构筑实践教学体系,强化应用能力培养

摘要:本文介绍了在计算机特色专业建设过程中,围绕实践教学体系建设所开展的一系列工作。提出从程序设计实验教学改革入手,通过整合专业核心课程实践环节、增设综合课程设计环节、加强校外实习实训基地建设和毕业设计管理等措施,不断提升学生的应用能力。文中同时阐述了构筑先进实验平台和建设实验教师队伍的具体思路、做法及其对特色专业建设的支持。

关键词:实践教学体系;应用能力;软件开发;实验平台;实验教师队伍

实验教学是理论到实践的知行统一的过程。在大力提倡实践教育和创新教育的今天,实践教学环节的改革迫在眉睫[1-2]。我院在教育部“计算机科学与技术”特色专业建设过程中,围绕特色专业人才培养目标,从强化实践教学入手,建设了与课程群特别是核心课程对应的实验体系,通过省部共建、校企合作等形式不断拓展校内外实践实习基地,合理配备专兼职实验教师队伍,为强化计算机专业学生的应用型开发能力提供了较完整的实验体系、实践环境和师资队伍保证。

1以能力培养为中心,加强实践环节建设

我校特色专业建设中明确把掌握软件为主的应用技术作为人才培养的目标,强调培养的学生能够掌握软件分析、设计、开发的基本理论与方法,能综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题,为IT行业和企业输送从事软件开发、设计和维护等方面的专门人才。为此,我们以人才培养目标为导向,构建了基于课内实验、课程设计、综合设计(校内外)、毕业设计的实践教学环节,并辅以课外科技小组、专业竞赛小组等多种形式,形成了强化应用能力培养的实践体系。具体措施如下。

1.1实施实验教学改革,培养软件开发能力

1.1.1改革程序设计课程实验

计算机专业开设的程序设计类课程包括一年级的程序设计基础和专业选修课Java程序设计。作为软件设计基础课程,程序设计类课程的教学目标是培养学生从高级语言程序设计入手,在编程思路、编程技巧、算法理解等多方面打下良好的基础。我们按照1∶1的学时比例全面修订了程序设计类课程的理论教学与实验教学大纲,采取以问题驱动的形式进行课堂教学的同时,通过课内实验和课外实验相结合的形式,设计不同阶段的实验内容。从程序设计基础课程实验开始,我们要求学生以3人为一组,最后用两周的时间完成一个小规模的程序设计项目。教师课上给出多个程序设计题目供学生选择,同时鼓励学生自定小组设计题目。在教师的指导下,学生通过上机实践理解并掌握如何将现实生活中的各类问题转化成面向对象空间的解,如何对解空间进行编程等技能;通过强化第一门程序设计类课程的上机实验过程,为后续软件课程的学习及其实践能力打下坚实的基础。

1.1.2整合核心课程实验

在专业核心课程建设中,我们将数字逻辑、微机

作者简介:温显斌(1967-),男,博士,教授,天津理工大学计算机与通信工程学院副院长,研究方向为图像处理、理解和解释,模式识别与机器学习。

原理、汇编语言、操作系统、嵌入式系统以及数据库技术、网络技术、编译原理、软件工程等实践性要求高的课程,从课程内容到实验题目重新进行了梳理与整合,在每一门课程的实验大纲中至少增加了一个设计类实验题目,如,在系统学习数字逻辑课程中,为了培养学生综合运用数字电路课程的理论知识和实验系统,进行实际数字系统设计的能力,实验大纲要求学生综合运用芯片、仿真软件及相关设备,独立分析、设计一个小型数字系统; 又如,网络技术作为信息时代的基础设施和信息处理平台,是本专业学生必须掌握的核心技术,为此采取单独设置32学时实验课程的方式,要求学生完成从网络连接、设计、维护、管理到简单网络通信软件的开发等全部实验内容。

1.1.3加强课程设计实践

课程设计是三年级本科生的限选实践环节,我们把以数据库技术为核心的信息系统设计,以嵌入式系统为平台的嵌入式软件设计作为两大综合课程设计,供学生选修。从培养项目开发能力出发,训练学生在系统可行性论证、需求分析、计划制订、系统设计、系统实现以及问题陈述、交流和沟通等多方面的素质。课程设计一般要求3～5名学生组织一个团队,从选题竞争和需求分析开始,完成一个中等规模开发项目。项目开发分为4个阶段:(1)需求调查与分析建模;(2)系统设计与项目计划;(3)项目实施;(4)运行测试。课程采用团队评分制,按照项目进展阶段进行分段评分,考核成绩以团队为整体,采用“答辩(40%)+设计报告(40%)+课程设计的表现(20%)”的方式进行。

1.2建立实习实训环节,强化工程设计能力

实践体系建设的重要任务之一就是要通过提供有效的实习、实践途径,使学生能够及时了解、掌握市场主流技术,提升自己的应用能力和就业竞争力。为此,我们在实践体系建设中把专业综合设计、毕业设计与企业专业实习紧密结合,通过与部级软件出口基地、天津软件园共建大学软件实习基地,建立起长期、稳定的校企合作关系。共同组建的校企联合教学指导委员会根据计算机专业培养方案,设置了短期(3―4周)、中期(一学期)实习实训计划,围绕嵌入式软件开发、数字媒体与动漫设计、Web设计等模块开展专业综合设计实习,由企业一线工程师与专业教师

一道按照专业综合设计大纲的要求,建立4人开发小组,完成指定的项目。项目开发分为4个阶段:(1)需求分析和设计阶段:编写相关文档,进行公开答辩。(2)实现阶段:编写代码,进行单元测试。(3)交换阶段:各组选择其他组的阶段成果作为下阶段编码的基础,以模拟实际项目中的代码评审和新成员加入时面临的情况;鼓励各组宣传自己的项目,培养竞争意识和表达能力。(4)再实现及测试阶段:教师给出下一步项目需求,学生增加新功能,模拟真实项目中的需求变更。考核方式采取团队评分制,文档评审占30%;程序评审占30%;答辩占40%。专业综合设计培养了学生的团队合作精神及工程项目研发能力,让学生在团队环境下使用最新的软件开发工具获得较真实的软件开发经验,提高了学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面的能力。

1.3加强毕业设计管理,提升综合运用能力

毕业设计(论文)作为实现人才培养目标的关键环节,是对学生专业知识、专业素质综合运用能力的检验,也是提升学生实践创新能力的最后训练环节。我们从管理规范入手,对答辩过程严格把关,加强了毕业设计实践环节的改革并取得成效。

首先学院在学校管理条例的基础上制定了毕业设计实施细则,确保毕业设计(论文)各个环节规范且便于质量监控;利用我们自行研发的网络教学管理平台,对毕业设计(论文)选题采用教师网上报题,教研室、系、学院分三个环节进行审题,以此把好选题关;学生网上选题,并通过教师、学生双向选择的方式,调动了学生完成毕业设计的积极性。要求毕业设计题目大多选自教师的科研项目、企业实习题目。在支持学生进入企业进行毕业设计的同时,实施校、企双导师制和中期检查制,避免了毕业设计出现失控现象。毕业设计答辩环节是我们落实规范管理的重点。在答辩形式上,要求学生以介绍所设计的应用(软件)系统为主,即时回答设计环节中的任何提问,以此给出答辩成绩。在答辩组织上,采取指导教师与学生分离答辩、二次评优即合格答辩方式,以追求对师生双方指导水平与完成质量的公正评判。这些措施的实施促进毕业设计质量的提高,每届毕业生中有5%的设计或论文被评为校级优秀论文,或被发表在学术核心期刊上。

1.4组织课外科技实践,培养创新意识和精神

优秀的人才需要培养、发现,学生的潜能需要引导、挖掘。利用专业实验室和省部级重点实验室的资源,面向不同年级学有余力的学生开展形式灵活多样的、连续的科研训练和创新实践活动,培养学生的创新精神。通过每年都开展学生创新成果展示、学生课外科研实践组、组织参加天津市高校专业计算机竞赛等活动,推行优秀人才选拔机制去充分挖掘学生的潜能,通过制度化的创新实践活动去激发学生的创新意识,学生获得的科技成果或竞赛成绩可以进行学分认定,激励学生逐渐从参与创新到勇于创新,诱导学生的创新萌动、欲望,吸引更多的学生主动加入应用能力和创新精神培养的人才培养体系中来。2008年度共获得6项教育部大学生创新性实验计划项目 ;在天津市历届大学生计算机专业竞赛中名列前茅,在华苑杯、挑战杯等科技创新活动中取得优异成绩。

2发挥学科建设引领作用,构筑先进实验平台

近几年我们在大力加强学科建设之时,注重把建设科研平台建设带动本科实验室建设作为学科建设机制之一,充分利用“十一五”“计算机软件与理论”省部级重点学科综合投资、中央财政部与地方共建实验室等有利条件,围绕科研发展方向和研究优势,积极构建集科学研究和本科实验教学一体的本、硕实验一体化实验平台。通过与曙光、华为、IBM、软通动力等一流企业在实验设备购置、软件平台建设、实验课程大纲制定,以及企业工程师直接参与实习实践过程等方面进行深度合作,建设了功能齐备的软件技术实验室、网络与安全技术实验室(图2)、嵌入式系统实验室(图1),成立了天津理工大学与IBM-易泰达软件实习基地,软通动力与计算机学院校内培训基地,

图1微软嵌入式系统实验室

图2网络与安全技术实验室

五年以来,计算机软件技术实验室作为天津市教委唯一指定的天津市高校大学生计算机应用能力竞赛决赛点;计算机科学与技术实验中心被评为天津市高校优秀教学实验室。学科建设成效极大提升了本科实验教学平台的水平。

3专兼职相结合,加强实验教师队伍

高水平教师队伍是人才培养质量的根本保证。建设一支理论扎实、工程实践能力强的实验教师队伍是我们推进实践教学体系建设的重要环节。我们按照专职实验室教师与兼职专业教师1∶2的比例,组建实验室建设与实验教学指导队伍。首先建立了学科负责人、学术带头人分别承担各个专业实验室建设的岗位责任制,并纳入年度考核指标;同时与按照网络与安全技术、嵌入式系统等各个专业实验室的功能,选配了一批年富力强的专业指导教师分别作为实践教学指导负责人,与实验室教师一道进行实验平台建设和实验教学内容的改革。同时与合作企业共同建立工程师聘用制度,保证将最新的技术、最好的工程培训教师和最有效的实践指导方式提供给学生,以此加强学生应用能力的培养。

4结语

加强实践教育作为特色专业建设的有效途径,是一项系统工程,需要围绕人才培养目标,从人才培养理念,对实践教学设置、实验室建设、实习基地建设、师资队伍建设等各个环节进行不懈的探索与实践。计算机科学与技术专业作为信息时代的核心专业之一,承担着为国家、地方培养急需的高级专门人才的重任,强化应用能力,培养勤于实践、勇于创新的各类人才,既是信息产业发展的需要,也是提高高等学校竞争力的重要任务。

参考文献:

[1] 秦志光. 加强实践教学改革,培养计算机创新人才[J]. 计算机教育,2008(19):3-6.

[2] 刘莉平,陈志刚. 加强开放实验室建设,培养创新人才[J]. 计算机教育,2009(2):3-4.

Constructing Practical Teaching System, Strengthening the Training of Application Ability

WEN Xian-bin, WANG Fa-yu

(School of Computer and Communication Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300191, China)

Abstract: In the building of computer characteristic specialties, a series of work about the construction of practical teaching system is done. The paper puts forward some measures which include integrating professional core courses practice, increasing comprehensive course design, strengthening the practice base construction and management of graduation design, and so on,in order to improve students' ability of application continuously from reforming experiment teaching of program design starting. The paper also expounds the specific ideas and methods of constructing advanced experimental platform and building experiment teaching team, and their supports for the building of characteristic specialties.

Key words: practical teaching system; application ability; software development; experimental platform; experiment teaching team