余寧 劉曉星

摘 要：本文從計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)的內涵與現(xiàn)狀出發(fā)，以河北科技學院計算機科學與技術專業(yè)的教學改革實踐為例，提出了新工科背景下民辦高校計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的新模式，推動高新技術與計算機類專業(yè)知識、能力、素質的深度融合，探索計算機類專業(yè)改造升級的實施路徑，以此來提高學生適應新經濟發(fā)展的整體素質和綜合能力。

關鍵詞：新工科; 計算機系統(tǒng)能力;系統(tǒng)級設計; 系統(tǒng)能力培養(yǎng)

0 引言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術的發(fā)展和廣泛應用，計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)要求也發(fā)生了極大變化。在新工科的計算機類專業(yè)建設和教育提升中，系統(tǒng)能力培養(yǎng)具有了更加迫切的要求，我國各個生產領域都將電子計算機應用技術進行有效的滲透，也進一步迫使傳統(tǒng)的電子計算機專業(yè)院校學生面臨著巨大的就業(yè)壓力，因此，此背景之下，就計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學策略進行系統(tǒng)的研究是具有一定積極意義的。

1 系統(tǒng)能力培養(yǎng)內涵

隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建立和個人移動設備的大量普及使用，為了應對各種復雜的計算機應用，編寫出各類適合不同平臺的高效程序，應用開發(fā)人員必須了解不同系統(tǒng)平臺的底層結構，并熟練掌握其中的技術和工具，培養(yǎng)相應的技術領域方面的整體系統(tǒng)觀以及能夠進行軟硬件協(xié)同設計的貫通能力。

從計算機教學的角度來說，可以將涉及系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計算機系統(tǒng)劃分為3個層次。（1）運用數(shù)學和物理原理，設計和開發(fā)計算機運行系統(tǒng)，包括中央處理器（CPU）、操作系統(tǒng)及編譯系統(tǒng)，這是計算機最基本的系統(tǒng)，稱為計算機基礎系統(tǒng)，相關課程包括數(shù)字邏輯、計算機組成、操作系統(tǒng)等。（2）運用計算機基礎系統(tǒng)原理，設計和開發(fā)計算機領域的專門系統(tǒng)，如軟件開發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、平臺系統(tǒng)等，稱為計算機領域系統(tǒng)。（3）運用計算機專業(yè)系統(tǒng)原理，設計和開發(fā)各種應用系統(tǒng)，如數(shù)字制造系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)等，稱為計算機應用系統(tǒng)。

系統(tǒng)能力培養(yǎng)的范圍可以涉及這3個層次中的1個或者多個。計算機類專業(yè)學生系統(tǒng)能力培養(yǎng)的基本內容是掌握系統(tǒng)內部各軟件/硬件部分的接口、運行協(xié)同以及系統(tǒng)內部各部件的邏輯關聯(lián)，了解系統(tǒng)呈現(xiàn)的外部特性與人機交互模式，強調從系統(tǒng)結構角度實現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)功能。具備了系統(tǒng)能力，計算機的應用和創(chuàng)新能力也會由此得到強化與提升。

2 計算機類專業(yè)教學模式現(xiàn)狀分析

據(jù)相關科學研究表明，計算機系統(tǒng)能力即是一種用于解決較為全面且復雜的綜合能力，與傳統(tǒng)的電子計算機應用技術相比，計算機系統(tǒng)能力儼然逐漸成為電子計算機專業(yè)的核心發(fā)展力和市場競爭力。目前我國絕大多數(shù)綜合類大學或工科類大學都在電子計算機專業(yè)教學培養(yǎng)中取得不錯的成績，一些國外大學同樣也非常重視學生系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，而國內的教育部門也認識到了進行電子計算機應用技術培養(yǎng)的重要性，組織并鼓勵各大高校進行計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學改革，結合高校實際發(fā)展情況和教學特點不斷地進行課程改革、教學模式改革等。

3 計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學模式研究

在教育部產學合作協(xié)同育人項目中，河北科技學院申請并獲批了計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的項目。該項目以河北科技學院計算機科學與技術專業(yè)開展專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學為例，在新工科的背景下，通過吸收其他高校的教學實踐案例，針對自身所存在的不足，展開了系列的能力培養(yǎng)教學體系改革活動，并取得了不錯的成績。

（1）通過構建“3個層次”對系統(tǒng)能力進行培養(yǎng)。第一個層次屬于基礎教育，把建立初步系統(tǒng)概念作為核心，增強對計算機系統(tǒng)基本原理的理解。第二層次是以系統(tǒng)觀為核心的專業(yè)教育階段，主要涉及軟硬件的學習。第三層次主要從學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)出發(fā)進行全面的培養(yǎng)。并開展了綜合實踐能力培訓的相關課程，意在指進一步有效地鍛煉學生獨立解決新工科背景下產生的復雜工程問題的能力。系統(tǒng)能力培養(yǎng)的3個層次都是圍繞著本階段的核心目標開展教學的，從而推動計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學模式的全面發(fā)展。（2）計算機系統(tǒng)能力課程群的創(chuàng)建。該項目從工程教育認證標準對學生能力的要求出發(fā)，從多個角度分析和探究各門課程之間的聯(lián)系，以此構建出系統(tǒng)能力培養(yǎng)課程群，整個課程群應當包括有以下課程：計算機系統(tǒng)理論基礎、計算機應用編程、程序設計等等等課程，進而為學生建立完整的系統(tǒng)觀，創(chuàng)建全新的實踐與理論知識相互結合的專業(yè)教學體系。（3）以系統(tǒng)能力為導向，建立具有創(chuàng)新性的人才培養(yǎng)模式。把系統(tǒng)能力培養(yǎng)作為首要目標，由教師設立課題，組織學生參與進來，進而增強學生解決復雜工程問題的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力，同時要鼓勵學生表現(xiàn)自己，引導學生參與各種專業(yè)競賽，增強學生的自信心，并把學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學科競賽上的成績和表現(xiàn)納入課程考核中去，利用比賽和考核制度來調動學生的積極性，激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的動力和潛力。（4）加強師資隊伍建設。為了教師能夠順利地完成教學任務，學校成立了計算機系統(tǒng)能力教學組織，并投入一定量的專項基金，讓老師能夠有足夠的資金進行科研，或相互之間就系統(tǒng)能力培養(yǎng)問題進行溝通與交流，讓經歷過改革的教師分享經驗。邀請知名院校的專家到校授課，組織在校教師與專家進行深入交流，從專家身上吸取教學經驗和方法，以此來提高自身的專業(yè)素質。

4 總結

計算機類專業(yè)的新工科改革不是一蹴而就，應該循序漸進的推進，需要重點把握學與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，加強學科建設，轉變教學理念。本文主要就新工科背景下計算機類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學模式進行了研究和分析，希望能夠通過教學改革，培養(yǎng)學生思維能力，進而提高了學生解決復雜工程問題的能力，滿足了社會發(fā)展的需要。

參考文獻：

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教育部高等教育司2019年第二批產學合作協(xié)同育人項目課題編號：201902299001

作者簡介：余寧（1981-），女，河北保定人，學士，副教授，主要研究方向：計算機技術。