计算机科学与技术卓越人才培养体系构建及实践

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　　摘 要：计算机科学与技术专业卓越人才培养是当前“新工科”建设的重要组成部分。针对人才培养中存在的问题，以云南大学为例，阐述了计算机科学与技术专业卓越人才培养体系的构建思路与具体做法。通过设置3个特色课程群，实现学生个性化分类培养;通过校企合作协同育人项目，让行业企业深度参与培养过程，使学生成为行业认可的人才;通过中国计算机学会组织的计算机软件能力认证（CCF CSP），实现对计算机专业学生程序设计能力的标准化培养;通过实习基地和创新基地建设，朝着以学生为中心的“做中学”转变，强化培养学生的工程能力和创新能力。经过多年实践，取得了一些经验，可为相关高校提供借鉴。
　　关键词：计算机科学与技术;卓越人才培养;课程群;校企合作协同育人;计算机软件能力认证
　　DOI：10. 11907/rjdk. 191993 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）002-0160-04
　　英标：Construction and Practice of Excellence Talent Training System for Computer Science and Technology
　　英作：YUAN Guo-wu， YANG Xu-tao， YUE Kun， ZHANG Xue-jie， QIAN Wen-hua， DING Hai-yan
　　英单：（School of Information Science & Engineering， Yunnan University， Kunming 650504， China）
　　Abstract： The training of excellent talents in computer science and technology is an important part of the Emerging Engineering Education. In view of the existing problems， taking the computer science and technology of Yunnan University as an example， we expound the ideas and methods of training excellent talents in this paper. By setting up three course groups， the individualized classified training of students can be realized. Through school-enterprise cooperation and education project， the industry enterprises deeply participate in the training process， and the students become industry-recognized talents. Through Certified Software Professional （CSP） organized by Chinese Computer Federation （CCF）， talents are trained according to industry standards. Through the construction of practice and innovation base， we will change to the mode of ‘learning by doing’， and strengthen the cultivation of students’ engineering and innovation ability. Through many years of practices， some experience has been gained， which can provide reference for relevant universities.
　　Key Words： computer science and technology; excellent talent training; curriculum group; collaborative education based on school-enterprise cooperation; certified software professional
　　0 引言
　　2010年6月，教育部啟动“卓越工程师教育培养计划”，这是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才[1-2]。
　　云南大学于1984年成立云南省内高校第一个计算机科学系，经过30多年建设，于2008年入选国家级特色专业建设项目，2016年入选云南省“八大重点产业”引领品牌专业，2017年入选云南省卓越工程师培养计划，是云南省唯一的计算机类国家级特色专业和重点本科专业。目标是把该专业建设成为云南省计算机技术高层次专门人才培养的重要基地，为云南省相关高校的类似专业建设和改革起到示范和带动作用。
　　近年来，很多院校开始对计算机科学与技术专业卓越人才培养开展改革实践，主要包括：东华大学黄利利等[3]构建了以创新创业实践能力为目标的计算机专业卓越工程师人才培养体系;长春工业大学于超等[4]针对独立学院计算机专业人才培养模式与企业实际需求存在差距的问题，提出围绕“互联网+”平台建设的计算机专业卓越人才培养模式;山东理工大学姜桂洪等[5]通过分析卓越计划的特点与主要内容，结合计算机专业近年来的卓越计划试点教学实践，对实施卓越计划的培养模式进行了探讨;淮阴工学院赵建洋等[6]结合地方经济建设对计算机卓越人才需求，探索并实践了拓展内涵融合创业的计算机卓越人才培养新模式;山东理工大学赵光远等[7]对计算机专业卓越人才培养目标、培养方案、实践基地建设、教学团队建设、学生个性化培养机制等进行全面探索与实践;桂林电子科技大学张净等[8]以工程教育专业认证为载体，构建计算机卓越人才实践教学管理体系;西安邮电大学王春梅等[9]通过优化整合理论知识和课程，利用企业项目研发与管理经验等优势，将理论与实践充分结合起来，增强学生分析、解决工程实际问题的能力及创新意识;重庆理工大学刘小洋等[10]通过重构教学体系、构建STE协同创新团队、深化校企合作、实施个性化定制培养等措施，着力提升学生的专业核心能力与工程实践能力。 　　但是，这些研究对计算机科学与技术卓越人才培养体系的建设还不太完善，改革还不够系统，仍有改进空间。本文以培养计算机科学与技术专业个性化、行业化、标准化、创新化人才为目标，通过引入课程群分类培养、校企合作协同育人、计算机职业资格认证、校内实习基地和创新基地建设为手段，进行计算机科学与技术卓越人才培养的实践与探索，经过不懈努力，在专业建设、人才培养上取得了明显成效。
　　1 卓越人才培养体系构建思路
　　卓越人才培养计划具有3大特点：①行业企业深度参与培养过程;②学校按通用标准和行业标准培养工程人才;③强化培养学生的工程能力和创新能力[1]。对照卓越人才培养的基本要求，传统的计算机专业人才培养模式存在以下需要解决的问题：①没有实现学生的个性化培养。计算机专业知识体系繁多，毕业学生知识杂而不专，没有给学生足够的选择权，培养的学生缺乏擅长的专业方向;②没有紧密结合企业要求进行人才培养。由于计算机产业发展迅速，需要的知识日新月异，而高校开设课程较为陈旧，毕业学生不能满足企业要求;③没有实现学生的标准化培养。程序设计能力是计算机专业学生最重要的能力，但是培养中缺乏统一标准，部分毕业学生程序设计能力欠缺;④没有更好地实施创新性培养。传统教学普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主的“听中学”现象，学生被动接受知识的状态极不利于创新性培养。
　　采取以下思路对卓越人才培养进行改革：①通过课程群建设，实现学生的个性化分类培养;②通过校企合作协同育人项目，行业企业深度参与培养过程，使学生成为行业认可人才;③开展中国计算机学会计算机软件能力认证（CCF CSP）工作，按行业标准培养工程人才，完善学生的标准化培养;④通过实习基地和创新基地建设，朝着以学生为中心、以学生主动实践为主的“做中学”转变，强化培养学生的工程能力和创新能力。
　　改革思路如图1所示。
　　2 卓越人才培养改革实践
　　2.1 通过课程群建设，实现学生个性化分类培养
　　2.1.1 课程群设置
　　计算机科学与技术专业涵盖的知识体系庞大，制定专业培养方案时，针对不同学生采取不同方式：①不同的就业单位和研究生研究方向要求学生精通的知识不一样;②直接就业的学生需要偏应用性课程，考研学生需要偏理论性课程。
　　基于以上两点，在本科人才培养方案修订时制定基于课程群分类的培养方案，专业培养方案课程体系模块见图2。
　　该培养方案课程体系模块设置，以教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》和国际计算机教育的课程体系IEEE/ACM2005为指导[11]。在特色课程群设置上，贯彻以科研促教学、科研反哺教学的思想，以学科特色优势研究中的数据工程与智能信息处理、图形图像处理与虚拟现实和高性能计算与移动互联网3个学科方向，打造对应的3个课程群。
　　笔者学校计算机专业教师在数据工程与智能信息处理、高性能计算与移动互联网、图形图像处理与虚拟现实方面已具有一定实力，具有特色教学与科研队伍。发挥学科优势，将科研成果融入教学过程，将科研工作与教学工作进行有机结合，打造具有特色的课程群[12]，具体课程见表1。
　　围绕课程群开展以下工作：
　　（1）课程内容调整。结合科研和工程教育认证，面向需求，调整课程内容，进行适当的增删，把课程群作为一个整体进行建设，在内容上合理组织，以培养目标为驱动，让学生广泛积累专业方向上的知识和技能。
　　（2）3组课程系列灵活交互强化，帮助学生构建某一计算机领域的独特技能。在课程学习上，允许学生灵活调整，要求学生完成至少3个特色课程群中的1个。
　　（3）紧跟学科前沿，聘请国内外专家和高新技术企业中的技術人才、项目经理等为学生开设新技术方面讲座，具体讲授案例分析。
　　该培养方案设置既注重学生基本理论和基本技能培养，又让学生在专业方向上有一技之长，并设立科研型和应用型两类人才培养模式，实现个性化分类培养，体现了因材施教的教育理念。
　　2.1.2 课程群个性化分类培养成效
　　经过对计算机科学与技术专业学生个性化培养改革，取得以下成效：
　　（1）就业率进一步提高，近3年就业率均达到98%以上。毕业后5年对毕业生就业单位回访调查，满意率达到85%以上。
　　（2）报考研究生考研成功率超过70%，且研究生就读学校档次明显提升，90%以上升学学生进入“985”高校就读。
　　2.2 校企合作协同育人
　　由于“双师型”师资短缺，大多数高校工科教师缺乏企业实践经验。卓越工程师培养计划要求引入行业企业深度参与培养过程，强化培养学生的工程能力。
　　本专业积极和著名IT企业合作，实施校企合作协同育人项目。选派年轻教师到企业参加培训，获得企业师资认证，积极引入校外企业师资，让行业企业深度参与培养过程，强化培养学生的工程能力，使之更好地符合企业要求。
　　2.2.1 开展校企合作协同育人项目
　　鼓励任课教师开展校企协同育人项目，先后获准开展多项教育部校企协同育人项目和谷歌精品课项目，与华为、Google、Microsoft、Cisco、中兴、达内等国内外知名企业展开良好合作，这些项目的开展为专业协同育人起了良好促进作用。
　　2.2.2 加入国家信息技术新工科产学研联盟
　　为获得企业进一步支持，以计算机科学与技术专业为基础，申请获批成为国家信息技术新工科产学研联盟成员;依托该联盟，参与新工科研究与实践项目申报，有关企业可参与本专业新工科研究与实践项目，提供资源和支持，推进产学合作协同育人，拓展实施“卓越工程师教育培养计划2.0版”。
　　2.2.3 培养企业认证师资 　　近年来，本专业有5名教师获得华为认证师资证书;3名教师获得Google Android认证师资证书。这些通过认证的教师开设了华为计算机网络、信息安全、Google Android移动开发课程6门。2019年2月底，华为的大数据、物联网、云计算、路由交换等认证课程已经在本专业开设。经过一周的持续学习，95%以上的学生通过了华为相关课程认证。
　　另外，本专业聘请中国移动云南分公司、中国建设银行云南省分行、云南日报报业集团等多家企事业单位计算机中心的企业兼职教师近20名，为学生开展实习实践、企业前沿技术介绍等讲座40余次，并邀请校外企业师资参与本专业人才培养方案、部门课程教学大纲的修订工作，引入企业深度参与培养过程，强化培养学生工程能力。
　　2.3 按行业标准培养人才，实现学生的标准化培养
　　2.3.1 计算机软件能力认证（CCF CSP）
　　中国计算机学会是国内最权威、影响力最大的计算机行业学会，其主办的计算机软件能力认证（CCF CSP）是一种权威的计算机职业资格认证[13]。
　　卓越工程师培养中，要求按行业标准培养工程人才，而计算机专业学生最重要的能力是编程，计算机软件能力认证（CCF CSP）能够检验学生的实际编程能力。如果通过该认证，表明该学生达到了本专业培养的标准，有能力成为行业认可的工程师。
　　云南大学与中国计算机学会在云南大学设立计算机软件能力认证考点。经过多次认证考试，认证平均分不断提高，反映学生的程序设计能力得到明显提高。
　　2.3.2 把CSP认证嵌入人才培养方案
　　本专业在本科人才培养方案修订中，已经把计算机软件能力认证作为本科生毕业的条件之一。在本专业培养方案的综合实践模块中，增加了“程序设计能力测试”课程。该课程2学分，为实训必修课程，要求学生的计算机软件能力认证成绩达到一定分数，或者通过全国计算机软件水平任意一个级别的考试才能取得该学分。
　　通过该举措，可以培养学生具有一定水准的编程能力，能够胜任软件工程师工作，达到合格工程师标准。
　　2.3.3 计算机软件能力认证实施成效
　　计算机软件能力认证实施后取得成效如下：
　　（1）激发了学生编程兴趣，各种程序设计竞赛取得较好成绩。认证实施后，本专业程序設计课程的期末成绩有明显提高，学生参加各种程序设计竞赛的热情高涨，先后获得各类程序设计竞赛省部级以上奖50余项。
　　（2）促进学生就业。根据学生报名时提交的专业实习和工作意愿，60余名认证高分学生已经收到百度、腾讯、阿里巴巴、滴滴出行等国内著名IT企业的实习邀请，其中20余名学生已经到这些公司参加实习。通过实习双方相互了解，满意后可与这些著名IT企业签约。
　　2.4 强化学生工程能力和创新能力培养
　　在长期的教学实践中，普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主、以理论考试成绩为主的“听中学”现状[14]。在卓越人才培养背景下，工程教学模式应转向“以学生为中心”的教学模式，强调学生主动学习和主动实践，进行理论与实践一体的“做中学”。这就需要学生到企业、行业等部门进行实实在在的实践，包括生产实习、顶岗实习等形式。
　　2.4.1 实习基地和创新基地建设
　　学校与省内大型国有企业和民营企业建立了7个校外实习实践基地，引进社会资源，为学生实习实践提供更多平台。
　　本专业建设了大规模云桌面实验室、创新基地、云计算实训实验室，并采购200余万元的戴尔网络存储、服务器、手持三维激光扫描仪、图形工作站、三维动作捕捉系统等软硬件设备，极大改进了学生的实验条件。
　　2.4.2 建立实习基地和创新基地成效
　　（1）云桌面实验室每年接待各种考试和实验人员约   8 000人次，涉及考试10余种;云桌面实验室占地300余m2，拥有200台云终端。计算机软件能力认证云南大学考点就设在新建的云桌面实验室内。另外，华为ICT大赛、实验室安全知识考试、校纪校规考试、各种程序设计竞赛等都在云桌面实验室完成。
　　（2）创新基地及校内实习基地每年服务学生600余人次。创新基地及校内实习基地占地200余m2，可同时容纳80余人，企业到学校建立实习基地有了很好的条件。本专业50%以上的本科生建立了课题小组，共获得国家级、省级、校级科研项目立项20余项，发表论文20余篇，获得国家发明专利10余项，获得各种科技竞赛奖励40余项。
　　3 结语
　　计算机科学与技术专业卓越人才培养是当前“新工科”建设的重要组成部分。在当前人工智能、互联网+等新技术蓬勃发展之际，该专业的卓越人才培养可为这些新兴产业提供优秀人才。但由于计算机学科发展迅速，知识体系更新快，所学知识繁杂，所以人才培养必须与时俱进。本文以卓越人才培养的基本原则和思路为中心，阐述了云南大学计算机科学与技术专业在课程群分类培养、校企合作协同育人、计算机职业资格认证、实习创新基地建设等方面的实践。
　　由于学校定位不同，学生层次、师资队伍存在差别，本文的一些方法和措施还存在一定不足，相关高校可以根据自己的实际情况，参照本文论述的经验因地制宜开展教学改革。
　　参考文献：
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　　[13] 中国计算机学会. CCF CSP计算机软件能力认证主页[EB/OL].  http：//www.cspro.org/
　　[14] 王婷，刘任任.  计算机类专业创新型人才培养模式探索与实践[J]. 软件导刊（教育技术），2019，18（5）：84-85.
　　（责任编辑：杜能钢）
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