專業認證視域下的計算機專業綜合課程設計

張 強，王 輝，王浩暢，王 梅，潘俊輝

（東北石油大學 計算機與信息技術學院，黑龍江 大慶 163318）

0 引 言

從國家實施的創新驅動發展、“中國制造2025”“一帶一路”“互聯網+”及 “新工科”計劃等重大戰略對工科生提出的要求來看，都需要學生具備處理復雜工程問題和綜合應用能力，這與工程教育專業認證核心理念和高等教育教學質量國家標準的核心原則高度契合[1-2]。綜合課程設計是計算機專業人才培養過程中提高學生綜合應用能力和解決復雜工程問題的重要教學過程，是引領學生將所學專業知識用于解決實際復雜工程問題的關鍵環節[3-5]。大學專業課程建設可借助行業協會優勢，通過課程認證，完善課程設置，促進產學研融合，提升專業建設水平和質量。

1 計算機專業綜合課程設計教學中存在的問題

（1）學生重視程度不足。一些學生認為課程設計不過是考查課，只需設計出相應功能，提交程序及報告就能順利通過考核。甚至個別學生利用網絡資源拷貝設計方案或摘抄報告，缺乏嚴謹的科學態度。

（2）選題設計立意不佳。很多高校在選題方面存在嚴重缺陷，一方面設計題目年年重復，脫離社會實際需求，學生也常常借助往屆設計方案。另一方面選題設計過大，與學生實際設計能力不匹配，以致無法完成任務。

（3）課程考核不夠全面。課程設計考核多采用實踐問答和提交設計報告方式，根據回答情況給出分數，設計報告也只關注方案設計的合理性、結構嚴謹和撰寫規范等。很少關注學生科學態度、查閱相關文獻、設計和解決問題等能力。

（4）雙師型教師缺乏。地方普通高校的教學教師主要來自各高校優秀畢業生，對企業和社會實際需求了解有限，缺乏實際項目研發經驗積累。

2 計算機專業綜合課程設計教學設計構建

2.1 以成果為導向構建課程設計的教學目標

綜合課程設計教學目標的構建應“以成果為導向”，分別從4 個方面開展。

（1）強調人人成功。即所有學生都能獲得成功。強調學生主體地位，引導學生積極參與選題、調研、分析問題、設計方案、研發、撰寫報告到總結匯報。教師隨時根據學生學習狀態引導，提出開放式論題和意見，調動學習積極性，培養學生主動思考，進而提升創新思維。以軟件工程課程設計為例，學生可根據實際情況選擇不同難度和工作量的課題?；A薄弱的學生可選相對較熟悉的領域課題，能力強的學生可選針對某一特殊領域或相對較復雜的項目。

（2）強調個性化評定。根據學生個體和選題難度差異，制定個性化評定方案和等級，準確掌握學生學習狀態，研究影響教學質量的關鍵因素及改進教學的有效對策。如，針對基礎薄弱的學生，選題較簡單，更側重考核基本功能的完成和完善程度。

（3）強調知識精熟。計算機專業學生更側重理論與實踐結合，掌握設計、編程、分析、調試等能力，因材施教，強調不同程度的知識實現。如，加強基礎薄弱學生關注度，不時借助課題實際情況，徹底清楚薄弱點，引導學生將一些基礎知識內容落實到項目中，給予及時指導和鼓勵，輔助提高學習積極性，完成基本目標。針對實踐能力較強學生，給予更高要求，以加大課題難度和工作量滿足求知欲，使其獲得更多學習機會。

（4）強調能力本位。按工程教育認證標準和實施準則，結合未來實際應用背景和能力需求，課程設計教育目標應體現出具體核心能力培養；選題應占位行業應用并不斷更新，融合新技術與應用；任務量及難度應適中，包括基本任務、提高任務和擴展任務等。如，在線考試系統項目將選擇、填空和簡答等基本題型設計與實現劃定為基本任務；能實現自動閱卷模糊評判功能設計的劃定為提高任務；能完成基于某些算法智能組卷設計的劃定為拓展任務。

2.2 以學生為中心確定課程設計的教學模式

（1）注重學生的主體地位，強調發揮學生主觀能動性和創造性，讓學生主動吸收新知識，并完善已有的知識結構；自主決定自我學習活動方式，追求新的學習方法和思維方式。如，在線考試系統設計過程中，鼓勵學生根據理解不同，將數據結構知識應用到算法選擇中，對比算法時間復雜度等，以期尋求組卷最佳算法。

（2）強調知識的創新性、實踐性、開放性和延展性。注重通過研究和實踐促進知識建構和發展，培養學生對現有知識自主思考、研判分析、質疑、改造新知識及靈活運用意識和能力，進而掌握有效知識信息。如，在線考試系統項目，教師可由一些知識點為學生提供引導信息，如“數據庫中某些表是否存在可關聯內容幫助縮短查詢時間？” “組卷選用算法的屬性維度是否過大？”等，引導學生思考與創新。

（3）強調知識本位、能力提升、思想創新、境界四維度的教學目標，“全面發展”教學理念貫穿始終，促進學生綜合素質全面提升。如，允許任憑自我能力和知識儲備自由發揮，有些基礎薄弱的學生動手能力反而趕超其他學生，動手能力一般的學生在思想或境界上有更好表現，學生之間相互交流溝通、取長補短、共同提升自我綜合素養。

（4）強調教與學無縫結合。教師主動轉變角色，投身教學實踐，與學生零距離交流溝通，“教”與“學”相輔相成，達到教學相長。如，在線考試系統根據調研情況，集中講解如何利用各種檢索資源，如何準確檢索到心儀內容等；分析設計時，教師可提出“算法可否降低時間復雜度？”“數據表用一張表？還是分題型設計各表更好？”等引導學生結合數據結構和數據庫課程知識。

（5）強調課內外緊密融合。一指教育與教學開放性，即課堂教學在授課內容、時間和空間上的延展性。二指教育與教學密切結合，打破教育與教學管理界限，實現無縫結合。如，鼓勵充分利用課下時間；不僅自我測試，還邀請其他甚至外專業同學參與測試和體驗，更廣泛收集測試結果和體驗意見，以期更好完善設計內容。

2.3 建立基于模糊綜合評判的綜合考核體系

課程設計開始之前，教師根據學生層次不同發布多個不同類型和難度設計題目以供選擇，學生以小組為單位去完成相似難度和部分內容，如調研、設計與制作等。教師不間斷給予適當引導，考核評價貫穿始終。根據前述的教學模式，以軟件工程課程設計課程為例（見表1），詳述課程綜合考核體系。

1）課題難度。

根據課題及完成內容評定課題難度級別。如，在線考試系統課題，僅完成試題入庫、組卷的難度級別評定為一般，完成算法自動組卷功能的課題評定難度級別較高。

2）文獻檢索能力。

文獻檢索能力包括中英文文獻質量、文獻與課題貼切性。不僅要求學生檢索相關領域中文文獻，還要求關注前沿英文文獻，將文獻闡述的有關內容合理、有效地協助尋求并正確表達課題中復雜工程問題的解決方案。如，選作在線授課平臺系統設計與實現的學生，應對該領域用戶量較大且運行效果良好的雨課堂、學習通、智慧樹等充分調研，汲取各平臺精華以期總結出最佳解決方案。

表1 課程設計綜合評測

3）綜合應用能力。

綜合應用能力的評測包含學生分析、設計、研發、創新、測試方案設計能力及課題源碼質量等。重點評測結合調研，應用專業知識對課題領域復雜工程問題特殊需求的綜合分析，明確具體研究目標，合理選取恰當的信息技術工具，科學選擇研究路線，設計可行解決方案能力。應做到根據解決方案給出多種設計進行優選，體現創新意識和能力。如，隨時檢查學生項目計劃、需求分析等完成度與完善情況?；谟嬎銠C專業相關課程設計的特點，加強對測試方案設計能力和課題源碼質量評測。應按不同課題側重點設計相應測試方案，嚴格符合軟件測試標準規范。主張用可測性、可讀性、可理解性、容變性等代碼可維護性維度的質量屬性來衡量源碼質量。源碼質量屬性強調的是支持實現功能需求的代碼內部結構的質量，因此占有較大的評測比重。例如，學生應能夠用工程化思想和方法開發在線授課平臺系統設計與實現，采用面向對象或結構化方法實現一些類似功能模塊，切實體現出用軟件工程的方法開發系統與一般程序設計方法不同之處。

4）團隊精神。

針對團隊不同角色，分別對每個成員的合作能力、溝通能力與管理能力評測。重點考察在工程實踐中，能否進行有效溝通與合作及團隊合作精神或意識；以及能夠承擔起團隊的相應角色，進行有效組織與協調，綜合團隊成員意見進行合理決策的能力。如，在線授課平臺系統設計與實現與在線考試系統設計與實現等類似課題以小組為單位去完成前期調研與研究分析，組內分工與相互協調非常重要，學生分工體現了揚長避短及所長，英文好的學生負責調研資料，其他學生也按自動組卷、作業布置和試題設計等方面依次分工。

5）論文質量。

論文是對實踐成果的呈現，除了必須嚴格符合撰寫規范，還要重點評測論文闡述的完整性和專業性。論文應全面體現應用專業知識進行的研發，對創新之處給予詳細闡述。如，《在線授課平臺系統設計與實現》項目論文，無論完成的內容量多與少，都應能完整呈現整個研發過程，具備合理的文檔邏輯性，語言流暢，論述清晰。

6）答辯。

答辯是非常重要的過程，應做到利用現代信息技術工具組織匯報，完整闡述課題內容和實踐成果，與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流。重點考查學生對所完成課題的理解深度、臨場論證能力、專業知識掌握的深度和廣度。利用答辯過程，還有機會發現實踐中的不完善之處。如，在線授課平臺系統設計與實現這類項目匯報各有千秋，有的采用演示平臺的方式，有的采用視頻方式展示，有的僅匯報PPT。不僅教師要提問，其他學生也可提出疑問，對能提出一些建設性疑問的學生適當給予加分。

2.4 建立基于行業認證的課程持續改進機制

目前多數課程設計存在重監督、輕控制、缺改進等問題，沒有形成閉合循環。而專業認證強調課程教育是“評價—反饋—改進”的循環過程，行業協會對本行業的發展情況和知識需求最了解。針對專家發現的不足，積極借鑒專家的寶貴意見，對各個環節進行如下改進。

（1）合理優化開課時間。開學初，教師發布課程設計目的與任務等信息，給予學生更多時間結合自身情況慎重選題，鼓勵帶著問題去聽課，協助提升授課效果。學生在整個學期可充分且合理自主規劃時間完成課程設計相關內容，可隨時與指導教師溝通，并不需要集中輔導。

（2）加強課程設計中企業參與力度。在以往課程設計過程中，企業導師參與一直是一個薄弱環節。擬擇選中軟、東軟、青軟等知名IT 企業參與課程設計選題、方案設計、能力達成考核等環節，加強工程實踐能力的培養。如，近年新增的基于Bootstarp 技術的物資管理平臺設計與開發、基于區塊鏈技術的在線病例系統設計與開發等題目。

（3）結合行業需求，適當融入行業認證相關內容，鼓勵學生考取各類行業認證，提升就業成功率。隨時優化課程內容和考核要點，協助學習部分行業認證內容并應用實踐。如，Oracle 認證人才需求迅猛增長，在軟件工程課程設計數據庫部分，加強對Oracle 數據庫測試、規劃對象、網絡結構、數據庫安全性及規劃調整能力的培養。

3 計算機專業綜合課程設計改革教學實施效果

3.1 課程設計考核情況

在實施教改的計2015 級、計2016 級、計2017 級及計2018 級課程設計考核中，嚴格按綜合考核體系評測，明顯可看出學生平均分和優秀率逐年提高，不及格率有所下降。評測體系逐年改進且評測項目更豐富，優秀率仍能保證逐年提高的勢頭，說明很好地調動了學習積極性與主動性，達到了教學與教育相結合的目標。課程考核對比見表2。

3.2 參與科研及各類賽事

基于以成果為導向的教學目標，學生在課程設計中體會到了人人都能成功，更加積極參與各類大賽和教師科研課題，生生宣傳，也激發了低年級學生積極參與、渴望突破自我取得一些成就的熱情。相比之下，自2015 級學生起參與率大幅度提高，相信低年級學生在后期還會涌現更高的參與率，見表3。

表2 課程考核對比

表3 各類科研及賽事參與率 %

4 結 語

以專業認證的人才培養理念為指導，在計算機專業人才培養過程中引入行業認證內容，建立符合畢業生實踐能力要求和適應計算機技術發展需求的綜合課程設計教學內容、考核方式、評價及持續改進機制，形成 “以學生為中心—強化工程意識—培養創新人才”的實踐教學理念，進而構建 “知識傳授、能力培養、素質提升、人格塑造”四位一體的人才培養體系。教學實踐表明，專業認證視域下計算機專業綜合課程設計教學改革方式能夠營造良好的教學氛圍，提高學生的自學意識和熱情，進而提高學生處理復雜工程問題的能力和綜合應用能力。