計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)之創(chuàng)客人才培養(yǎng)模式實(shí)踐

王德昌，伍 祥，吳錦華，霍清華

（安徽信息工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)與軟件工程系，安徽 蕪湖 241000）

0 引 言

隨著高等教育改革的不斷推進(jìn)，計(jì)算機(jī)本科人才培養(yǎng)已經(jīng)脫離純理論教學(xué)的模式，引入越來越多的實(shí)踐教學(xué)方式，包括課程設(shè)計(jì)、小學(xué)期、實(shí)訓(xùn)課程等，同時(shí)也在實(shí)施方面強(qiáng)調(diào)了分組合作、過程考核、綜合素質(zhì)考察等。然而，在實(shí)踐中仍然存在如下問題：①項(xiàng)目同質(zhì)化嚴(yán)重。由于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生較多，而教師數(shù)量相對不足，導(dǎo)致每一屆的學(xué)生做的項(xiàng)目有很多雷同且技術(shù)含量平平，大多集中在Web開發(fā)、手機(jī)App開發(fā)等幾個(gè)典型的方向。②考核不夠客觀、嚴(yán)謹(jǐn)。即便初衷是通過較多的練習(xí)來提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但畢竟是課程范圍之內(nèi)的內(nèi)容，為了保證通過率，不得不在能力培養(yǎng)要求上降低標(biāo)準(zhǔn)。③實(shí)施收效甚微。雖然是希望通過實(shí)踐環(huán)節(jié)來幫助學(xué)生理順各門課程的知識(shí)點(diǎn)并加以應(yīng)用，然而，畢竟只是一門課程或一個(gè)學(xué)期，仍然是單點(diǎn)工作，無法在全局上達(dá)到預(yù)期效果。

1 計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式側(cè)重理論教學(xué)，實(shí)踐部分大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生依照教師編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一步一步重現(xiàn)結(jié)果。該模式下培養(yǎng)出來的學(xué)生明顯與用人崗位脫節(jié)[1]，進(jìn)入工作崗位之后需要較長的適應(yīng)時(shí)間。因此，高等教育掀起了一波一波的改革熱潮，不斷引入企業(yè)因素來為學(xué)生提前進(jìn)行“崗前培訓(xùn)”，在傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)之外引入了小學(xué)期和方向課程，包括高校內(nèi)辦培訓(xùn)班、企業(yè)與高校聯(lián)合辦直通車班、企業(yè)雙師到高校開設(shè)實(shí)訓(xùn)課程等。

在開班過程中，引入分組合作模式、過程考核模式、綜合素質(zhì)考評、企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)等。然而，從實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)駐的企業(yè)大多是較為缺人的外包和應(yīng)用軟件開發(fā)企業(yè)，他們的業(yè)務(wù)也主要集中在Web開發(fā)、手機(jī)App開發(fā)等信息管理類軟件方面，在越來越多的學(xué)生選擇計(jì)算機(jī)專業(yè)的大背景之下，產(chǎn)生學(xué)生培養(yǎng)的同質(zhì)化問題，一屆畢業(yè)生中可能超過80%的學(xué)生都是做外包開發(fā)的，在求職時(shí)就產(chǎn)生了內(nèi)部競爭，對學(xué)生未來的職業(yè)生涯也有一定的影響。

2 創(chuàng)客人才培養(yǎng)的目標(biāo)

針對計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)過程中存在的多種問題，我們利用學(xué)校新建的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室和雙師資源，為學(xué)有余力而且想學(xué)習(xí)的學(xué)生制定了個(gè)性化人才[2]培養(yǎng)方案；同時(shí)，引入導(dǎo)師制度，為學(xué)生在本科4年的學(xué)習(xí)進(jìn)行整體規(guī)劃和知識(shí)體系構(gòu)建計(jì)劃。培養(yǎng)目標(biāo)包括：

（1）個(gè)性化發(fā)展。根據(jù)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，考慮學(xué)生的性格和特長等因素，為不同的學(xué)生選擇不同的實(shí)踐項(xiàng)目，如體感交互項(xiàng)目、游戲項(xiàng)目、大數(shù)據(jù)項(xiàng)目、機(jī)器人項(xiàng)目、安全攻防項(xiàng)目等，避免同質(zhì)化培養(yǎng)而導(dǎo)致內(nèi)部求職競爭。

（2）知識(shí)體系構(gòu)建。引入導(dǎo)師制度，學(xué)生從大一開始就可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，后續(xù)的選課、選方向等都由導(dǎo)師幫助分析和推薦，并且在學(xué)習(xí)的過程中根據(jù)所學(xué)習(xí)的課程來配套完成項(xiàng)目中的模塊，以便學(xué)以致用，以實(shí)踐回促理論的學(xué)習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)時(shí)可以做大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊，在學(xué)習(xí)物理的過程中做游戲模塊，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成與體系過程中做機(jī)器人底板與控制模塊，在學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理的過程中配套完成體感交互中的部分模塊等，如此一來，學(xué)生便會(huì)在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)進(jìn)行實(shí)踐，互相促進(jìn)。

（3）“接地氣”的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。模擬真實(shí)企業(yè)的運(yùn)作，根據(jù)市場需要提出幾個(gè)有商業(yè)價(jià)值的需求，由學(xué)生自行選擇項(xiàng)目、自由組隊(duì)并實(shí)施，每個(gè)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中擔(dān)任不同的角色，包括項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目設(shè)計(jì)師、程序員等，而且，每個(gè)團(tuán)隊(duì)每周都要進(jìn)行工作進(jìn)度匯報(bào)、學(xué)習(xí)分享等。在這個(gè)過程中，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)管理、項(xiàng)目管理、計(jì)劃管理、協(xié)調(diào)溝通、發(fā)表演講等方面均能得到提升，所完成的項(xiàng)目也可以用來參加競賽和自主創(chuàng)業(yè)。

3 培養(yǎng)模式具體安排

3.1 實(shí)驗(yàn)室配置

該實(shí)驗(yàn)室配備有10臺(tái)普通計(jì)算機(jī)、6臺(tái)高性能服務(wù)器以及2臺(tái)超高性能服務(wù)器供實(shí)驗(yàn)室成員日常辦公使用和數(shù)據(jù)挖掘使用，配有一臺(tái)32T的RAID移動(dòng)設(shè)備用于存儲(chǔ)備份數(shù)據(jù)，以及一臺(tái)掃描/復(fù)印/打印一體機(jī)、投影儀、麥克風(fēng)、白板、粉碎機(jī)等日常辦公設(shè)備和保密設(shè)備。另外，實(shí)驗(yàn)室還配有如下幾類開發(fā)用設(shè)備。

（1）支撐控制類項(xiàng)目的設(shè)備。包括3D打印機(jī)2臺(tái)、工業(yè)機(jī)械臂2套，用于支撐3D建模以及搬運(yùn)、噴涂、打磨等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)。

（2）支撐視覺類項(xiàng)目的設(shè)備。包括已經(jīng)安裝在室外樓頂?shù)倪h(yuǎn)距離激光云臺(tái)相機(jī)1臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)球機(jī)4臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)快球1臺(tái)，以及已經(jīng)安裝在室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)相機(jī)4臺(tái)、全景相機(jī)1臺(tái)、星光相機(jī)1臺(tái)，還有些尚未安裝的模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)和球機(jī)用于本地連接實(shí)驗(yàn)用，這些設(shè)備可以支撐智能交通、智能安防、人流統(tǒng)計(jì)、信息挖掘等應(yīng)用的開發(fā)。

（3）支撐人機(jī)交互項(xiàng)目的設(shè)備。包括Kinect體感儀20套、麥克風(fēng)8套以及前述監(jiān)控相機(jī)，主要用于支撐體感游戲、人機(jī)交互應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)、自然語言交互等應(yīng)用的開發(fā)。

（4）支撐機(jī)器人項(xiàng)目的設(shè)備。四軸飛行器、移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)、移動(dòng)保潔車平臺(tái)、DSP開發(fā)板等，用于支撐智能機(jī)器人、無人機(jī)、無人駕駛汽車、嵌入式開發(fā)以及并行計(jì)算編程等。

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還備有各個(gè)方向相關(guān)的大量專業(yè)書籍，如《一分鐘有效溝通》《海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)》《游戲設(shè)計(jì)概論》《交互式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》《黑客攻防編程解析》《計(jì)算機(jī)病毒原理與防范》《入侵檢測技術(shù)》《智能機(jī)器人原理與實(shí)踐》《設(shè)計(jì)模式》《傳感器原理與技術(shù)》《多核程序設(shè)計(jì)》等。

3.2 實(shí)驗(yàn)室成員選拔

創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室主要針對喜歡學(xué)習(xí)且學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng)，在人員選擇的過程中主要考察學(xué)生的道德秉性、學(xué)習(xí)態(tài)度和毅力。

（1）先成人后成才。一個(gè)人的道德心和公德心決定著這個(gè)人是否能為社會(huì)作出貢獻(xiàn)，道德缺失的人能力越大則對社會(huì)和他人造成的損失和傷害就越大，因此，本著“先成人后成才”的立場，對候選人員首先考察其道德秉性。

（2）態(tài)度決定一切。一個(gè)人是否能學(xué)有所成，重要的是看這個(gè)人學(xué)習(xí)的態(tài)度，態(tài)度端正、勤勤懇懇的人可以奮發(fā)努力、虛心接受別人的指導(dǎo)和批評，并逐漸朝成功邁進(jìn)；相反，態(tài)度不端的人則很難從別人的指導(dǎo)中受益，難以培養(yǎng)成才。故此，對候選人員要考察其刻苦學(xué)習(xí)的態(tài)度。

（3）將勤補(bǔ)拙。有了成人的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)的態(tài)度之后，只要能堅(jiān)持刻苦努力、勤奮學(xué)習(xí)，即便智商不高，也能水滴石穿、成人成才。所以，在對候選人員進(jìn)行考察時(shí)要關(guān)注其學(xué)習(xí)的毅力。

3.3 培養(yǎng)模式構(gòu)建

為保證創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室在培人員的數(shù)量，每學(xué)期進(jìn)行一次招新工作，由實(shí)驗(yàn)室成員推薦或?qū)W生自行申請，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行篩選面試，對通過人員進(jìn)行試培考核，觀察其是否適合進(jìn)入該個(gè)性化培養(yǎng)模式。該模式包括學(xué)習(xí)基本的禮儀規(guī)范、完成項(xiàng)目任務(wù)、按時(shí)出勤等方面的考核。

導(dǎo)師與通過考核正式進(jìn)入創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生逐個(gè)進(jìn)行詳談，了解其興趣、特長、未來的職業(yè)生涯規(guī)劃等，并為其分派學(xué)長，由學(xué)長帶其入門，之后，便正式進(jìn)入項(xiàng)目開展階段。

在項(xiàng)目開展過程中，導(dǎo)師負(fù)責(zé)提需求并分派到各個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)則按軟件工程過程開展項(xiàng)目的各個(gè)階段，包括從需求獲取、需求分析、可行性分析一直到編碼和測試。期間，每周要進(jìn)行進(jìn)度匯報(bào)、知識(shí)分享等工作，在工作過程中大家共同討論、共同提升，導(dǎo)師要依據(jù)豐富的企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)、學(xué)術(shù)研究背景對學(xué)生工作過程中的不當(dāng)之處進(jìn)行指導(dǎo)，以便學(xué)生不斷進(jìn)步，具體包括演講禮儀、表達(dá)用語、交流溝通的方式方法、設(shè)計(jì)的合理性、技術(shù)可行性等，進(jìn)而指明需要閱讀和參考的書籍、搜索關(guān)鍵詞等，而學(xué)生則根據(jù)建議盡快查漏補(bǔ)缺。此過程伴隨著學(xué)生的能力提升而不斷循環(huán)迭代，直至完成培養(yǎng)計(jì)劃。

4 培養(yǎng)成果

4.1 就業(yè)選擇面拓寬

學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室后，需要根據(jù)自己的興趣、特長、性格以及職業(yè)生涯規(guī)劃選擇一個(gè)項(xiàng)目，并圍繞該項(xiàng)目開展工作和不斷迭代成果。

在選擇項(xiàng)目的過程中，導(dǎo)師先根據(jù)當(dāng)前的熱門方向和未來的發(fā)展前景劃定幾個(gè)領(lǐng)域，然后與學(xué)生逐個(gè)深入交流討論確定項(xiàng)目，表1為2016—2017年實(shí)驗(yàn)室劃定的領(lǐng)域以及學(xué)生所選的項(xiàng)目。

表1 2016—2017年度實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)域和項(xiàng)目

在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，所有同學(xué)共同參與例會(huì)和知識(shí)分享，每位同學(xué)都有一個(gè)主打項(xiàng)目，同時(shí)還了解其他項(xiàng)目的技術(shù)。除此之外，每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施均從零開始，因而每位同學(xué)都會(huì)同時(shí)涉及軟件和硬件，也會(huì)涉及從應(yīng)用層、中間層到操作系統(tǒng)層的所有知識(shí)和工作。所以，學(xué)生畢業(yè)后可以從事硬件或軟件的各個(gè)層面的工作，擴(kuò)大了擇業(yè)面，避免了同質(zhì)化競爭。2016年度完成該模式培養(yǎng)的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)之后經(jīng)歷了Android應(yīng)用開發(fā)、IOS應(yīng)用開發(fā)、Web應(yīng)用開發(fā)、中間件開發(fā)等，雖然在培養(yǎng)過程中沒有直接做過這些類別的項(xiàng)目，但所需的知識(shí)和能力均能得到培養(yǎng)，因此，他們在工作中均能出色地完成任務(wù)。

4.2 知識(shí)體系完整化

學(xué)生在大一進(jìn)入該培養(yǎng)模式，在導(dǎo)師的幫助下進(jìn)行幾年的訓(xùn)練，配合各個(gè)學(xué)期的課程內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目迭代，能夠在完成培養(yǎng)時(shí)建立好完整的知識(shí)體系，包括公共基礎(chǔ)理論、專業(yè)理論、專業(yè)實(shí)踐相關(guān)的方方面面，而且對知識(shí)的理解也比別人更為深入。學(xué)生在選定好項(xiàng)目后，可以對其進(jìn)行需求分析和工作拆分，將不同的模塊分在不同的學(xué)期來完成，在不同的年級(jí)進(jìn)行不同深度的迭代，并最終完成一個(gè)可商用的項(xiàng)目。

以一款游戲?yàn)槔?，學(xué)生學(xué)習(xí)公共的數(shù)理知識(shí)時(shí)期，主要完成部分特效的設(shè)計(jì)與開發(fā)，例如：粒子特效、運(yùn)動(dòng)力學(xué)效果、聲音效果、二維三維轉(zhuǎn)換（包括透視轉(zhuǎn)換）等，將對應(yīng)地使用到物理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等課程的知識(shí)，形成邊學(xué)邊用、理論與實(shí)踐互相促進(jìn)的效果。

當(dāng)學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)時(shí)期，將完成開發(fā)過程。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)編程語言階段可以完成游戲的程序編寫，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)階段可以完成游戲內(nèi)部數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編程，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)階段可以搭載Kinect等設(shè)備完成外部數(shù)據(jù)的采集與接入，在學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理階段可以完成自然人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)學(xué)生進(jìn)入高年級(jí)開始學(xué)習(xí)更深入的開發(fā)和管理課程時(shí)，將完成整個(gè)項(xiàng)目的迭代和完善工作。例如，在學(xué)習(xí)軟件工程階段需要迭代進(jìn)行游戲的需求分析、設(shè)計(jì)等過程并形成工程化文檔，在學(xué)習(xí)測試課程階段需要完成游戲測試方案設(shè)計(jì)及完成測試。進(jìn)而，當(dāng)學(xué)生到達(dá)實(shí)訓(xùn)或畢業(yè)設(shè)計(jì)階段時(shí)，可以回顧全局，完善和進(jìn)一步迭代，重新梳理知識(shí)體系并進(jìn)一步提升對知識(shí)的理解，完成一個(gè)可商用的項(xiàng)目。表2為培養(yǎng)過程中知識(shí)體系將容納的課程和內(nèi)容。

表2 知識(shí)體系涉及的內(nèi)容

完成培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)生，在專業(yè)知識(shí)上具有寬泛的面和深入的點(diǎn)，在視野上具有從程序員、設(shè)計(jì)師、架構(gòu)師到項(xiàng)目經(jīng)理的各個(gè)層面看待問題的能力，在團(tuán)隊(duì)合作和溝通交流方面也具有一定的道德修養(yǎng)、禮儀、口語表達(dá)能力、心理學(xué)支撐及準(zhǔn)確高效溝通的能力，因此入企業(yè)后能很快適應(yīng)崗位并作出貢獻(xiàn)。

4.3 企業(yè)認(rèn)可度更高

用人單位在招聘時(shí)，除了看重曾經(jīng)的項(xiàng)目經(jīng)歷、知識(shí)體系之外，還看重學(xué)生的綜合實(shí)踐素質(zhì)。創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中模擬真實(shí)的企業(yè)運(yùn)作，將所選定的項(xiàng)目和知識(shí)體系合理結(jié)合并在實(shí)踐過程中不斷迭代、循環(huán)促進(jìn)，最終將知識(shí)體系在實(shí)踐中轉(zhuǎn)化為能力體系，同時(shí)完成的項(xiàng)目用于參加學(xué)科競賽和創(chuàng)業(yè)，以體現(xiàn)項(xiàng)目成果的價(jià)值。該模式從2016年開始實(shí)踐，至2017年5月已實(shí)施一年多，表3為參與該模式的學(xué)生數(shù)量，表4為2016—2017年（截至5月）學(xué)生的成果及參與學(xué)科競賽的獲獎(jiǎng)情況，表5為2016年度完成培養(yǎng)的學(xué)生進(jìn)入工作崗位一年內(nèi)的職位發(fā)展?fàn)顩r。從學(xué)生在企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來看，該模式下培養(yǎng)出來的學(xué)生充分得到了用人單位的認(rèn)可，在收入方面也較同屆學(xué)生高出了很多。

表3 參與該模式的學(xué)生數(shù)量

表4 2016—2017年學(xué)生成果及獲獎(jiǎng)情況

表5 2016年度完成培養(yǎng)學(xué)生在工作崗位上的發(fā)展經(jīng)歷

5 結(jié) 語

在計(jì)算機(jī)人才需求量和計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生數(shù)量激增的背景下，同時(shí)也在高等教育改革浪潮的推動(dòng)之下，計(jì)算機(jī)本科培養(yǎng)中實(shí)踐教學(xué)階段的同質(zhì)化問題越來越凸顯出來，這不僅會(huì)影響到畢業(yè)生未來的職業(yè)生涯發(fā)展，也會(huì)影響企業(yè)對學(xué)校人才培養(yǎng)的認(rèn)可度，尤其會(huì)讓企業(yè)覺得畢業(yè)生和培訓(xùn)班學(xué)生沒有明顯差別。創(chuàng)客人才培養(yǎng)模式下的計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)為學(xué)生提供了個(gè)性化的人才培養(yǎng)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）結(jié)合行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)，為不同的學(xué)生選擇不同的實(shí)踐項(xiàng)目，減少了畢業(yè)生的同質(zhì)化競爭，而且能為用人單位提供當(dāng)前急需的熱門方向開發(fā)人員。

（2）在導(dǎo)師的整體把控和指導(dǎo)之下，學(xué)生4年所學(xué)的所有數(shù)理課程、專業(yè)理論課程、專業(yè)實(shí)踐課程均能融會(huì)貫通，構(gòu)建起一個(gè)完整的知識(shí)體系。

（3）利用創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和模式，模擬真實(shí)的企業(yè)運(yùn)作，全面提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，在技術(shù)能力方面，除了編碼之外，還提升了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、架構(gòu)能力、項(xiàng)目管理能力、進(jìn)度管理能力等；在技術(shù)之外，還提升了學(xué)生的復(fù)雜工程問題能力，包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、口語表達(dá)能力、客戶需求對接和分析能力、團(tuán)隊(duì)管理能力等，因而畢業(yè)生進(jìn)入工作崗位后能如魚得水、獨(dú)當(dāng)一面，受到企業(yè)的青睞。

該培養(yǎng)模式可以為其他高校提供一個(gè)個(gè)性化人才培養(yǎng)的借鑒，但在執(zhí)行過程中也存在一些限制有待進(jìn)一步探索，主要包括：①需要配套的場所和相應(yīng)的硬件資源支撐，這限制了進(jìn)入該模式培養(yǎng)的學(xué)生的數(shù)量；②需要學(xué)術(shù)能力強(qiáng)、企業(yè)經(jīng)歷豐富的雙師導(dǎo)師指導(dǎo)，這也增加了學(xué)校人才引進(jìn)的難度，而師資的匱乏又進(jìn)一步限制了該模式的大面積推廣。

[1]何麗, 華斌, 劉軍. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革研究[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2014(2): 5-9.

[2]周欣欣, 徐純森, 郭樹強(qiáng), 等. 立足高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)創(chuàng)客教育模式創(chuàng)建[J]. 無線互聯(lián)科技, 2017(4): 76-77.