才。传统的计算机本科教学模式及本科毕业设计实践模式显然无法满足新工科建设的需求。一方面,计算机本科教学对新工科涉及的人工智能、大数据等方向难以做出及时调整;另一方面,毕业设计学生难以在短时间内对新方向开展深入研究。此外,正如第2章节所述,教师们也难以在有限课堂时间内将额外新知识很好地传授给学术[6]。鉴于此,很有必要探索适应于新工科建设需求的全新的计算机专业本科毕业设计培养方法。
3新工科背景下计算机专业本科毕设提升思路
我们旨在改变传统计算机本科毕业设计培养方式的两方面不足:短周期培养和单方向指导。相应地,我们需要开展两方面工作:一方面将本科毕业设计培养贯穿于整个大学培养周期,进行全流程、可跟踪式培养;另一方面用交互式指导模式代替单方向填鸭式指导模式,激发学生兴趣、挖掘学生潜能。
3.1贯穿式培养
计算机专业本科毕业设计贯穿式培养模式主要有两个特点:全周期和可跟踪。全周期是指从大学第一个学期开始就为本科生选配毕业设计指导老师,将毕业设计融入到大学全周期的教学与实践环节中去。需要指出的是,全周期培养并不是一开始就给学生指定毕业设计题目,而是根据学生兴趣及指导老师研究方向,在前期给学生一个相对自由的探索与实践空间,后期再让学生选定毕业设计题目。可跟踪是指整个培养周期内,指导老师可以及时、全面地掌握学生的学习与实践动态,根据具体情况实时调整培养方案。全周期模式有三方面优点:第一,充足的实践。理论需要联系实际,公共实践资源极为有限,更多的私有实践资源分散在指导老师那里。指导老师可以为本科生提供实践的物理空间和设备资源,使学生有充足的实践锻炼,深刻领会课堂所学知识,达到融会贯通的目的;第二,更多的收获。指导老师还可以让研究生协助培养本科生,把研究生丰富的课题研究实践经验传授于本科生;第三,更大的创新空间。本科生思维活跃,融合理论知识和实践锻炼,有利于产生创新性研究成果。可跟踪模式的优点在于指导老师对学生有全面的了解,可以根据学生前期的学习及科研情况选定最终的毕业设计题目,做到因人选题、有的放矢,实现提升毕业设计质量的目的。
3.2交互式培养
计算机专业本科毕业设计的交互式培养是指导老师与学生进行双向的互动,而不是单向的灌输式培养。交互式培养有利于提高学生的主动性、激发学生的活力,使学生有更大的获得感,从而不断激励学生自发地搜集资料、学习知识、加强实践,实现自我综合素质的提升,最终到达毕业设计质量的提升。交互式培养贯彻于整个培养周期,包括前期的学习、实践以及最终毕业设计论文的完成。交互式培养在老师指导、学生反馈、老师与学生讨论以及再指导、再反馈、再讨论的循环往复过程中实现学生潜能的不断发掘与提高。本科毕业设计不是无源之水、无本之木,前期充足的积累才能写出高质量的毕业论文。计算机专业毕业设计不是简单地完成、调试成功了程序,而是针对所选定的题目,根据所学理论知识及调研资料,设计出解决问题的创新方案,并与指导老师不断讨论与优化,在此基础上利用掌握的程序语言和工具,实现毕业设计课题的研究目标。在毕业设计的实现阶段,交互式培养会更加频繁,这个阶段是对整个培养方式的考核,需要在指定时间内实现一个具体的研究课题,并要求有创新性思路。
4结语
关键词:大数据 信息与计算科学 课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(c)-0131-03
自1998年教育部将原来的计算数学、运筹学、控制论、信息科学4个专业整合成一个新专业――“信息与计算科学”专业后,全国已有600多所高校开设了信息与计算科学专业,该专业是数学、计算机、信息工程等学科的交叉,目标是培养具有扎实数学基础和一定的计算机技能,能够在信息科学和计算科学领域从事科研、教育、软件开发及解决实际问题的能力的应用型人才[2-3]。
但是,随着招生规模逐步扩大,暴露出许多问题,如专业特色不明显、专业就业方向不明确、课程设置、实践环节等方面滞后于信息技术和计算机技术的发展,学校教育和社会实际需要脱节等问题[4-5]。
云时代、大数据时代的到来,为信息计算科学专业的发展带来了新的契机。
大数据,指的是所涉及的数据量规模巨大到无法通过人工,在合理时间内截取、管理、处理并整理成为人类所能解读的信息[1-5]。随着各行各业信息量的快速膨胀,今后对拥有大数据管理和分析能力的人才需求将快速增长[7-8]。
大数据时代需要分析数据及其与业务相结合的分析人才,这与信息与计算科学专业的培养目标相吻合,信息计算科学专业充分发挥其数学的优势,结合专业背景和社会实际需求,可以为未来的大数据市场培养熟练掌握大数据技能并擅长海量数据的采集、存储、管理、挖掘与分析等经验的人才。为适应社会需求,该校及时调整专业方向,徐州工程学院信息与计算科学专业于2016年秋季招收大数据方向学生。
培养优秀的大数人才,构建合理的课程体系是关键,该文根据该校实际情况,探讨信息与计算科学专业如何在保持数学类专业优势的情况下,融合大数据时代的技术和思想,构建合理的面向大数据的信息与计算科学专业课程体系。
1 人才培养目标制定
依据徐州工程学院应用型本科院校的要求,制定符合该校特色的面向大数据的信息与计算科学专业培养目标。
(1)综合素质目标。培养满足地方经济、社会发展需要,德、智、体全面发展,具备良好法律意识与职业道德规范,具备团队合作意识,具备较强的沟通表达能力、分析理解能力、专业文档撰写能力、创新能力、项目管理意识等各项综合素质的人才。
(2)专业技能目标。培养具有良好的数学素养,掌握信息科学和计算机科学的基本理论、方法和技能,熟悉主流大数据管理及分析平台、数据分析算法与工具,具备较全面的大数据平台的应用开发与管理运维能力,有一定的大数据平台架构能力,有一定数据分析与算法实现能力,有较强的创新意识和初步的大数据工程实践能力,适宜在IT企业从事大数据应用开发、大数据系统运维等工作、并具备一定行业经验认知的应用型大数据人才。
2 课程体系构建思想
为培养适应不同大数据岗位的专业人才,我们采用定制化课程体系、多元化教学模式,重点拓展和提升实践类课程建设,适当加入拓展课程。
2.1 定制化课程体系
针对大数据行业不同岗位技能要求,课程体系遵循“通用+特长”的设计思路,通过通用开发语言与特色大数据技能相结合的培养模式,利用项目驱动的实战技能训练,可实现学生的个性化培养。
重视基础课程,加强技术主干课程,构建核心课程群。在夯实基础课程之后,考虑学生实际就业方向,开设针对性强的专业课程,根据实际情况安排学生针对性选择实训方向,安排相应技术性课程学习,同时强化学生技术技能的运用能力。
2.2 多元化教学模式
为调动学生学习积极性,提高课程效果,采用多元化的教学方式。通过理论课、实验课、项目实战课和职业素质课程,培养学生理论结合实践的综合应用能力,提升学生的职业技能与综合素质;并通过线上教学环节为学生提供灵活高效的学习渠道、提升学习兴趣、拓展专业知识、培养主动学习的良好习惯。
为了将学生培养成为大数据开发、数据挖掘和数据分析类高端特色专业人才,课程体系以知识体系和能力体系为双主体进行规划,强调技术与职业素养的双重培养,将职业发展所需要的各种软能力培养融入到日常教学中,以实现学生的职业化能力培养。
2.3 重点拓展和提升实践类课程建设,适当加入拓展课程
在保持基础扎实的前提下,拓展和提升实践类课程。除强化校内实践课程外,还要运用校企合作实训基地,进行实训项目开发,强化理论教学与工程实践的结合。
不定期聘请名企在职IT专家或业界知名人事,开展各种主题活动,拓宽学生视野。
3 课程体系构建方案
遵循“通用+特长”的设计思路,课程体系的构建重视基础课程,并加强大数据技术相关课程,划分为通识课程、学科基础课程、专业课程以及集中实践课程四大课程模块。
3.1 通识课程
包括通识必修课程和选修课程两种类型,是对本专业学生进行公民基本素质教育的重要内容,以提升学生的政治思想水平、文化科学素养、信息技术能力和外语沟通能力等大学生必备的基本素质为目标,也对本专业学生进行职业生涯与职业发展指导。
3.2 学科基础课程
该类课程是对该专业学生进行学科专业知识教育的基础内容,目标是提升学生的学科专业认知水平。专业基础课程一是用以铺垫专业数学基础,培养学生的基本科学素质。二是强化计算机科学与大数据技术的共用核心技术,增强学生进入社会的适应能力。该类课程如数学分析、高等代数、C语言程序设计、Java程序设计等课程。
3.3 R悼纬
该类课程是对该专业学生进行专业技术和专业能力训练的重要内容,培养学生解决实际问题能力和应用创新能力,具备信息计算科学专业相关领域,尤其是大数据分析及应用开发领域技术工作所需的专业理论知识及相应的应用能力。该类课程包含数据结构、数据库原理及应用、Linux操作系统、数据分析、数据挖掘、大数据内存计算、大数据流式计算、大数据离线计算等。
3.4 集中实践课程
该类课程是对该专业学生进行专业创新教育和素质拓展训练的重要内容,重点是培养学生提出问题、分析问题和解决问题的意识、能力和方法,了解信息科学专业尤其是大数据分析及应用开发领域理论、技术与应用的新发展,能运用所学的理论、方法和技能解决信息技术与大数据分析及应用开发中的实际问题,具有较强的知识更新、技术跟踪及职业能力。该类课程主要包含课程设计、项目实训、综合实训、岗位实训和毕业设计。
面向大数据的信息与计算科学专业课程教学体系框架如图1所示。
课程开设先后次序注重学生大数据方向完整的知识链构建,严格按照大数据方向具备的知识结构设计。
实践课程体系包含两条线,一个是课内实验,一个是集中实践环节。课内实验是每门课的实践练习,学科基础课中《C语言程序设计》开设了课内实验,所有专业课均设置了课内实验,课内实验的安排又划分为基础类实验和提高类实验,是对学生进行的基本技能训练。集中实践是每学期后集中开设的实践课程,如课程设计、项目实训、综合实训、岗位实训、毕业设计。课程设计和项目实训目的是对学生进行综合技能训练,岗位实训和综合实训对学生进行实战技能的训练,毕业设计既是对学生的综合技能的训练,也是是对学生知识掌握、综合技能的一次检验。整个实践体系构建如图2。
4 结语
大数据专业方兴未艾,结合大数据专业,充分发挥数学优势,与计算机技术相结合,为我们的专业发展带来新的契机,为培养优秀的大数据人才,我们将根据实际需求及学生发展状况调整培养方案与课程体系,促进信息与计算科学专业的不断发展。
参考文献
[1] T White.Hadoop:The Definitive Guide[J]. O’reilly Media Inc Gravenstein Highway North,2010,215(11):1-4.
[2] 王胜奎,徐光辉,王家军,等.普通院校“信息与计算科学专业”课程体系优化研究[J].数学教育学报,2009(5):99-102.
[3] 徐凤生,刘艳芹,赵琳琳,等.基于分层分类的信息与计算科学专业课程体系的构建[J].高等理科教育,2016(3):103-106.
[4] 许梅生.信息与计算科学专业课程体系的探索与实践[C]//Information Engineering Research Institute, USA.Proceedings of 2012 2nd International Conference on Future Computers in Education.2012.
[5] 卢春霞.大数据时代的信息与计算科学[J].亚太教育,2016(4):90.
[6] 郝水侠,郭云霞.大数据时代下信息与计算科学专业人才培养模式新探索[J].江苏师范大学学报:自然科学版,2016(2):72-75.
1 前言
信息管理与信息系统专业虽然属于管理学,但其主干学科包括计算机科学与技术、经济学、管理学等三个,该专业的综合性、实践性很强,但是目前各高校该专业的实践教学体系不完备,还未自成一家、各具特色,以致毕业生实践能力不突出,特色彰显不够,就业竞争力不强,培养应用型人才是当务之急,核心是要培养学生的应用能力、创新能力和工程素养。要达到本目标,就要大力加强和完善实践教学环节,建立多层次、一体化的实践教学体系。
曲靖师范学院信息管理与信息系统专业从2008年开办至今,已经培养5届学生,一直以来,我们不断加强和完善该专业的实践教学环节,形成了四位一体的实践教学体系,取得了良好的效果。
2实践教学体系的“硬件位”
实践教学体系的“硬件位”强调实验室建设。实验室是开展教研的硬件基础,没有这个基础,一切教研工作就是空中楼阁。我们一直重视信息管理与信息系统专业的实验室建设。采购实验设备的指导思想是实验设备要先进、实用,充分满足学生的学习和教师的教学科研的需要。
该专业已经建成硬件实验室有2个:计算机组成原理实验室、计算机组装与维护实验室,通信与网络实验室有2个:计算机通信实验室、计算机网络实验室,信息管理类的实验室有3个:数字库应用实验室、信息管理与软件实验室、信息技术创新实验室。同时为适应当今云计算、大数据的大趋势,我们投资200多万建立了云计算平台。
这些实验室的更新及新建,能充分满足学生的学习和教师的教学及科研的需要。
3实践教学体系的 “抓手位”
专业技能训练提升学生实践能力的抓手,在学生的整个大学四年期间,为了在不同学期提升学生的综合实践能力,我们开展了贯穿大学4年的专业技能训练。
专业技能训练是实践教学体系的抓手,专业技能训练的目的是根据训练大纲,我们应以项目为驱动来创新该专业的实践教学体系[1],提升学生应具备的专业素养和能力,形成几大子抓手,再作专项的打造。
我院的专业技能训练主要包括两个级别,一是课程设计训练,本训练以课程为依托,制定课程级别的训练大纲和测试方案;二是综合设计训练,训练学生综合能力,要求学生能灵活应用所学课程,完成一个综合性、设计性项目。
3.1 课程设计训练
“课程设计”一个多义词词条。它可以指“为掌握某一课程内容所进行的设计”[2]。课程设计是课程实验的高级环节,课程实验是提升学生立体实践能力的根本,课程实验分为验证性实验、综合性实验和课程设计实验,我们在传统验证性实验的基础上开展课程设计实验,提升学生的课程综合实践能力。
信息管理与信息系统专业的核心课程有6门,分别是:Java程序设计、管理信息系统、数据库原理、计算机网络及实验、管理学、经济学。我们针对这些课程,在编写实验大纲时,就要求编写课程对应的课程设计,设计方案要经过教研室的审核和信息工程学院教授委员的讨论及审定。以审定通过的课程设计为依托,为后续综合实践能力的提升打下坚实的基础。
以《Java程序设计》课程设计为例,课程设计的目的:利用Java语言的语法特性,结合数据结构算法、网络知识、文件处理和数据库等知识完成综合题目的设计和代码实现,并培养锻炼分析程序、撰写报告等能力。
3.2 综合设计训练
综合设计训练的目的是锻炼学生综合所学知识,设计和开发一个小项目的能力。这些项目有“ERP企业应用”、“Oracle运维管理”、“大数据管理”、“Java Web开发”等,这些小项目的训练要基于几门课的知识和技能,如“Java Web开发”就需要学生综合数据库、数据结构、软件工程、计算机程序设计等知识与技能。
综合设计训练要与毕业设计区别开来,此训练的主要目的是让学生体验和掌握项目开发流程,同时锻炼综合应用所学课程来完成一个具体的小项目。
3.3 信息管理与信息系统专业技能训练安排
为鼓励学生多渠道获得技能分,我们规定,学生在校期间,通过全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试的中级资格、全国计算机等级考试的四级证书、思科(微软、ORACLE、华为、H3C或锐捷)的工程师级别认证、中级会计师,可获得3个学分;通过全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试的高级资格、思科(微软、ORACLE、华为、H3C或锐捷)的高级工程师级别认证,可获得4个学分。
4实践教学体系的“信息系统开发能力位”
本专业的学生要求具体一定和信息系统开发能力,该能力通过毕业论文(设计)来炼成。毕业论文(设计)是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计,学生可以综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。[3]毕业论文(设计)是实践教学体系的技能整合,我院对毕业论文(设计)作重大改革,着力打造学生综合实践能力
参加毕业论文(设计)的学生分两部分,一部分在公司实习,同时要在公司完成毕业设计工作,余下的学生在校内完成毕业论文工作,为提高毕业论文(设计)的质量,经向教务处请示,允许我院结合专业实践性强的实际,改革本专业毕业论文(设计)工作。改革思路包括三点,一是我院学生的毕业论文(设计)以毕业设计为主,弱化对学生文本的要求,强化对实践动作能力的提升和检查,二是做好规范管理工作,制定相关文件,如:“信息工程学院毕业论文(设计)工作规定”、 “信息工程学院毕业设计开发文档的撰写与打印规范” 、“信息工程学院毕业设计开发文档”等。
5实践教学体系的“校企合作位”
为提升学生的实习水平,满足用人单位的需求。我们自2013年开始,与四川华迪信息技术有限公司开展毕业实习合作,该公司是一家集软件外包、信息服务、学生专业技能培训为一体的软件公司,在全国小有名气。学生参加校企合作实习有两种类型,一是为期三个月的专业实习,二是为期四个月的就业培训。三个月的专业实习分为软件开发方向和网络方向,软件开发实训重点是提升学生的软件开发实践能力和水平,网络方向的实训重点是提升学生的网络设计、实施、部署能力。
从2013年开始,每年大概有一半的学生参加校企合作的实习,取得了良好效果,学生的专业实践能力提升了,就业质量明显提高,很多学生就在四川成都就业、创业。