新工科背景下計(jì)算機(jī)類學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的培養(yǎng)與提升

劉德方，王先傳，王 浩，王 靜，徐冬青，王先超

(阜陽(yáng)師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236037)

在全球范圍內(nèi)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，我國(guó)實(shí)施“中國(guó)制造2025”“人工智能2.0”等重大發(fā)展戰(zhàn)略的大背景下，新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展迫切需要科學(xué)基礎(chǔ)厚、綜合素質(zhì)高、工程能力強(qiáng)的新工科(emerging engineering education,3E)人才支撐[1]。為此，近年來(lái)工程教育改革受到空前重視和普遍關(guān)注。新時(shí)期工程教育改革和發(fā)展，要求我們樹立創(chuàng)新型工程教育“新理念”，構(gòu)建新工科學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程教育“新質(zhì)量”，建立具有中國(guó)特色的工程教育“新體系”[2]。但地方性高校如何發(fā)展和建設(shè)新工科的研究報(bào)道較少，地方性高師本科院校計(jì)算機(jī)類專業(yè)如何發(fā)展和建設(shè)新工科的研究就更少，尚未見報(bào)道。

1 新工科對(duì)人才培養(yǎng)要求

1.1 新工科的發(fā)展歷史及其內(nèi)涵

2008年5 月，在汕頭大學(xué)隆重舉行了由教育部理工處聯(lián)合汕頭大學(xué)主辦的“2008年中國(guó)CDIO工程教育模式研討會(huì)”，其主題是探討中國(guó)工程教育改革和MIT等聯(lián)合制定的CDIO(conceive,design,implement,operate)工程教育模式中國(guó)化。10余年來(lái)，我國(guó)一直探索工程教育的新途徑。例如，推行CDIO工程教育[3]、培育和發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)[4]、開展工程教育專業(yè)認(rèn)證[5]等。2015年，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了關(guān)于高校深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革以及一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的相關(guān)文件[6-7]提出要深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，培養(yǎng)具有歷史使命感和創(chuàng)新精神的復(fù)合型優(yōu)秀人才。這些都為新工科的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

新工科概念于2016年提出。2017年教育部啟動(dòng)了新工科研究工作[8]。為加快新工科的建設(shè)與發(fā)展，2017年2，30所高校的專家與學(xué)者共同探討了新工科建設(shè)與發(fā)展的途徑選擇和新工科的內(nèi)涵特征，最終達(dá)成了“復(fù)旦共識(shí)”[1]；2017年4月，60余所高校學(xué)者一致認(rèn)為培養(yǎng)多元化創(chuàng)新型卓越工程科技人才為我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供智力和人才支撐，既是當(dāng)務(wù)之急，也是長(zhǎng)遠(yuǎn)之策，制定了新工科建設(shè)的具體目標(biāo)，形成了“新工科”行動(dòng)路線（天大行動(dòng)）[9-10]；2017年6月，30余位專家審議通過(guò)《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見，形成了北京指南[11]。復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，開拓了工程教育改革新路徑，唱響了新時(shí)代人才培養(yǎng)主旋律。從此，新工科建設(shè)在我國(guó)許多高校和工業(yè)界掀起了新改革熱潮[12-17]。

因此，為適應(yīng)當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形勢(shì)、戰(zhàn)略發(fā)展新需求和立德樹人新要求而提出的新工科是我國(guó)工程教育改革新方向。其內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[16]。

1.2 新工科對(duì)人才培養(yǎng)的新要求

新經(jīng)濟(jì)是一個(gè)跨領(lǐng)域、跨產(chǎn)業(yè)和跨行業(yè)的概念[2]。從新經(jīng)濟(jì)所需的技術(shù)背景看，互聯(lián)網(wǎng)和人工智能作為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的核心工具，具有特強(qiáng)的跨界滲透能力；“互聯(lián)網(wǎng)+”的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新模式要求工程科技人才不但具有專精的專業(yè)知識(shí)，還要擁有跨學(xué)科和跨行業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備。從新經(jīng)濟(jì)依托的學(xué)科看，以智能、泛在、綠色為特征的新技術(shù)革命具有典型的學(xué)科交叉融合特征[2]。這些都要求工程科技人才應(yīng)具備跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨產(chǎn)業(yè)的跨界整合能力。

隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，未來(lái)的工程科技人才需要應(yīng)用現(xiàn)在還未出現(xiàn)的技術(shù)解決還未出現(xiàn)的問(wèn)題。同時(shí)，新時(shí)代下科技創(chuàng)新周期越來(lái)越短，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的邊際越來(lái)越模糊，技術(shù)革新和成果轉(zhuǎn)化越來(lái)越快，新興產(chǎn)業(yè)的涌現(xiàn)不斷加快。這些都要求各類工程技術(shù)人才必須具備很強(qiáng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力。

教育部部長(zhǎng)陳寶生在2018年6月于四川大學(xué)召開的新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上，強(qiáng)調(diào)“回歸常識(shí)”時(shí)指出“要圍繞學(xué)生刻苦讀書來(lái)辦教育，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問(wèn)、練真本領(lǐng)。對(duì)大學(xué)生要合理‘增負(fù)’，提升其學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)力和專業(yè)志趣。”因此，大學(xué)教育不但要擔(dān)負(fù)起滿足學(xué)生“求知、增能”的傳道受業(yè)解惑任務(wù)，還要擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)和提升其可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的任務(wù)。

2 可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的內(nèi)涵

新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力?？沙掷m(xù)競(jìng)爭(zhēng)力是指能適應(yīng)未來(lái)社會(huì)變化和競(jìng)爭(zhēng)的能力。2015年中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)制定的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》中提出了本科畢業(yè)要求：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，運(yùn)用文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案的能力，使用恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)工具的能力，具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力[5,13]。因此，可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力是一種面對(duì)未來(lái)社會(huì)變化和競(jìng)爭(zhēng)的適應(yīng)能力，是一種基于信念和技術(shù)的創(chuàng)新能力，是一種致力于人類社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展的行動(dòng)能力。為此，要培養(yǎng)學(xué)生具有對(duì)未來(lái)全球事務(wù)和國(guó)家發(fā)展的責(zé)任感和使命感，要使其意識(shí)到只有更加注重自身能力培養(yǎng)，才可能成為適應(yīng)發(fā)展、面向未來(lái)、具備可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的工程科技人才。

因此，在國(guó)家面向未來(lái)布局新工科、加快發(fā)展和建設(shè)新工科的背景下，以我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，探索更加多元化和個(gè)性化的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的工程科技人才，以提升學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文擬探討以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力為手段提升學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的方法和途徑。

3 我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀及分析

目前，我校計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院現(xiàn)有5個(gè)專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、軟件工程、信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程和數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，其中的軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)三個(gè)專業(yè)屬我國(guó)新設(shè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)工科專業(yè)即新工科專業(yè)。

近年來(lái)，也成功申報(bào)了一些省級(jí)和校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目，發(fā)表了一系列探討人才培養(yǎng)的教改論文，也建立了一些校企合作實(shí)踐教育基地和示范實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，學(xué)生也參加了一些相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽。這些舉措對(duì)我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的人才培養(yǎng)進(jìn)行了探討，對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升起到一定的推動(dòng)作用，但學(xué)生的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力并沒有顯著提升。學(xué)生初次就業(yè)工資水平基本在5k左右，更有甚者，有的學(xué)生畢業(yè)后缺乏最基本的編程能力，只有從事其他行業(yè)。其主要原因是我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的人才培養(yǎng)仍面臨兩大主要問(wèn)題：（1）課程間的教學(xué)實(shí)踐相對(duì)割裂，致使學(xué)生系統(tǒng)能力與計(jì)算機(jī)交叉融合態(tài)勢(shì)不相適應(yīng)。（2）學(xué)生工程能力不強(qiáng)，致使學(xué)生工程能力與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求不相適應(yīng)。這些問(wèn)題造成我校計(jì)算機(jī)類專業(yè)畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力不足，可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力就更甭提了。

4 學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的培養(yǎng)與提升

根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》《復(fù)旦共識(shí)》《新時(shí)代高教40條》等有關(guān)精神，我們要主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展新需求以及企業(yè)技術(shù)創(chuàng)的新要求，準(zhǔn)確把握行業(yè)人才的需求方向，全方位、多渠道利用學(xué)校資源和地方資源，充分發(fā)揮自身辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步凝練辦學(xué)特色和專業(yè)特色，進(jìn)一步深化校企合作、產(chǎn)教融合、協(xié)同育人，從而增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)大批具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才[1]。為此，緊緊圍繞德智體美全面發(fā)展，積極探索提升計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的方法和途徑。

4.1 確立科學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)

為培養(yǎng)具有可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的工程科技人才，根據(jù)新工科的特點(diǎn)，首先要確立計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位，基于OBE(outcome based education)教育理念，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，確立符合學(xué)校基本定位的準(zhǔn)確的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

當(dāng)前，正在從面向?qū)W科辦專業(yè)向面向社會(huì)需求辦專業(yè)轉(zhuǎn)型。根據(jù)新工科的人才培養(yǎng)要求，人才培養(yǎng)目標(biāo)不再是整個(gè)社會(huì)對(duì)該專業(yè)的宏觀需求，而是一定范圍內(nèi)對(duì)該專業(yè)點(diǎn)培養(yǎng)人才的具體需求。因此，需要制定科學(xué)合理的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

4.2 革新人才培養(yǎng)模式

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)建設(shè)和發(fā)展中最關(guān)鍵的是人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新。以網(wǎng)絡(luò)化和全球化為代表的一系列顛覆性技術(shù)層出不窮使得信息共享、學(xué)習(xí)和教育方式發(fā)生了變化，必將引發(fā)人才培養(yǎng)模式的革新。為此，按照新工科的內(nèi)涵、特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)律來(lái)改革和探索人才培養(yǎng)模式。

探索以培養(yǎng)和提升學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力為核心的人才培養(yǎng)模式。充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，深化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人，培養(yǎng)學(xué)生歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感，提升學(xué)生的三大核心思維——抽象思維、計(jì)算思維和工程思維。

4.3 創(chuàng)新教育教學(xué)新模式

新時(shí)期高等教育的對(duì)象也在發(fā)生變化。他們生活在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，可以多渠道迅速地獲取信息，使自己變得更加聰明和獨(dú)立。隨著MOOC的發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)更具靈活性、碎片性、多維性和實(shí)踐性。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)對(duì)其沒有吸引力，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，要求教師也要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法，采用更具互動(dòng)性、智能化和個(gè)性化的教育教育模式，如課程學(xué)習(xí)與項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合的方式、MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)改革模式、校企合作產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人與企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，等等。總之，以學(xué)生發(fā)展為中心，通過(guò)教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)習(xí)革命，積極探索問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)方法，大力推進(jìn)智慧教室建設(shè)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，從而培養(yǎng)和提升學(xué)生的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.4 修訂人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案不但要體現(xiàn)學(xué)科交叉與跨界融合，而且還應(yīng)體現(xiàn)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。因此，要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)合理制定人才培養(yǎng)方案，以支撐“三位一體”——知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造——人才培養(yǎng)要素的達(dá)成，從而培養(yǎng)和提升學(xué)生的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案也幾經(jīng)修訂，但其中尚存在一些問(wèn)題，仍需要認(rèn)真推敲、修訂。深入分析可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的構(gòu)成要素，確立準(zhǔn)確的人才培養(yǎng)目標(biāo)，修訂人才培養(yǎng)方案。在大量調(diào)研、行業(yè)指導(dǎo)、企業(yè)參與的基礎(chǔ)上，修訂人才培養(yǎng)方案。按圖1進(jìn)行修訂，同時(shí)要更加注重前沿知識(shí)與學(xué)科交叉知識(shí)體系，更加注重實(shí)踐創(chuàng)新課程體系，更加注重工程教育通識(shí)課程體系。

圖1 人才培養(yǎng)方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與修訂

4.5 全方位、多渠道培養(yǎng)和提升可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力

采用如下渠道培養(yǎng)和提升學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力：改善課程體系，培養(yǎng)和提升學(xué)生歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感、系統(tǒng)能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)；強(qiáng)化實(shí)踐和實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)和提升學(xué)生編程能力、設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力和工程能力；鼓勵(lì)學(xué)生積極參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，特別是數(shù)學(xué)建模比賽和程序設(shè)計(jì)比賽、智能汽車比賽、機(jī)器人比賽等，培養(yǎng)和提升學(xué)生快速學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)的能力、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)能力、編程能力、設(shè)計(jì)能力、工程能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、跨界整合能力，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)；產(chǎn)教融合、協(xié)同育人，著重培養(yǎng)學(xué)生工程能力和跨界能力；鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，培養(yǎng)和提升其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、洞察力、想象力、執(zhí)行力和學(xué)術(shù)品質(zhì)；鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)術(shù)會(huì)議，激發(fā)其鉆研精神，拓寬其視野；鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師科研活動(dòng)，全方位培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 小結(jié)

在加快新工科發(fā)展背景下，我們要以新工科理念為指導(dǎo)、工程教育認(rèn)證為抓手，貫徹“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，運(yùn)用科學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定、人才培養(yǎng)模式的革新、人才培養(yǎng)方案的修訂、教育教學(xué)模式的創(chuàng)新等多種方法和途徑，提升和培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，該實(shí)踐將進(jìn)一步提升教師和領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工程教育認(rèn)證體系、標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展趨勢(shì)以及工程教育質(zhì)量的認(rèn)知水平，為下一步開展專業(yè)認(rèn)證打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。