面向復雜工程問題的應用型本科計算機類專業人才培養模式研究和實踐

錢振江　龔聲蓉　徐文彬

摘 要：工程教育認證對應用型本科高校的人才培養提出了新的要求。文章探討如何實現人才培養和就業的無縫對接，闡述常熟理工學院與企業深度融通，提出堅持“政府提供平臺、學校針對培養、企業全程協助”的應用型人才“聯合”培養模式，介紹計算機類專業基于良性校企合作的工程教育創新和工程人才培育模式的經驗，說明完善、提升和推廣中的具體做法。

關鍵詞：校企融通；教育共同體；工程教育認證；復雜工程問題；課程體系改革

1 改革背景

“全球化”是當今世界的發展趨勢。工程教育認證[1]的目的是各國不同教育背景下人才接受教育的“實質等效性”，符合國際上通行做法。工程教育認證是我國高等教育改革的必然方向。目前，我國基本采用以《華盛頓協議》（Washington Accord）為核心的國際協議體系[2]，進行工程教育專業認證和工程技術人員職業資格認證。近年來，常熟理工學院計算機科學與工程學院圍繞工程教育專業認證的標準對包括計算機科學與技術和軟件工程在內的專業開展了專業建設，旨在順利通過國際專業認證。

高校日益重視工程學科間的交叉與融合?，F代工程是跨多學科的綜合體，對社會、政治、經濟、環境、法律和文化背景的依賴性強，工程問題越來越復雜。因此，計算機類專業應該培養能解決復雜工程問題的技術人才[3-4]。

培養復雜工程問題求解能力需要從兩個方面入手：

（1）協同工作能力。復雜工程問題通常需要由多人一起協同工作，包括同時合作、循環合作兩大類，尤其是循環合作，組織和溝通非常重要。

（2）復雜工程項目優化求解能力。復雜工程問題通?？煞纸獬梢幌盗泄こ虇栴}，因此，如何培養學生運用已有的科學理論和技術手段，分解復雜的工程問題并優化組合是其關鍵之一[5]。

為達到上述目標，需要構建一個適合應用型人才培養、能解決復雜工程問題的課程體系。學生在該體系中首先能夠受到專業的計算機工程訓練，運用先進的工程化方法、技術和工具在某一應用領域進行軟件、硬件和系統的分析、設計、開發、維護等工作。其次，學生能夠掌握大型軟件開發過程中的工程化方法、核心技術和平臺工具，具備協作和工程化能力。一個軟件生命周期大致分為6個階段：①問題定義和可行性研究；②制訂計劃；③需求分析；④概要設計和詳細設計；⑤程序代碼實現；⑥系統測試及運行維護。大型軟件開發問題的繁復性表現在軟件生命周期的各個階段。學生在各個階段應該具備什么樣的能力？培養這些能力需要開設哪些課程？如何將這些能力培養拆分并落實到具體的教學環節中？針對上述問題，我們將圍繞學生能力培養進行計算機類課程體系的構建。

2 改革思路

面向復雜問題的計算機類專業課程體系要解決的問題包括：

（1）課程方向及相關內容的設置。

（2）主要解決課程內容的編排以及評價問題。

我們遵循“文獻分析—實踐調查—理論假設—現狀探討—理論建構—原理歸結”的邏輯順序，按照以下思路開展研究：

（1）分析復雜工程問題的共性特征，調研工程教育認證的背景，查閱文獻，對相關企事業單位調研，提出問題和假設。

（2）對金融、軌道交通、電信等服務行業進行調研，了解這些行業的復雜工程問題，以獲得實踐依據。

（3）采用文獻資料法分析國內外關于計算機類專業工程教育認證的研究成果、課程改革的相關理論，以及通過工程教育認證的計算機類專業培養方案，以獲得理論依據。

（4）結合學院基于良性校企合作的工程教育創新和工程人才培育模式的成功經驗，針對學院卓越工程師培養專業“計算機科學與技術”，建立具備解決復雜工程問題的課程體系。

（5）對畢業學生進行跟蹤回訪，了解課程體系的成功與不足，進一步完善課程體系。

3 校企深度融通，聯合培養應用型人才

按照工程教育認證的要求構建課程體系，課程體系的指標包括3個主要的方面：

（1）課程體系的設計是否合理，是否注重實踐教學體系的完整性。

（2）課程設置對于滿足畢業要求的支持程度。

（3）在課程體系設計的過程中，是否有相關企業或者行業組織參加[6]。

應用型本科高校往往根據指標的第二個方面來建立課程體系，制定通識基礎課程、學科基礎課程、專業必修課程、專業選修課程、創新特色課程、實踐教學環節和學時學分，從而達成畢業要求。然而，這樣的課程體系是否合理、是否完善？是否能培養學生解決復雜工程問題的能力？工程實踐、實習實訓和畢業設計的合作企業的參與度如何？這些都是需要考慮的問題。筆者認為，以企業中復雜的工程問題為案例，構建具備解決復雜工程問題的課程體系，必須要與企業進行深度融通。

學院要堅持“政府提供平臺、學校針對培養、企業全程協助”的應用型人才“聯合”培養模式，積極推進計算機類專業的國際化及校企合作人才培養模式的改革，深化“重基礎、重能力、重實踐、重效果”的“專業+外語+崗位”柔性培養機制。

3.1 “訂單式”培養

應用型本科高校計算機類專業的人才培養目標是滿足企業的需求，為此，學校和企業需要深度融通，人才培養方案由學校和企業共同訂立，根據企業對技術的需求組織課程教學，通過強化企業技能與參加企業崗位實訓，實現學生提高職業技能和專業知識的積累，也為學生了解企業需求、企業選拔人才提供便利，從而實現人才培養和企業的對接。

校企合作課程在大四集中實施，開設課程由學校與企業共同商定，且課程由校企雙方共同建設，師資也由雙方共同配備。企業方主要負責實踐環節的教學，學習結束后由校企雙方負責學生的就業，合作企業每年都從學員中挑選部分優秀學生充實到自己的技術隊伍中。通過這種方式，學校有效地解決了部分學生的就業，企業也能挑選到自己所需的人才，雙贏的結果使企業參與人才培養的積極性和主動性大大提高。

3.2 “課程嵌入式”培養

借鑒國際先進培養模式，構建符合軟件開發工作要求的課程體系，采用課程嵌入方式組織教學。常熟理工學院與IT企業共同研制軟件工程專業培養方案，將企業課程與現行專業課程加以整合，將企業課程分模塊嵌入到培養計劃中，制定取雙方之長的全新方案；企業對學校實踐課程和素質拓展的方案和體系進行評估。部分課程聘請企業有豐富實際工作經驗的優秀工程師進行授課，提高學生的職業素養。學院一方面通過與甲骨文、微軟、恩智浦、ARM等國際知名的公司成立合作聯盟，在這些聯盟公司的建議下設計基礎課程和創新課程，并編寫有針對性的系列教材；另一方面，以培養復合人才為主旨，采用各種成熟的現實軟件開發案例和軟件公司訂單進行層次式教學，重視學生軟件工程思想的形成和軟件開發經驗的積累，使學生熟悉軟件工業標準流程，具備承擔國際軟件開發業務的能力。

3.3 “校企互動型”培養

常熟理工學院計算機類專業注重“企業主導型”的培養方式，在地方政府的支持下與百科德條碼有限公司、中科龍夢等IT企業建立校企協同創新創業中心，專業教師和學生以成立創新創業團隊的形式入駐中心。在此基礎上，選擇一些有意向的IT公司加入到團隊中，企業將現實的開發項目引入到團隊中作為研究對象，并選派具有豐富經驗的工程師以“導師和項目負責人”的身份和專業教師共同指導學生進行軟件項目的設計和開發，同時注重團隊中學生工程化能力的培養。

創新創業團隊作為紐帶將學生、教師、企業工程師和行業專家緊密聯系起來，教師和學生在實際項目開發中“教”和“學”，真正做到“教、學、做”有機結合。

與合作企業的緊密聯系為教師“走出去”創造了條件。與合作企業建立了教師定期掛職鍛煉和頂崗工作機制，有計劃地選送教師到企業工程崗位上工作和鍛煉，積累工程實踐經驗，為更好地投入實踐教學打好基礎。

4 構建基于國際服務外包行業學院的應用型人才培養模式

我院以金融、教育、服裝、電信等大型服務行業為背景，與行業內若干企業合作，提煉出各行業的共同特征，構建了“行業學院”人才培養模式，為行業培養各類專門人才。學校和企業在充分溝通的基礎上，以企業為主導，有目的地設計模塊化的課程內容，如讓學生在真實項目中實習、在畢業設計中解決企業的實際問題等，在這樣的培養模式下提高他們應用知識的能力，同時也能深入了解行業（企業）的文化，融入到行業中去。

常熟理工學院計算機科學與技術專業全程參與了國際服務外包行業學院的建設，學生在完成本專業針對解決復雜工程問題的課程體系中的公共課程、學科與專業核心課程后，加入到國際服務外包行業學院以強化解決某類復雜問題的能力。經過校內具有工程背景的職業訓練、項目化的實踐教學、團隊實戰型的綜合訓練，以及合作企業基于解決實際問題的畢業設計等環節，學生的工程意識和能力得到了明顯增強。培養模式的創新具體包括以下3個方面：

1）模式創新。

在不具備行業背景的地方新建本科院校中形成“面向行業”的人才培養模式。

（1）行業、主干企業、政府和高校組成“教育共同體”，突破與單一企業的“項目化”合作形式。

（2）探索合作教育的新機制和體制，使人才培養組織與管理較好地適應業界的“市場化”機制。

（3）業界參與教學的全過程，催生教學方法、教學管理和評價機制的全面改革。

（4）使校企合作的“課程模塊”、實踐環境、師資等成為“自有資源”。

2）理念創新。

學院秉承“注重學理，親近業界”的應用型人才培養理念，強調與業界的合作教育，同時關注基礎知識的學習與儲備；并將理念貫穿于學校定位、發展戰略、培養路徑、培養模式等各個環節中。

3）協同發展機制的創新。

國際服務外包行業學院面向長三角地區的信息服務外包優勢產業和戰略發展需求，有力支撐了行業發展；相應行業的發展又透過國際服務外包行業學院帶動了計算機科學與技術學科和專業發展，同時獲得了地方政府的全力支持。

5 面向復雜工程問題，優化課程體系，創新實踐教學模式

認證標準要求，在整個培養階段要保證學生能真正參與到工程實踐中去，使學生在自主、動手、綜合、實驗和創新能力等方面得到一定的鍛煉[7]。然而，如何培養學生復雜工程問題的求解能力，需要在課程體系中體現。在課程體系建立中，我們強調以下3方面的能力培養：

（1）與解決復雜工程問題相匹配的基礎知識。如學生需要掌握算法分析與設計、優化組合這類基礎理論知識，才能具備與解決復雜工程問題相匹配的基礎。在課程體系構建中，我們進一步調研了復雜工程問題的共性特征，合理設計基礎理論體系。

（2）與解決復雜工程問題相匹配的綜合素質。重點解決協同能力培養，如引入企業管理模式和項目開發模式，以項目組形式開展教學等。

（3）與解決復雜工程問題相匹配的專業技能。除了強化學生程序設計能力外，還要強調借助新工具、新手段、新平臺解決問題的能力，為此，我們開設了當前最新的技術創新課程，如大數據處理平臺等。

在新的培養方案中，我們著力構建了以地方經濟發展需要為背景，與生產實踐、社會發展需要相適應的，融“基礎理論、實驗教學、工程實踐”為一體的特色專業培養方案和適應IT產業發展需求的課程體系。

在教學模式上采用“6-1-1”的課程教學模式，以及“1-1-1”的實訓教學模式。 “6-1-1”模式是指大一、大二和大三的6個學期以理論課程學習為主，而第7學期的課程教學包括選修課程、實踐項目、人才定制培養，最后一個學期安排畢業實踐和畢業設計（論文）?；A理論課和專業理論課主要由學校負責完成，而企業課程、工程技術課程則主要由企業工程師負責組織教學。實訓教學“1-1-1”模式，即大一到大三的每個暑假安排（2周）的實踐短學期，采用企業開發項目的方式進行實踐操作訓練，為此，學院打造了與企業真實環境一致的、服務于教學、滿足實訓需求的實訓平臺。實訓內容貫穿學科基礎課程和專業必修課程。實訓分概念實訓、技能實訓、項目實訓3個層次，分別在不同學年的實踐短學期進行。實訓內容從基礎實訓到綜合應用開發實訓，從基礎的知識點到系統化的整合。

同時，學院積極推進并完善了“實驗—實訓—實習”的實踐教學體系，實施“概念實訓—技能實訓—項目實訓”的漸進式實訓方案。實現了“課堂教學、課外教學、校外教學”的有機結合，加強校內、園區、企業等實踐教學基地的建設和實踐實習有效機制的建設，著力培養學生的創新創業精神和實踐動手能力。

6 結 語

在工程教育認證的背景下，我們對應用型本科高校的專業標準的制定進行了研究和實踐，以實現人才培養和就業無縫對接為目標；同時，對計算機類專業的課程體系進行了梳理，對課程目標、課程內容、課程結構、課程實施和實踐環節進行了系統分析和研究，并對校企深度融通聯合培養應用型人才的理念進行了嘗試，提出了優化計算機類專業課程體系的原則和具體策略。不可否認，我院計算機類專業離順利通過國際專業認證還有較長的路要走，對照工程教育認證的標準，我們還需要進一步完善和改進學院的人才培養機制。

參考文獻：

[1] 陸勇. 淺談工程教育專業認證與地方本科高校工程教育改革[J]. 高等工程教育研究， 2015（6）： 157-161.

[2] 方崢. 中國工程教育認證國際化之路——成為《華盛頓協議》預備成員之后[J]. 高等工程教育研究， 2013（6）： 72-76.

[3] 余壽文. 工程教育評估與認證及其思考[J]. 高等工程教育研究， 2015（3）： 1-6.

[4] 于蕾， 劉玉萍， 李薇， 等. 工程教育認證模式下的人才培養模式[J]. 計算機教育， 2016（7）： 31-34.

[5] 王孫禺， 趙自強， 雷環. 中國工程教育認證制度的構建與完善——國際實質等效的認證制度建設十年回望[J]. 高等工程教育研究， 2014（5）： 23-34.

[6] 陳麗春， 毛建衛， 茹瀟瀟， 等. 校企協同創新培養應用型工程人才[J]. 高等工程教育研究， 2014（3）： 72-75.

[7] 王玲， 盛敏. 深化認證標準理解， 提升自評工作質量[J]. 高等工程教育研究， 2014（5）： 113-118.

（編輯：彭遠紅）