新工科背景下地方应用型大学计算机实验课高质量发展探讨

摘"要：新工科背景下，地方应用型大学需要勇担科技创新使命，合理调整人才培养方案，注重抓好实践类课程改革，培养具有创新性的复合型人才。学校需要在计算机实验课教学改革发展的基础上，把握发展机遇，正视面临的挑战，积极回应新工科建设的要求，根据不同专业的培养目标和特色优势，开设和大数据时代相契合的计算机实验课，搭建校企合作的计算机实验教学交流平台，并通过形式多样的以赛促学，巩固计算机实验教学成效。加大对计算机实验课程教学改革的投入力度，从实验室人才队伍建设、实验室教学环境优化、产学研用协同育人模式推进、学生高水平计算机应用能力多层面培养等方面进行积极探索，推动计算机实验课高质量发展，培养符合新工科要求的创新性复合型人才。关键词：新工科；地方应用型大学；计算机实验课；实验室0"引言新工科以创新知识为主导、创意产业为引领，针对新兴产业设置相关专业，包括19个专业，如大数据、人工智能、智能科学与技术、云计算、智能电网信息工程类、光电信息科学与工程、机械制造及其自动化、航空航天、交通运输类、材料、化工与制药类等，涉及安全、通信、电气、环境、轻工类、土木、建筑、生物、医药等多个领域和多种行业。相对传统工科而言，新工科的建设目标是培养适应新经济和新兴产业需要的，实践动手操作能力强、具有创新能力的高素质复合型人才[1]。近年来，高校新增本科专业中，工科占比最多，新工科新专业趋向多学科交叉融合，例如：光电信息科学与工程专业是光学、通信、计算机、光电子等多学科的交叉结合；地理信息科学专业涉及地理学、计算机科学与技术和测绘工程等多个学科知识；医学信息工程专业是医学、人工智能、统计学、计算机科学和信息管理的新兴交叉学科。从近年发展趋势来看，计算机应用技术广泛渗透于新工科多个专业，特别是新工科计算机人工智能类专业的发展极为迅速。1"新工科建设的内涵和作用1.1"新工科建设的内涵新工科建设以培养具有创新意识、创新精神、创新能力的未来工程技术人才为目标，以信息技术与实体经济深度融合为主线，以工程教育专业认证为抓手，以产业所需为导向，推动新工科与传统工科交叉融合，促进科技创新和科技成果转化。新工科建设要致力于教育教学培养模式不断改进，以培养适应新经济发展要求的高素质工程技术人才。1.2"新工科建设对促进地方应用型大学发展的作用新工科建设要服务于科教兴国和强国战略，与时俱进地满足产业所需和应对社会新问题。新工科建设促进地方应用型高校探索融入计算机实验教学的新型工程教育方案，培养创新性复合型人才。新工科建设推动地方应用型大学计算机实验课高质量发展，提高计算机人才培养质量。2"新工科背景下地方应用型大学计算机实验课教学改革发展现状2.1"合理修订人才培养方案，着力强化计算机实验教学内容通过人才培养方案的合理修订，计算机专业分类更加广泛和精，教学课程更加突出专业课方向，开设门类更加齐全，课时结构和分配比例更加合理。专业课增设多门选修课，大三、大四学生可以根据个人爱好和能力去选学计算机方向课程，如大数据分析技术、网页设计与制作、自然语言处理、网络存储、图像处理技术等。高校其他专业学生学习的计算机公共课中也包含计算机实验课程内容。在新工科建设背景下，有的专业开设推广计算机应用基础和一门程序设计语言必修课，如数统、商学、经管专业可以开设MATLAB的应用、SPSS统计与分析软件应用，化工、机电、数学与应用数学专业可以开设C语言、Python或Java编程语言，以培养学生的计算机思维。结合不同专业和学科的特点，不断调整计算机公共课授课方案和内容，进一步增设计算机公共选修课。如MATLAB的应用、数据库技术和应用、多媒体技术与应用等，强化计算机实验教学内容，注重实验教学内容的落地实施。以山西大同大学为例，教研室分组制定各门计算机课实验教学的教学大纲、教学内容、教学进度等。计算机实验课程授课前，会根据教师推荐进行教材征订工作，但教学内容不拘泥于教材，而是参考其他相关教材和实践案例丰富完善课件内容，使计算机实验教学内容更契合高质量发展的要求。2.2"积极回应新工科建设要求，整体推进计算机实验课程改革新工科的特点是以网络作为辅助手段，以计算机作为底层技术逻辑。目前，学校针对计算机实验课程的教学内容、教学模式、考核方式、评价体系等进行了一系列的教学改革探索，已取得一定成效。例如：编程类C语言实践课程采取分组讨论、翻转课堂、线上线下相结合等多种教学模式[2]；分学期增设设计课以进一步提升学生的编程技能；数据结构、离散数学、算法等课程开设验证实验课，强化理论课程的实践内涵；对于实验课时较多的课程加大过程性考核比例。学校与华为技术有限公司进行校企合作，让企业工程师和计算机与网络工程学院的“双师型”教师共同授课，共建华为ICT学院，培养创新型和应用型高层次技术人才。为有效推进计算机实验课程改革，学校通过形式多样的以赛促学，不断巩固计算机实验教学成效。如在教师耐心辅导和积极引领下，很多学生参加学校计算机技能选拔赛，逐步突围“省赛”并入围“国家赛”。计算机与网络工程学院领导和教师鼓励学参加蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛、全国大数据分析技术技能大赛、华为ICT大赛和人工智能编程设计类的机器人开发大赛等，部分学生已取得C/C++程序设计、Java软件开发赛事，程序设计天梯赛和大数据分析技术技能赛等赛事的奖项，如表1所示。以赛促学、赛教融合的模式为进一步提高计算机实验教学水平奠定良好的基础。3"地方应用型大学计算机实验课高质量发展面临的机遇与挑战3.1"面临的机遇新工科建设背景下，高校计算机实验课程教学工作面临前所未有的机遇，新工科建设的理念、措施和方案为计算机实验课程教学工作指明了方向。在大数据时代，社会各领域对计算机应用人才的需求越来越大。高校是人才输出的主阵地，通过计算机实验课程改革，培养更多能熟练应用计算机技术去解决各领域相关问题的复合型人才，切实做到各类信息系统设计、开发和应用相衔接。目前，地方应用型大学在计算机专业人才培养方向上主要有计算机技术与应用、人工智能、计算机网络和软件工程等。各类计算机实验课程加深了学生对专业知识的认知，培养了学生的实践创新能力，提高了人才培养质量。3.2"面临的挑战新工科建设对计算机实验课程的教学内容、方法、手段等提出更高的要求，推动了计算机实验课程的发展。新工科建设是一个长期、复杂的系统工程，改革面临许多新问题。3.2.1"实验室技术和管理人员不足山西大同大学计算机与网络工程学院（御东校区）共有19个计算机实验室，2024学年开设了54门不同门类的计算机实验课，涵盖计算机与网络工程学院在内的19个学院共计164个班级近7300名在校学生。目前，实验室只有四名技术和管理人员，工作任务量大，急需增强实验室技术和管理人员队伍。计算机实验设备的迭代升级也要求实验室技术人员掌握多种设备的硬件特性和常用软件应用技术，能对突发电脑运行故障采用合理措施和有效方法加以解决，保障日常实验教学的顺利进行。3.2.2"计算机实验机房设备投入力度不足在新工科建设背景下，近年来地方应用型大学开设专业方向更加细化，计算机实验课门类增多，进一步加剧了对计算机实验室数量和配置的挑战。这就需要进一步加大对计算机实验机房设备的投入力度，配置高性能的服务器，加强云平台建设，满足广大师生虚实结合实验课程的开设需求[3]。此外，还需要在部分教室等开放式场所合理设计、添置相关装备和监测设备，方便计算机专业课师生开展教学。4"地方应用型大学计算机实验课高质量发展的主要思路与改革措施4.1"主要思路2018年10月发布的《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》指出，要制定实施“六卓越一拔尖”计划2.0，加快发展新工科。一系列文件和政策措施都提出“要加快构建高校与企业紧密合作、协同育人的人才培养机制，推进校企深度融合、协同育人”[4]。计算机实验课作为高校实践教学体系中的重要组成部分，在新工科建设中发挥着重要作用。为顺应时代发展和人才需求变化，高校必须改革计算机类专业课程体系，以适应新工科建设对复合型、创新型计算机人才的需求。在新工科建设背景下，地方应用型大学计算机实验课高质量发展的主要思路是：以学生为中心，以应用为导向，以产出为追求，以能力培养为目标，在计算机实验课程内容、教学方法等方面进行系统改革，进一步提升实验课教学质量。例如：在实验课程内容上，要进行更新、拓展、优化；在实验教学方法上，要改变传统的验证性、封闭性实验模式，融入开放性、创新性实验内容，不断探索新的教学模式，培养符合新工科要求的创新性复合型人才。4.2"改革措施新一代信息技术正全面融入各领域，各行各业对计算机人才的需求也呈现出多元化趋势。各地方应用型大学需要加大对计算机实验课程教学改革的投入力度，在实验室人才队伍建设、实验室教学环境优化、产学研用协同育人模式推进、多层面培养高水平计算机应用能力等方面进行积极探索。4.2.1"加强高水平实验室人才队伍建设，做好实验室软硬件的维护和更新地方应用型大学要加强高水平计算机实验室的人才队伍建设，加大高水平计算机教师的引进力度，不断充实教师队伍，结合教师专长安排所授课程，增大课程的实验教学内容所占学时比例。鉴于目前计算机实验技术人员短缺，还需要适当增加优质实验员比例，定期开展实验教学技能培训，提高整体师资队伍的素质。地方应用型大学还需要做好实验室软硬件的维护和更新。计算机实验机房任务量大，应齐抓共管、分工协作，共同维护机房软件正常运行。实验室技术和管理人员按时维护设备，保障教学软件的安装和测试，做好云平台服务器的测试和运行。4.2.2"多渠道推进产学研用协同育人，多层面培养学生高水平计算机应用能力计算机实验课程是高校人才培养体系中的重要组成部分，也是学生掌握并提升计算机科学与技术专业知识水平和实践技能的重要途径。地方应用型大学应结合地方经济社会发展要求，多渠道建立校企合作平台，加强产学研用协同育人，给学生提供更多的实践机会和实践平台。如学校近年来为大三学生安排了实训课，鼓励企业工程师和技术员参与实验教学。将工程实践与创新创业教育相结合，提升学生综合素质和创新能力，取得良好的育人效果。地方应用型大学应从实验教学课程设置、教学内容、教学方法、评价体系等多层面培养学生高水平计算机应用能力，例如：依托计算机技术优势和学科特色建设实验课程群，构建科学的实验课程体系；运用多元化实验教学方法，开展线上线下相结合的教学，加强跨学科课程领域融合。新工科教学强调跨学科融合，学校鼓励学生涉猎不同学科领域，拓宽知识面和视野，设置涵盖计算机实验教学的跨学科课程，培养学生多学科知识和技能的综合应用能力。在新工科建设背景下，地方应用型大学从知识本位向能力本位转变，根据人才培养目标，构建符合新工科要求的计算机专业课程体系和多元化的实践教学课程考核评价体系[5]。教学内容和教学方法要面向产业需求，逐步整合、优化实验教学资源。改变传统实验教学模式，强化学生主体地位，推动计算机实验课程向个性化、网络化、国际化方向发展，培养符合时代要求的创新性复合型人才。5"结束语新工科建设是一项系统