張艷玲 湯茂斌 高鷹

[摘 要]課題組以廣州大學(xué)為例，通過分析工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的要求，對畢業(yè)要求的各個指標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)了對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐活動，并在學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心和計(jì)算機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層體系，為學(xué)生的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)提供支撐平臺;同時，通過改革實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制，引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生提高編程和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的計(jì)算機(jī)專業(yè)工程技術(shù)人才。

[關(guān)鍵詞]工程教育認(rèn)證;計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

[中圖分類號] G642; TN0-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）01-0145-05

《華盛頓協(xié)議》是目前國際上最具權(quán)威和影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)體系[1]。自從2016年6月我國加入該協(xié)議、成為正式成員國以來，工程教育專業(yè)認(rèn)證就成為各高校工程教育質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求。工程教育認(rèn)證是按照培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求對工科大學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)能力評估的一種評價體系[2]，各高校需要在工科專業(yè)的課程體系中對培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)能力的各個方面進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè)和持續(xù)改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在工程教育中占有很大比重，同時，在工程教育認(rèn)證的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的主要方法和途徑。廣州大學(xué)（以下簡稱“我校”）在2018年按照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行了改革，特別對實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分進(jìn)行了以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的新的分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建與改革，以便達(dá)到具有工程實(shí)踐能力的能夠進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)工作的具有創(chuàng)新合作意識的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、工程教育認(rèn)證對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的要求及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程支撐

（一）工程教育認(rèn)證對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的要求

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我校在2018年對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行了改革，制訂的培養(yǎng)目標(biāo)是：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具有社會主義核心價值觀，遵守國家法律法規(guī)，具有良好的道德、修養(yǎng)、社會和環(huán)境意識，掌握數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識;掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)的理論、知識、技能和方法，掌握人工智能原理及其相關(guān)算法和分析工具;具有設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，具有基本的科學(xué)研究能力和工程實(shí)踐能力;具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和國際視野，具有跟蹤計(jì)算機(jī)前沿領(lǐng)域發(fā)展的洞察力，具有團(tuán)隊(duì)合作精神和組織管理能力，具有強(qiáng)烈的事業(yè)心和擔(dān)當(dāng)精神，具有終身學(xué)習(xí)能力[3-4]。學(xué)生畢業(yè)后能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究、開發(fā)、部署與應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域從事復(fù)雜計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)、管理和維護(hù)等方面的工作，成為具有創(chuàng)新意識的應(yīng)用型人才，可進(jìn)入國內(nèi)外高等院校、科研院所繼續(xù)深造。

我校根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)制訂了畢業(yè)生在知識、能力、素質(zhì)等方面應(yīng)達(dá)到的畢業(yè)要求[5]，這些畢業(yè)要求全面覆蓋了國家工程教育專業(yè)認(rèn)證的十二項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，同時這些畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生的工程實(shí)踐能力也提出了明確的要求。比如畢業(yè)要求3：能夠在考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素條件下設(shè)計(jì)滿足特定需求的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)和針對復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題的解決方案，同時在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新性[3-4]。該項(xiàng)內(nèi)容要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上或?qū)I(yè)實(shí)踐活動中能夠根據(jù)用戶需求，在安全、環(huán)境、法律等現(xiàn)實(shí)條件約束下設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的解決方案，論證設(shè)計(jì)方案的可行性，進(jìn)行模塊和系統(tǒng)升級優(yōu)化，并能夠在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新精神，使設(shè)計(jì)的解決方案具有前瞻性和開創(chuàng)性。這就要求在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須融入理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)案例來啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生。畢業(yè)要求4：對復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題能夠運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)方法進(jìn)行研究，建立計(jì)算機(jī)軟硬件模型，通過實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息整合得到合理有效的結(jié)論[6-7]。該項(xiàng)內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求更具體，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能夠在理解計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)原理及其相關(guān)工程知識的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的解決方案，并能夠根據(jù)方案設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，然后通過實(shí)驗(yàn)仿真方法來說明其有效性和合理性，再通過分析、解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)來分析其實(shí)施質(zhì)量，從而對設(shè)計(jì)的解決方案得出合理有效的結(jié)論?？梢?，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)督和考核。畢業(yè)要求5：能夠設(shè)計(jì)、開發(fā)、選擇合適的工程工具和信息技術(shù)工具，利用現(xiàn)有的技術(shù)、方法和資源解決復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題，完成復(fù)雜軟件系統(tǒng)的分析、預(yù)測、模擬、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)，并能夠理解其局限性[6，8]。該項(xiàng)內(nèi)容要求計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)課要與時俱進(jìn)，將經(jīng)典計(jì)算機(jī)技術(shù)和算法與最新的技術(shù)手段相融合，能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)工程問題選擇并使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)工具與合適的結(jié)構(gòu)和算法來設(shè)計(jì)、分析、模擬和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)解決方案。畢業(yè)要求6：能夠利用計(jì)算機(jī)工程相關(guān)領(lǐng)域背景知識對計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐和復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題的解決方案進(jìn)行合理分析，并對其在社會、健康、安全、法律以及文化等方面的影響進(jìn)行評價，能夠理解其應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任[6，9]。該項(xiàng)內(nèi)容對計(jì)算機(jī)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動提出了明確要求，要求學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)的計(jì)算機(jī)知識完成計(jì)算機(jī)工程項(xiàng)目實(shí)踐過程，并能夠利用科學(xué)方法對其進(jìn)行合理性、可行性、社會安全性等方面的分析和評價。畢業(yè)要求10：能夠與業(yè)界同行及社會公眾針對復(fù)雜計(jì)算機(jī)工程問題進(jìn)行跨文化背景下的有效溝通和交流，包括書面溝通，如撰寫報告、設(shè)計(jì)文稿，以及語言交流，并具有一定的國際視野[6-7]。該項(xiàng)內(nèi)容要求學(xué)生在小組設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，能夠根據(jù)項(xiàng)目要求查閱最新科技文獻(xiàn)，積極參與小組的設(shè)計(jì)方案討論，實(shí)驗(yàn)課后認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報告，精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目答辯。同時在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師也應(yīng)在此方面對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，以提高學(xué)生的溝通和交流能力。除了上述對實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出明確指示的畢業(yè)要求外，畢業(yè)要求7、9、11也對實(shí)驗(yàn)教學(xué)給出了相應(yīng)的關(guān)于計(jì)算機(jī)工程環(huán)境、職業(yè)責(zé)任、團(tuán)隊(duì)精神等方面的指導(dǎo)和要求。

（二）實(shí)驗(yàn)課程對工程教育認(rèn)證的各個指標(biāo)點(diǎn)的支撐

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，十二項(xiàng)畢業(yè)要求的評價指標(biāo)需要進(jìn)一步細(xì)分成更具體的可以用課程體系和課程考核評分方法來評價的各個指標(biāo)點(diǎn)，每個細(xì)分的指標(biāo)點(diǎn)都需要有具體的課程支撐。我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)對畢業(yè)要求的各個指標(biāo)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程支撐情況如表1—表9所示。

表1—表9詳細(xì)闡述了我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)制訂的畢業(yè)要求各個指標(biāo)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程支撐，涵蓋了整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中涉及的所有實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐活動。

二、以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的分層構(gòu)建和改革

（一）構(gòu)建面向工程教育認(rèn)證要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次體系

面向工程教育認(rèn)證要求，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，我校實(shí)驗(yàn)中心和計(jì)算機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合建立了計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，該體系分三層，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層、專業(yè)實(shí)驗(yàn)層和工程實(shí)踐與創(chuàng)新層，各個層次的培養(yǎng)目標(biāo)如表10 所示。

通過構(gòu)建這三層實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求各個指標(biāo)點(diǎn)所要求的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐能力。

（二）改革實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的實(shí)際編程能力和工程實(shí)踐能力都提出了很高的要求，因此，在實(shí)驗(yàn)課程的考核評價機(jī)制中要更注重實(shí)驗(yàn)過程管理和編程能力訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)[12]。必須改革現(xiàn)有的重結(jié)果而輕過程的實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制，實(shí)驗(yàn)課程考核成績不再過分依賴實(shí)驗(yàn)報告和考勤，采用分階段、多元化方法對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查和評價。對實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制的改革方案如下。

1.改進(jìn)考核內(nèi)容，豐富考核形式?？己藘?nèi)容更加注重編程能力訓(xùn)練，考核形式不再像以前那樣過分依賴方式單一、重結(jié)果而輕過程的實(shí)驗(yàn)報告，而是按照教育部發(fā)布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》列出的計(jì)算機(jī)類專業(yè)本科畢業(yè)生必須具備2萬行程序代碼編寫能力的要求，采用上機(jī)測試方式，增加編程能力測試和編程思維測試環(huán)節(jié)，增加主觀性、綜合性、實(shí)踐性的考核內(nèi)容。

2.加強(qiáng)對教學(xué)過程的管理。將實(shí)驗(yàn)課程劃分成不同的過程階段，列出不同階段的考核內(nèi)容、目標(biāo)和形式，采用分階段、多元化方法對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行考查，對學(xué)生實(shí)際編程能力進(jìn)行評價[13]。在實(shí)踐過程中，將每個階段的考核情況記入總成績，使學(xué)生懂得每一個實(shí)驗(yàn)階段都是重要的，讓他們感覺到自己在不斷進(jìn)步。

3.增加實(shí)驗(yàn)課的期末考試，采用上機(jī)測試方式，內(nèi)容具有開放性，重點(diǎn)考查學(xué)生的編程能力，考試內(nèi)容主要為由實(shí)際項(xiàng)目分解出來的某個問題。

4.改革考核評價方法，實(shí)行過程性評價和綜合性評價。改變以實(shí)驗(yàn)報告來決定成績的考核方法，總評成績由平時成績、實(shí)驗(yàn)報告成績、期末成績等組成，平時成績主要包括考勤、階段測驗(yàn)和編程能力測試成績。

通過改革實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制，學(xué)生能夠具備腳踏實(shí)地、認(rèn)真扎實(shí)、思維靈活、注重積累的基本科技素質(zhì);重視實(shí)驗(yàn)過程，領(lǐng)會點(diǎn)滴努力和不斷積累的重要性。希望能夠探索出既能培養(yǎng)學(xué)生編程能力又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的考核方式。

三、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工程教育認(rèn)證中工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的主要支撐部分，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的層次體系構(gòu)建和改革，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力方面具有重要意義。廣州大學(xué)通過分析工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了要求，對畢業(yè)要求的各個指標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)了對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐活動，并在學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心和計(jì)算機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層體系，為學(xué)生的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)提供了支撐平臺。同時通過改革實(shí)驗(yàn)課程考核評價機(jī)制，引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生提高編程和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生成為具有創(chuàng)新精神的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程技術(shù)人才。

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[責(zé)任編輯：陳 明]

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