新工科背景下民辦高校計算機類專業系統能力培養模式研究

余寧 劉曉星

摘 要：本文從計算機系統能力培養的內涵與現狀出發，以河北科技學院計算機科學與技術專業的教學改革實踐為例，提出了新工科背景下民辦高校計算機類專業系統能力培養的新模式，推動高新技術與計算機類專業知識、能力、素質的深度融合，探索計算機類專業改造升級的實施路徑，以此來提高學生適應新經濟發展的整體素質和綜合能力。

關鍵詞：新工科; 計算機系統能力;系統級設計; 系統能力培養

0 引言

隨著人工智能、大數據、云計算、物聯網等新技術的發展和廣泛應用，計算機類專業人才培養要求也發生了極大變化。在新工科的計算機類專業建設和教育提升中，系統能力培養具有了更加迫切的要求，我國各個生產領域都將電子計算機應用技術進行有效的滲透，也進一步迫使傳統的電子計算機專業院校學生面臨著巨大的就業壓力，因此，此背景之下，就計算機類專業系統能力培養教學策略進行系統的研究是具有一定積極意義的。

1 系統能力培養內涵

隨著大規模數據中心的建立和個人移動設備的大量普及使用，為了應對各種復雜的計算機應用，編寫出各類適合不同平臺的高效程序，應用開發人員必須了解不同系統平臺的底層結構，并熟練掌握其中的技術和工具，培養相應的技術領域方面的整體系統觀以及能夠進行軟硬件協同設計的貫通能力。

從計算機教學的角度來說，可以將涉及系統能力培養的計算機系統劃分為3個層次。（1）運用數學和物理原理，設計和開發計算機運行系統，包括中央處理器（CPU）、操作系統及編譯系統，這是計算機最基本的系統，稱為計算機基礎系統，相關課程包括數字邏輯、計算機組成、操作系統等。（2）運用計算機基礎系統原理，設計和開發計算機領域的專門系統，如軟件開發系統、數據庫系統、網絡系統、支撐系統、平臺系統等，稱為計算機領域系統。（3）運用計算機專業系統原理，設計和開發各種應用系統，如數字制造系統、無人駕駛系統、無線通訊系統等，稱為計算機應用系統。

系統能力培養的范圍可以涉及這3個層次中的1個或者多個。計算機類專業學生系統能力培養的基本內容是掌握系統內部各軟件/硬件部分的接口、運行協同以及系統內部各部件的邏輯關聯，了解系統呈現的外部特性與人機交互模式，強調從系統結構角度實現優化的系統功能。具備了系統能力，計算機的應用和創新能力也會由此得到強化與提升。

2 計算機類專業教學模式現狀分析

據相關科學研究表明，計算機系統能力即是一種用于解決較為全面且復雜的綜合能力，與傳統的電子計算機應用技術相比，計算機系統能力儼然逐漸成為電子計算機專業的核心發展力和市場競爭力。目前我國絕大多數綜合類大學或工科類大學都在電子計算機專業教學培養中取得不錯的成績，一些國外大學同樣也非常重視學生系統能力的培養，而國內的教育部門也認識到了進行電子計算機應用技術培養的重要性，組織并鼓勵各大高校進行計算機專業系統能力培養教學改革，結合高校實際發展情況和教學特點不斷地進行課程改革、教學模式改革等。

3 計算機類專業系統能力培養教學模式研究

在教育部產學合作協同育人項目中，河北科技學院申請并獲批了計算機類專業系統能力培養的項目。該項目以河北科技學院計算機科學與技術專業開展專業系統能力培養教學為例，在新工科的背景下，通過吸收其他高校的教學實踐案例，針對自身所存在的不足，展開了系列的能力培養教學體系改革活動，并取得了不錯的成績。

（1）通過構建“3個層次”對系統能力進行培養。第一個層次屬于基礎教育，把建立初步系統概念作為核心，增強對計算機系統基本原理的理解。第二層次是以系統觀為核心的專業教育階段，主要涉及軟硬件的學習。第三層次主要從學生創新能力培養出發進行全面的培養。并開展了綜合實踐能力培訓的相關課程，意在指進一步有效地鍛煉學生獨立解決新工科背景下產生的復雜工程問題的能力。系統能力培養的3個層次都是圍繞著本階段的核心目標開展教學的，從而推動計算機系統能力培養教學模式的全面發展。（2）計算機系統能力課程群的創建。該項目從工程教育認證標準對學生能力的要求出發，從多個角度分析和探究各門課程之間的聯系，以此構建出系統能力培養課程群，整個課程群應當包括有以下課程：計算機系統理論基礎、計算機應用編程、程序設計等等等課程，進而為學生建立完整的系統觀，創建全新的實踐與理論知識相互結合的專業教學體系。（3）以系統能力為導向，建立具有創新性的人才培養模式。把系統能力培養作為首要目標，由教師設立課題，組織學生參與進來，進而增強學生解決復雜工程問題的創新創業實踐能力，同時要鼓勵學生表現自己，引導學生參與各種專業競賽，增強學生的自信心，并把學生在創新創業和學科競賽上的成績和表現納入課程考核中去，利用比賽和考核制度來調動學生的積極性，激發學生創新創業的動力和潛力。（4）加強師資隊伍建設。為了教師能夠順利地完成教學任務，學校成立了計算機系統能力教學組織，并投入一定量的專項基金，讓老師能夠有足夠的資金進行科研，或相互之間就系統能力培養問題進行溝通與交流，讓經歷過改革的教師分享經驗。邀請知名院校的專家到校授課，組織在校教師與專家進行深入交流，從專家身上吸取教學經驗和方法，以此來提高自身的專業素質。

4 總結

計算機類專業的新工科改革不是一蹴而就，應該循序漸進的推進，需要重點把握學與教、實踐與創新創業，加強學科建設，轉變教學理念。本文主要就新工科背景下計算機類專業系統能力培養教學模式進行了研究和分析，希望能夠通過教學改革，培養學生思維能力，進而提高了學生解決復雜工程問題的能力，滿足了社會發展的需要。

參考文獻：

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[2]關金名.新工科建設背景下計算機類專業人才培養探究[J].考試周刊，2019（49）：9.

教育部高等教育司2019年第二批產學合作協同育人項目課題編號：201902299001

作者簡介：余寧（1981-），女，河北保定人，學士，副教授，主要研究方向：計算機技術。