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数字化转型背景下计算机类创新人才培养研究与实践

王辉 赵宇峰
  
大海媒体号
2024年9期
西安工业大学 计算机科学与工程学院 陕西西安 710021

摘要:数字化技术飞速发展和新工科建设背景下,国家数字战略对计算机类创新人才培养提出了重要挑战。针对满足工业领域数字化转型急需的计算机类创新人才紧缺这一问题,深入分析了产教深度融合的创新人才培养路径,提出了基于知识图谱的柔性化课程体系建设以及校企联动建立领域知库拓展实践资源等改革措施,取得了一系列理论成果和实践成效,为提升高层次数字化复合型创新人才培养提供参考。

关键字:数字化转型;计算机类;创新人才;知识图谱;柔性化课程体系

1.引言

随着中国特色社会主义进入新时代,我国的教育信息化正式进入2.0阶段,开启了智能时代的教育新征程[1]。党的二十大报告强调要建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国,推进教育数字化。2023年2月,世界数字教育大会在北京召开,大会指出,发展数字教育和推动教育数字化转型将推进课堂教学发生深层次变革。数字化时代需要大数据、云计算和人工智能等知识的计算机类创新人才[2],计算机相关专业肩负着培养适应数字化时代需求接班人的使命,在培养数字化时代创新人才过程中具有举足轻重的地位[3]。

计算机领域中人工智能、大数据、计算机科学与技术、软件工程等分支学科的整合及其多元知识点的融合有利于促进新技术的研发和应用[4],此外,人才的培养也需要不断进行创新教育,以适应不断变化的技术发展和产业需求。

因此,在数字化转型背景下,针对满足工业领域数字化转型急需的计算机类创新人才紧缺这一问题,深入探讨如何进行计算机类创新人才培养模式的研究与实践。

2、数字化时代计算机类创新人才培养的挑战和目标

很多双一流高校以竞赛、科研项目为引导,培养学生的创新思维和解决实际问题的能力,通过实践来提升学生的创新能力[5]。这些方法对计算机类创新人才培养具有一定的指导意义,但并不十分契合西安工业大学计算机类创新人才的培养。我校作为省属一本高校,具有鲜明的兵工特色,承担着为国防工业和区域经济培养高级人才的重任。在计算机科学与技术专业等被评为国家一流本科专业建设点后,对创新人才提出了更高的要求,然而,原有的教学模式下,难以满足产业变革对计算机类创新人才的需求,主要问题如下:

(1)原有培养模式未能及时覆盖新技术,学生掌握的知识和产业需求脱节

(2)原有课程体系没有充分考虑课程之间的联系,缺乏知识的系统性理解和个性化教学

(3)原有的实践教学资源缺乏多样化、案例库更新缓慢,导致自主学习和探究性学习能力不足

项目组以计算机科学与技术专业为例,研究人工智能、机器人等前沿技术并融入专业建设和人才培养,探索计算机类创新人才培养的新体系、新资源和新路径,并进一步助力计算机科学与技术等国家一流专业的建设。主要目标有:

(1)以项目为载体,从创新精神、专业基础、系统能力、创新能力和创业意识方面探索产教深度融合的5阶段创新人才培养路径,形成“供给侧-需求侧”良性互动,营造系统化、科学化的育人新路径,着力培养学生适应前沿技术的能力、提高人才供给和产业需求的匹配度;

(2)通过研究计算机类课程体系知识点,以系统能力培养为目标,构建专业课程群知识图谱模型总体框架和可视化平台,促进教育数字化转型,使教学更加智能化、个性化和高效化,有助于学生形成知识体系的整体框架、融会贯通的能力和跨学科的学习能力;

(3)校企联动建立“领域知库”拓展实践资源,助力前沿知识体系,提升学生的自主学习能力、探究性学习能力以及创新实践能力。

3、计算机类创新人才培养框架

计算机类创新人才培养模式研究与实践从4个方面展开:探索产教深度融合的5阶段创新人才培养路径、基于知识图谱的柔性化课程体系建设和可视化平台设计以及校企联动建立“领域知库”拓展实践资源。

(1)探索产教深度融合的5阶段递进式创新人才培养路径,提高人才供给和产业需求的匹配度

围绕创新人才构成要素,面向不同学习阶段,针对学生成长阶段性特点探索面向前沿领域的5阶段递进式创新人才培养模式,实现产教深度融合,充分发挥多元主体作用,形成“供给侧-需求侧”良性互动,营造系统化、科学化的育人新路径,培养计算机类创新人才。

(2)基于知识图谱的柔性化课程体系和可视化平台,实现智能决策和促进个性化学习

采用基于知识图谱的方法建立新知识和原有课程间的有机联系,重构基于知识图谱的专业课程群总体框架,整合形成新的课程群,这样每门课既有自己独立的知识体系、实验内容和课程设计,同时又为后继课程提供系统设计需要的基础、技能和部件(子系统),最终实现知识融合的网络化知识体系,提升学生适应前沿技术的能力以及对知识的整体性理解和融会贯通的能力,并担负起科技创新的责任。

设计研发以知识图谱为核心融合并打通课程-教学-资源间链路的可视化平台,实现智能决策、满足学生个性化学习。通过学习环节的记录,分析评估学生学习行为和特征数据,并通过图形方式呈现其分析结果,总结其学习过程、学习特征,更好地指导学习和优化教学。

(3)校企联动建立“领域知库”拓展实践资源,提升探究性学习能力和创新实践能力

通过校企联动建立领域知识库拓展实践资源,引入最新的技术动态和产业发展趋势,丰富实践教学资源的类型和内容,弥补资源更新缓慢的不足,提升学生的实践能力、职业素养、创新能力、团队合作能力和知识应用能力等多方面的能力。

4.实施效果

在计算机类创新人才研究与实践过程中,以计算机科学与技术(卓越)专业为例开展,取得了一系列的成果。

(1)学生综合应用能力显著提升,就业质量逐年提高

近5年约1260名学生参与陕西省公安厅网络应用平台建设、陕西省财政厅广域网扩容等项目,显著提升了综合应用能力。

(2)学生创新创业能力显著提高,学科竞赛成绩斐然

成果的实施带动学生参加“互联网+”创新创业大赛、蓝桥杯大赛等14类学科竞赛,累积获国家级、省级奖46项,较2019年前获奖总数增加了50%。

(3)教师教育教学水平不断提高,有效促进一流专业建设

近5年共获批国家级一流课程1门和省级一流课程3门、省级课程思政示范课程1门、省级教改项目3项;获省级教学成果奖2项;获陕西省高等教育优秀教材二等奖1项,显著提升了教育教学水平。

5.总结

在数字化转型背景下,论文提出了数字化时代计算机类创新人才的培养目标和框架,探索了产教深度融合的5阶段创新人才培养路径,构建了基于知识图谱的柔性化课程体系并建立了校企联动的“领域知库”拓展实践资源。最后,在计算机科学与技术专业开展实践,为高层次计算机类人才培养提供借鉴,具有现实意义。

参考文献

[1]孔祥维,王明征,陈熹.数字经济下“新商科”数智化课程建设的实践与探索[J].中国大学教学,2022,(8):31-36.

[2]丁烈云.面向数字经济的复合型人才培养探讨[J].高等工程教育研究,2022,(6):1-4+24.

[3]徐坤.建构行业特色鲜明的卓越工程师培养体系服务网络强国战略和数字经济发展[J].学位与研究生教育,2022,(7):6-12.

[4]沈黎勇,齐书宇,费兰兰.高校产教融合背景下人才培育困境化解:基于MIT工程人才培养模式研究[J].高等工程教育研究,2021,(6):146-151.

[5]李小玲,饶颖.新时代“工匠精神”传承驱动下计算机专业创新人才培养模式研究[J].信息网络安全,2020(S2):63-65.

基金项目:陕西高等教育教学改革研究项目(23BY082);陕西省继续教育学会高等继续教育教学成果培育项目(21XPZ005);大学生创新创业训练计划项目(S202310702115,S202210702090);西安市科技局重点产业链技术攻关项目(23ZDCYJSGG0018-2023)。

作者简介:王辉,女,副教授,研究方向为新型网络及可用性、系统建模与分布交互仿真、网络拥塞控制技术,277019826@qq.com。

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