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摘 要： 工程教育认证是评估高校工程人才培养质量的重要途径，对促进计算机专业教育改革和发展具有重要的意义。立足于解决复杂工程问题能力培养的教育理念，探索实践教学体系的设计思路，从实践课程体系构建、实践教学内容设计、实践教学资源建设和实践教学质量评价等方面，着重讨论如何构建计算机类专业实践教学体系，旨在为高校的计算机工程教育和专业建设提供参考。
关键词： 工程教育认证; 计算机专业; 实践教学; 体系建设
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2021）03-69-03
Research on practical teaching system of computer specialties
for Engineering Education Accreditation
Cheng Geping， Xiong Qijun， Cao Wenping， Liu Yong
（School of Mathematical and Computer Sciences， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， Hubei 441053， China）
Abstract： Engineering Education Accreditation is an important way to evaluate the quality of engineering talent training in colleges and universities， which can effetely promote the reform and development of computer professional education. Based on the education concept of cultivating the ability of solving complex engineering problems， this paper explores the design ideas of practical teaching system， and particularly discusses the construction of practical curriculum system， the design of practical teaching contents， the construction of practical teaching resources and the evaluation of practical teaching quality etc. for constructing the practical teaching system of computer specialties， in order to provide reference for the computer engineering education and computer specialties construction in colleges and universities.
Key words： Engineering Education Accreditation; computer specialty; practical teaching; system construction
0 引言
隨着新一代信息技术的快速发展，物联网、大数据和人工智能已经渗透到社会生活的各个领域，深刻影响和改变了人类的生产生活方式，成为国家新产业、新模式和新业态发展的重要技术支撑。作为推动信息技术变革的重要力量，计算机专业教育为社会培养了大量工程技术人才，促进了国民经济和社会生活的全面进步，使得应用型工程教育成为高等教育改革与发展的必然趋势。2016年3月，中国正式加入华盛顿协议，成为国际工程联盟的缔约成员，标志着我国工程教育认证体系和工程教育标准具备了国际实质等效性，为深化教育教学改革，培养高素质工程人才，提高工程教育质量提供了新的战略发展契机[1]。为了适应新形势下社会对创新型人才的变化需求，以市场需求为导向，重点围绕工程教育认证的要求，探索与实践计算机专业人才培养机制与模式，培养具有解决复杂工程问题能力的工程应用型人才，切实推进工程教育背景下的专业建设与发展。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出，牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位，坚持能力为重，强化实践教学环节，着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力[2]。计算机实践教学是高校计算机教育的重要组成部分，也是培养学生解决复杂工程问题能力的关键环节，直接影响着高等教育的人才培养质量[3]。在工程教育认证的时代背景下，面向社会和行业发展需求，坚持以学生为中心、产出导向、持续改进的教育理念，结合人才培养目标和毕业要求，进一步推动工程实践教育的改革与创新，构建与工程教育认证相适应的计算机专业实践教学体系，对培养知识、能力、素质协调发展的计算机工程技术人才具有重要意义。
1 计算机类专业实践教学体系的设计理念
创新来源于实践，实践是创新的动力。在工程教育实践中，根据计算机类专业人才培养目标，以成果产出为导向的人才培养理念，解决复杂工程问题的能力培养为核心，设计符合工程教育认证标准的计算机类专业实践教学体系。主要设计思想包括以下一些方面。
1.1 明确专业定位
以培养满足计算机行业企业需要的工程人才为目标，充分结合学校定位和本专业的办学特色，明确毕业生应具有的专业知识、专业能力和专业素质，设计有利于实现专业培养目标的毕业要求。 1.2 优化教学体系
以学生中心、产出导向、持续改进为核心理念，根据计算机专业培养目标和毕业要求，将毕业要求分解为系列指标点，并设计对应的实践课程体系和实践教学内容，实现实践教学体系的优化。
1.3 改善支撑条件
以满足实践教学需要为原则，整合课程实践、企业实践、专业实习和产学研合作项目的软硬件资源，科学地构建有助于提升学生工程实践能力的平台，为实现课程目标和达成毕业要求提供支撑。
2 构建以培养目标为导向的实践教学体系
2.1 基于工程教育理念的实践课程体系构建
计算机专业课程体系是实现专业培养目标和毕业要求的主要载体，而实践课程体系则是工程实践教育的重要支撑。实验实践课程能够巩固和拓展理论课程知识，培养学生的实践能力和创新能力，提高学生的工程素养和综合素质，为培养学生解决复杂工程问题能力提供了重要保障。针对专业人才培养目标，将工程实践教育理念贯穿于本科教育的整个课程体系，采用实践平台与课程模块相结合的设计原则，以实践教学平台为基础，实践能力培养为导向，组织和集成相应的实验实践教学环节，构建立体化的实践课程体系，其结构框图如图1所示。
为了实现实践课程体系对培养目标和毕业要求的有效支撑，采用自顶向下实现毕业要求，自底向上支撑毕业要求的设计思想，构建立体化的实践课程体系结构，可以通过六个具体步骤来实现。
⑴ 结合工程认证标准，根据实践课程体系的总体目标设置相应的毕业要求，逐条细化分解成指标点。
⑵ 根据实践课程对毕业要求的支撑关系，认真梳理课程对知识、能力和素质的作用，系统整合社会实践、课程实验、课程设计、工程实践、专业实习、毕业设计、创新项目等具有相互关联、前后衔接的实践环节，建立符合实验实践课程需要且能有效支撑毕业要求的实践教学平台。
⑶ 以提升学生工程应用能力与创新能力为主线，按照学生掌握基本实践技能，具备实践能力和创新能力，形成解决复杂工程问题能力的渐进性發展规律，将实践课程划分为具有不同功能且相对独立的实践课程模块，主要包括基础实践模块、专业实践模块、综合实践模块和创新实践模块。
⑷ 将毕业要求指标点分配到每个实践课程模块，设置实践课程模块的培养目标。
⑸ 根据实践课程模块的毕业要求和培养目标，确定课程模块中每门实践课程的课程目标和毕业要求指标点，建立实践课程体系与毕业要求的对应关系矩阵，其中每门课程需要支撑3～5个指标点，并设置相应的达成标准与支撑强度。
⑹ 建立校企合作交流与联动机制，定期邀请企业和行业专家参与课程体系的设计或更新，以保证实践课程体系能够适应企业发展的需要。
立体化实践课程体系结合了层次化和模块化课程体系的优势，既兼顾了计算机学科的发展规律，又充分考虑了学生的个性化发展。而且，通过每门课程毕业要求指标点的达成，实现对课程目标的支撑，从而保证培养目标、毕业要求和课程体系相互协调。
2.2 基于工程教育理念的实践教学内容设计
工程教育认证通用标准指出，课程体系中的每门课程必须为毕业要求的能力结构提供支撑，学生能力的形成要通过明确的课程内容和教学活动来实现[4]。为了保证毕业要求、课程目标和课程内容的一致性，建立教授责任制的课程教学团队，开展课程内容的建设与规划。具体而言，针对每个课程模块的实践教学环节，根据课程内容与能力结构的对应关系，充分结合课程中蕴含的思想政治元素，课程负责人组织教学团队成员，编制实践教学大纲，优化实践教学内容，设计实践教学活动，以支撑课程目标的实现。
根据计算机类专业教学质量国家标准，通识教育实践课程、学科基础实践课程和专业基础实践课程能够体现计算机应用与实践能力的培养，专业方向实践课程能够实现计算机系统设计和开发能力的培养，课外实践与创新活动能够提高计算机实践创新能力的培养。对于课程模块中的实践课程，重点围绕实践课程的课程目标和能力目标，结合工程认证标准，进行实践教学内容设计。
首先，将毕业要求指标点分解为不同的能力目标，利用计算思维、工程思维和创新思维的方法，建立实践课程知识点与毕业要求的关联矩阵。然后，根据毕业要求分解指标的能力要求，将实践课程知识点植入到相应的实践教学环节，设计成具有明确达成度的课程项目。最后，根据每个课程项目对毕业要求指标点的支撑度来设置权重系数，形成实践课程内容的权重系数矩阵。因此，通过设计与实践教学内容的能力目标相匹配的课程项目，实现实践课程毕业要求的有效达成。
2.3 基于工程教育理念的实践教学资源建设
立体化实践教学体系将分解落实的培养目标、毕业要求和课程内容以及教学活动相互关联，从而形成一个有机整体，并通过实践教学资源提供基础支撑。突出以学生为中心的教育理念，紧密结合毕业要求的达成需要，按照工程能力培养的形成过程，采用设计型、综合型、研究型和创新型的渐进方式，组织和集成课程模块中的实践教学资源，建立虚实结合的实践教学资源库。
⑴ 以能力提升为导向，结合企业实践案例和工程项目，系统地整合课程模块中的课程实验、企业实践、毕业实习、创新实践等校内外实践教学资源，建立有利于学生能力和素质培养的课程实践教学资源库;
⑵ 按照实践课程体系的能力结构，使用互联网技术融合超星平台、中国大学慕课、程序设计类辅助教学平台（PTA）、EduCoder实践课程平台等优质在线实践课程资源，形成在线实践教学资源库;
⑶ 将现代信息技术融入到课程实验项目，拓展教学内容，创新教学方法，延伸教学时空，开发和建设虚拟仿真实验教学项目;
⑷ 利用大学生学科竞赛、软件设计大赛、创新创业竞赛和软件能力认证等课外实践创新活动，构建创新实践教学资源库。充分利用具有优势互补的线上线下实践课程资源，最终形成多层次、多维度以及跨平台的实践教学资源库，为培养学生的工程实践和创新能力提供支撑条件。 2.4 基于工程教育理念的实践教学质量评价
实践教学考核评价是用来衡量实践课程和教学活动是否符合毕业要求的客观依据，也是提高计算机工程实践教育质量的重要保障。基于产出导向的工程教育理念，建立科学合理的实践教学质量考核和评价机制，主要包括三方面的内容。一是教学环节质量评价。根据每个实践教学环节的目标实现程度，设置相应的达成度标准。针对实践课程的技术性和非技术性能力目标，结合教学过程和教学成果评价数据，把过程性评价与结果性评价、直接和间接、定性和定量相结合，进行数据分析与总结，形成对教学环节的质量评价。二是毕业生反馈评价，根据专业定位和培养目标，定期对毕业生做线上或线下跟踪调查，对企业行业的人才需求做实证调研，收集专业人才培养方案、实践课程体系设置、实践教学方法方式，以及实践教育教学资源等反馈信息，进行统计分析，得到培养目标的达成度评价。三是社会质量评价，委托具备资质的专业机构，面向社会用人单位征集毕业生实践应用能力、工程实践能力和实践创新能力等培养目标的达成状态数据，定期进行整理和分析，以获取社会用人单位对工程实践教育的质量评价，为实践课程教学的持续改进提供重要依据。
3 结束语
工程教育认证是国际通行的高等教育质量保障制度，也是我国高等教育质量检测评估体系中的重要组成部分。本文以培养解决复杂工程问题的能力为核心，分别从实践课程体系、实践教学内容、实践教学资源和实践教学评价的角度，探索和研究计算机类专业实践教学的内涵，提出了实践教学体系的建构与实施方案，以促进专业建设与工程教育的深度融合，提高计算机工程实践教育的人才培养质量。
參考文献（References）：
[1] 林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016.5：17-26，38
[2] 张其亮，陈永生.多元思维引导下的计算机专业实践教学体系构建与实施[J].实验室研究与探索，2018.37（11）：204-207，263
[3] 蒋宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革[J].中国大学教学，2017.8：34-39
[4] 林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015.2：10-19
关键词： 工程教育认证; 计算机专业; 实践教学; 体系建设
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2021）03-69-03
Research on practical teaching system of computer specialties
for Engineering Education Accreditation
Cheng Geping， Xiong Qijun， Cao Wenping， Liu Yong
（School of Mathematical and Computer Sciences， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， Hubei 441053， China）
Abstract： Engineering Education Accreditation is an important way to evaluate the quality of engineering talent training in colleges and universities， which can effetely promote the reform and development of computer professional education. Based on the education concept of cultivating the ability of solving complex engineering problems， this paper explores the design ideas of practical teaching system， and particularly discusses the construction of practical curriculum system， the design of practical teaching contents， the construction of practical teaching resources and the evaluation of practical teaching quality etc. for constructing the practical teaching system of computer specialties， in order to provide reference for the computer engineering education and computer specialties construction in colleges and universities.
Key words： Engineering Education Accreditation; computer specialty; practical teaching; system construction
0 引言
隨着新一代信息技术的快速发展，物联网、大数据和人工智能已经渗透到社会生活的各个领域，深刻影响和改变了人类的生产生活方式，成为国家新产业、新模式和新业态发展的重要技术支撑。作为推动信息技术变革的重要力量，计算机专业教育为社会培养了大量工程技术人才，促进了国民经济和社会生活的全面进步，使得应用型工程教育成为高等教育改革与发展的必然趋势。2016年3月，中国正式加入华盛顿协议，成为国际工程联盟的缔约成员，标志着我国工程教育认证体系和工程教育标准具备了国际实质等效性，为深化教育教学改革，培养高素质工程人才，提高工程教育质量提供了新的战略发展契机[1]。为了适应新形势下社会对创新型人才的变化需求，以市场需求为导向，重点围绕工程教育认证的要求，探索与实践计算机专业人才培养机制与模式，培养具有解决复杂工程问题能力的工程应用型人才，切实推进工程教育背景下的专业建设与发展。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出，牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位，坚持能力为重，强化实践教学环节，着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力[2]。计算机实践教学是高校计算机教育的重要组成部分，也是培养学生解决复杂工程问题能力的关键环节，直接影响着高等教育的人才培养质量[3]。在工程教育认证的时代背景下，面向社会和行业发展需求，坚持以学生为中心、产出导向、持续改进的教育理念，结合人才培养目标和毕业要求，进一步推动工程实践教育的改革与创新，构建与工程教育认证相适应的计算机专业实践教学体系，对培养知识、能力、素质协调发展的计算机工程技术人才具有重要意义。
1 计算机类专业实践教学体系的设计理念
创新来源于实践，实践是创新的动力。在工程教育实践中，根据计算机类专业人才培养目标，以成果产出为导向的人才培养理念，解决复杂工程问题的能力培养为核心，设计符合工程教育认证标准的计算机类专业实践教学体系。主要设计思想包括以下一些方面。
1.1 明确专业定位
以培养满足计算机行业企业需要的工程人才为目标，充分结合学校定位和本专业的办学特色，明确毕业生应具有的专业知识、专业能力和专业素质，设计有利于实现专业培养目标的毕业要求。 1.2 优化教学体系
以学生中心、产出导向、持续改进为核心理念，根据计算机专业培养目标和毕业要求，将毕业要求分解为系列指标点，并设计对应的实践课程体系和实践教学内容，实现实践教学体系的优化。
1.3 改善支撑条件
以满足实践教学需要为原则，整合课程实践、企业实践、专业实习和产学研合作项目的软硬件资源，科学地构建有助于提升学生工程实践能力的平台，为实现课程目标和达成毕业要求提供支撑。
2 构建以培养目标为导向的实践教学体系
2.1 基于工程教育理念的实践课程体系构建
计算机专业课程体系是实现专业培养目标和毕业要求的主要载体，而实践课程体系则是工程实践教育的重要支撑。实验实践课程能够巩固和拓展理论课程知识，培养学生的实践能力和创新能力，提高学生的工程素养和综合素质，为培养学生解决复杂工程问题能力提供了重要保障。针对专业人才培养目标，将工程实践教育理念贯穿于本科教育的整个课程体系，采用实践平台与课程模块相结合的设计原则，以实践教学平台为基础，实践能力培养为导向，组织和集成相应的实验实践教学环节，构建立体化的实践课程体系，其结构框图如图1所示。
为了实现实践课程体系对培养目标和毕业要求的有效支撑，采用自顶向下实现毕业要求，自底向上支撑毕业要求的设计思想，构建立体化的实践课程体系结构，可以通过六个具体步骤来实现。
⑴ 结合工程认证标准，根据实践课程体系的总体目标设置相应的毕业要求，逐条细化分解成指标点。
⑵ 根据实践课程对毕业要求的支撑关系，认真梳理课程对知识、能力和素质的作用，系统整合社会实践、课程实验、课程设计、工程实践、专业实习、毕业设计、创新项目等具有相互关联、前后衔接的实践环节，建立符合实验实践课程需要且能有效支撑毕业要求的实践教学平台。
⑶ 以提升学生工程应用能力与创新能力为主线，按照学生掌握基本实践技能，具备实践能力和创新能力，形成解决复杂工程问题能力的渐进性發展规律，将实践课程划分为具有不同功能且相对独立的实践课程模块，主要包括基础实践模块、专业实践模块、综合实践模块和创新实践模块。
⑷ 将毕业要求指标点分配到每个实践课程模块，设置实践课程模块的培养目标。
⑸ 根据实践课程模块的毕业要求和培养目标，确定课程模块中每门实践课程的课程目标和毕业要求指标点，建立实践课程体系与毕业要求的对应关系矩阵，其中每门课程需要支撑3～5个指标点，并设置相应的达成标准与支撑强度。
⑹ 建立校企合作交流与联动机制，定期邀请企业和行业专家参与课程体系的设计或更新，以保证实践课程体系能够适应企业发展的需要。
立体化实践课程体系结合了层次化和模块化课程体系的优势，既兼顾了计算机学科的发展规律，又充分考虑了学生的个性化发展。而且，通过每门课程毕业要求指标点的达成，实现对课程目标的支撑，从而保证培养目标、毕业要求和课程体系相互协调。
2.2 基于工程教育理念的实践教学内容设计
工程教育认证通用标准指出，课程体系中的每门课程必须为毕业要求的能力结构提供支撑，学生能力的形成要通过明确的课程内容和教学活动来实现[4]。为了保证毕业要求、课程目标和课程内容的一致性，建立教授责任制的课程教学团队，开展课程内容的建设与规划。具体而言，针对每个课程模块的实践教学环节，根据课程内容与能力结构的对应关系，充分结合课程中蕴含的思想政治元素，课程负责人组织教学团队成员，编制实践教学大纲，优化实践教学内容，设计实践教学活动，以支撑课程目标的实现。
根据计算机类专业教学质量国家标准，通识教育实践课程、学科基础实践课程和专业基础实践课程能够体现计算机应用与实践能力的培养，专业方向实践课程能够实现计算机系统设计和开发能力的培养，课外实践与创新活动能够提高计算机实践创新能力的培养。对于课程模块中的实践课程，重点围绕实践课程的课程目标和能力目标，结合工程认证标准，进行实践教学内容设计。
首先，将毕业要求指标点分解为不同的能力目标，利用计算思维、工程思维和创新思维的方法，建立实践课程知识点与毕业要求的关联矩阵。然后，根据毕业要求分解指标的能力要求，将实践课程知识点植入到相应的实践教学环节，设计成具有明确达成度的课程项目。最后，根据每个课程项目对毕业要求指标点的支撑度来设置权重系数，形成实践课程内容的权重系数矩阵。因此，通过设计与实践教学内容的能力目标相匹配的课程项目，实现实践课程毕业要求的有效达成。
2.3 基于工程教育理念的实践教学资源建设
立体化实践教学体系将分解落实的培养目标、毕业要求和课程内容以及教学活动相互关联，从而形成一个有机整体，并通过实践教学资源提供基础支撑。突出以学生为中心的教育理念，紧密结合毕业要求的达成需要，按照工程能力培养的形成过程，采用设计型、综合型、研究型和创新型的渐进方式，组织和集成课程模块中的实践教学资源，建立虚实结合的实践教学资源库。
⑴ 以能力提升为导向，结合企业实践案例和工程项目，系统地整合课程模块中的课程实验、企业实践、毕业实习、创新实践等校内外实践教学资源，建立有利于学生能力和素质培养的课程实践教学资源库;
⑵ 按照实践课程体系的能力结构，使用互联网技术融合超星平台、中国大学慕课、程序设计类辅助教学平台（PTA）、EduCoder实践课程平台等优质在线实践课程资源，形成在线实践教学资源库;
⑶ 将现代信息技术融入到课程实验项目，拓展教学内容，创新教学方法，延伸教学时空，开发和建设虚拟仿真实验教学项目;
⑷ 利用大学生学科竞赛、软件设计大赛、创新创业竞赛和软件能力认证等课外实践创新活动，构建创新实践教学资源库。充分利用具有优势互补的线上线下实践课程资源，最终形成多层次、多维度以及跨平台的实践教学资源库，为培养学生的工程实践和创新能力提供支撑条件。 2.4 基于工程教育理念的实践教学质量评价
实践教学考核评价是用来衡量实践课程和教学活动是否符合毕业要求的客观依据，也是提高计算机工程实践教育质量的重要保障。基于产出导向的工程教育理念，建立科学合理的实践教学质量考核和评价机制，主要包括三方面的内容。一是教学环节质量评价。根据每个实践教学环节的目标实现程度，设置相应的达成度标准。针对实践课程的技术性和非技术性能力目标，结合教学过程和教学成果评价数据，把过程性评价与结果性评价、直接和间接、定性和定量相结合，进行数据分析与总结，形成对教学环节的质量评价。二是毕业生反馈评价，根据专业定位和培养目标，定期对毕业生做线上或线下跟踪调查，对企业行业的人才需求做实证调研，收集专业人才培养方案、实践课程体系设置、实践教学方法方式，以及实践教育教学资源等反馈信息，进行统计分析，得到培养目标的达成度评价。三是社会质量评价，委托具备资质的专业机构，面向社会用人单位征集毕业生实践应用能力、工程实践能力和实践创新能力等培养目标的达成状态数据，定期进行整理和分析，以获取社会用人单位对工程实践教育的质量评价，为实践课程教学的持续改进提供重要依据。
3 结束语
工程教育认证是国际通行的高等教育质量保障制度，也是我国高等教育质量检测评估体系中的重要组成部分。本文以培养解决复杂工程问题的能力为核心，分别从实践课程体系、实践教学内容、实践教学资源和实践教学评价的角度，探索和研究计算机类专业实践教学的内涵，提出了实践教学体系的建构与实施方案，以促进专业建设与工程教育的深度融合，提高计算机工程实践教育的人才培养质量。
參考文献（References）：
[1] 林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016.5：17-26，38
[2] 张其亮，陈永生.多元思维引导下的计算机专业实践教学体系构建与实施[J].实验室研究与探索，2018.37（11）：204-207，263
[3] 蒋宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革[J].中国大学教学，2017.8：34-39
[4] 林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015.2：10-19