论计算机学科工程能力培养

摘要:对计算机学科教育存在工程能力培养不够重视,培养体系不够完善的现状,在分析计算机学科学生应具备的工程能力的内涵基础上,文章阐述了计算机学科工程能力培养的培养体系和培养方案,并展示工程能力培养具体措施的实际应用效果。

关键词:计算机学科;工程能力;培养方案

我校计算机学院现有计算机科学与技术、网络工程、软件工程三个专业,为了进一步理清计算机学科工程能力的内涵,工程能力培养体系以及培养计算机学科尤其是网络工程和软件工程两个专业学生的工程能力的方案,学院成立了“计算机学科学生‘工程能力’培养的研究”项目组,项目组由计算机学院院长负责,包括计算机学院教学副院长以及软件工程、网络工程两个专业系主任、实验中心主任等成员。项目组经过几年的研究和实施,对计算机学科学生应具备的工程能力的内涵进行探究和梳理,并对培养工程能力的培养体系和培养方案进行研究,取得了一系列研究成果。

1计算机学科学生工程能力的内涵

计算机学科的学生毕业时要求具备在计算机科学领域里分析问题、解决问题的能力;具备较强的实践能力和工程能力;具备良好外语运用能力;具备团队精神与组织才能;具备良好的沟通能力、人际关系和表达能力。大部分IT企业主要开发满足国家信息化需求的产品,因此需要大量工程型人才。所以工程能力是计算机学科学生一个重要能力。经梳理,我们研究得出计算机学科3个专业的工程能力内涵如表1所示。

表1计算机学科各专业工程能力内涵

专业工程能力内涵

计算机科学与技术程序设计实现,分析开发软件系统,分析设计硬件系统,网络设计与管理,团队协作。

软件工程问题识别分析,软件设计、开发、实现、验证和文档化,交流和团队合作,工程项目能力。

网络工程网络软件的开发,网络系统的规划设计、建设、管理和维护,网络安全系统的设计、审核,团队协作。

2工程能力培养体系和方案

2.1建立重视工程能力的高等院校工程人才培养目标

项目组以软件工程和网络工程的实际项目中的各个工程实施环节为研究对象,认真分析和理清各个

环节的工程能力需求和人才培养目标,以突出实践和强化应用为原则,以传授知识和养成教育为理念,使工程技术教育和工程实践并重,使学生既有比较丰富坚实的理论基础,又有较强的工程应用能力。软件工程和网络工程各环节工程能力需求和人才培养目标见表2。

作者简介:刘凤华(1972-),女,副教授,硕士,研究方向为软件工程、电子商务;郑秋生(1965-),男,教授,硕士,研究方向为网络工程、网络安全。

表2工程环节中工程能力培养目标

工程类别工程环节工程能力需求及培养目标

软件工程前期

中期

后期编码、系统分析设计。

项目管理、系统实现。

性能测量、功能测试、系统运行维护。

网络工程前期

中期

后期需求分析、设计、规划。

网络的布线、组网、设备的安装、调试、配置。

网络运行、维护、网络软件开发、协议分析、性能测量。

2.2以培养学生工程能力为重点,构建专业培养计划,充分体现工程能力的形成

项目组在明确专业内涵、学科发展方向及学生就业前景等基础上,进一步确立专业人才培养模式,并制定出更合理科学、与时俱进的突出工程能力培养的人才培养计划,充分体现工程能力的形成。新的培养计划明确各专业学生人才培养的知识、能力、素质要求以及相应的保障体系。

2.3明确课程目标,规范系列课程内容,统筹修订教学大纲,理顺系列课程之间的关系

工程能力形成的土壤是课程,把工程能力培养需要的知识点和实践要求,合理分配到系列课程中,理顺课程的关系,重新修订专业教学大纲、实验大纲,完善课程建设相关材料,以保证工程能力形成的基础。软件工程和网络工程实施环节能力要求与相应的保障体系见表3[1-2]。

表3工程环节中工程能力培养保障体系

工程类别工程环节能力培养保障体系

软件工程前期

中期

后期系列程序设计课程,软件工程导论、系统分析与设计、课程实验、课程设计项目管理、系统实现。

软件项目管理、软件工程校内实训、校内外软件设计竞赛、参与老师科研项目。

校外工程实训、毕业实习、毕业设计。

网络工程前期

中期

后期计算机网络原理、数据通信原理、网络操作系统及配置管理、TCP/IP原理与应用、网络安全技术、网络规划与设计、计算机网络管理、综合布线技术、局域网技术与组网工程、密码学与应用、网络设备调试等系列专业课程实验环节。

TCP/IP原理与应用课程设计、网络安全课程设计、网络施工实习、网络工程实训、参与各种竞赛,校园网维护实习。

网络应用实训、毕业实习、毕业设计、参与实际项目。

2.4合理设计实践环节,落实工程能力的培养

实践教学方案垒起工程师阶梯。在时间上,分前期、中期、后期3个阶段,每个阶段安排相应的实践环节。实践体系实施的组织上,采取按照内容层次化进行的方式。从3个层面对实践教学体系进行改革与创新,其一,对传统课程实验进行改进,加大实验课学时;其二,对传统课程设计和实训环节进行改革,从实际项目出发,培养学生解决问题的能力;其三,加强毕业设计环节和校企合作,搭好从学习到就业的桥梁[3-4]。

2.5革新教学方法和手段,提高教学效果,突出工程能力的培养

项目组充分利用课堂内,最大化利用课堂外,改革传统的教学方式,引进案例式教学、充分发挥学生的主观能动性,推进讨论式教学方式,重视学生在教学活动中的主体地位,尽量激发学生主动探索和实践的热情,开发学生的学习能力,实现由“授之以鱼”向“授之以渔”的转变,改革传统的考试模式。

2.6建立校内、校外工程实践基地

学院注重理论与实践有机结合、走产学研相结合的人才培养途径。学院建有电子商务实验室、计算机组成原理实验室、毕业设计机房、网络实验室、布线实验室等实验实习环境给学生实践环节的培养搭建了良好的平台;还新建了软件工程校内实训基地,占地120平方米;有高档服务器2台,高配置计算机60台;建立了“Cisco 网络技术学院”和河南唯一的美国“CIW 信息安全”培训基地。以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。

软件方面,学院投资购买了软件开发过程所需要的软件平台与工具,有Microsoft系列、IBM Rational系列产品。

2.7促进胜任能力培养的工程型教师队伍发展

学院采用培养与引进并举,以培养本校教师为主,引进人才和聘请教师为辅;以教学为主、产学研结合为依托,教研结合,以科研促进教学;以良好的成长环境和评价激励机制促进工程型教师队伍的发展。学院引进高学历专业人才,聘请校外工程实践基地的工程技术人员作为毕业环节的指导教师、参与教学活动、开设讲座,对青年教师实行“传、帮、带”[2,4]。

3项目研究成果的应用效果

2008—2009学年,网络工程专业建成省级特色专业,“网络工程教学团队”建成校级教学团队。2008年“软件工程”专业建成学校“人才培养模式创新实验点”,并作为学校人才培养模式重点建设对象。“软件工程专业工程化培养模式的研究与探索”项目通过河南省教学成果鉴定,获得河南省教育厅二等奖。“网络工程专业实践教学环节的研究与实践”项目通过河南省教育厅鉴定并获校级教学成果特等奖。2009年10月,我校学生在第十一届“挑战杯”全国大学生课

外学术科技作品竞赛中,获河南省一等奖。本项目的研究和实施过程对取得这些成果起到了巨大的作用。

4结语

本研究成果对工科教育创新、工程能力和创新能力培养、实践教学体系改革、校内外实习基地建设、教师队伍建设等方面具有参考和推广价值,在进行项目研究时,我们感到:

(1) 工程能力培养的教学设施、基本实验、实习条件要求较高,需要加大投入。

(2) 目前教师队伍,特别是青年教师在工程设计、工程规划、工程施工、工程管理等方面仍显得不足,缺乏相应的工程实际经验。院校应在国家宏观制度上应采取措施保障年轻教师到工程现场去锻炼、参与工程项目的工作,组建能适应21世纪需要的工程教育、工程能力和创新能力、能胜任学生工程能力培养的师资队伍,这是需要长期认真研究和实践的课题。

(3) 进一步完善专业的综合性和设计性实验,以工程训练基地为依托实现专业实验课“工程化”,加大学生参与的自主化,大幅度地提高实验教学人员的综合素质,充分调动学校之间、学校和社会之间的资源,形成有效的运行和管理体制,这是工程教育的深化改革课题。

工程能力培养体系的建立是教育系统工程,应在长期的教学实践中不断完善,需要得到多方面的支持和努力。

参考文献

[1] 刘凤华,贾晓辉,苗凤君. 软件工程专业工程化培养模式及方案的研究与探索[J]. 河南工程学院学报,2008(12):77-80.

[2] 苗凤君,潘磊,郑秋生. 我校网络工程专业人才培养方案的研究与实践[J]. 计算机教育,2008(10):145-147.

[3] 贾晓辉,刘凤华,郭清宇. 软件工程专业实训基地的建设与实践[J]. 计算机教育,2009(4):116-117.

[4] 苗凤君,郑秋生,潘磊. 网络工程专业实践教学环节的研究与实践[J]. 计算机教育,2008(7):83-85.

Study on Developing Students’ Engineering Ability of Computer Subject

LIU Feng-hua, ZHENG Qiu-sheng, PAN Lei, MIAO Feng-jun

(Department of Computer Science, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)

Abstract: Developing students’ engineering ability of computer subject is very important. But at present, it isn’t regarded as an important thing in many universities and the system of developing engineering ability isn’t completed enough. This article presents a design system about how to developing students’ engineering ability of computer subject. At the same time, the good effect on applying the system is introduced in the paper.

Key words: computer subject; engineering ability; developing project

(编辑:彭远红)