计算机专业应用型人才“五元”创新培养机制的研究与实践

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计算机教育
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第 12 期2019 年 12 月 10 日
0 引 言
现代IT 行业的快速发展对计算机专业人才培养提出了更高的要求[1]。

原有人才培养模式存在不少弊端，主要表现为缺乏工程应用能力训练，与最新IT 应用技术脱节，无法动态适应现代IT 行业快速发展新形势[2-3]。

“五元”创新培养机制以培养构建、维护和使用计算系统实现特定问题的求解为目标[4]，以立足地方、面向应用、突出特色为原则[5]，优化课程体系，加强学生实践创新能力培养和师资队伍建设，着力培养计算机应用型高级人才[6]。

1 “五元”应用型人才特色培养方案
所谓“五元”培养方案，是指按照现代IT 行业对人力资源的需求和学校石化特色，在原有网络应用软件开发课程模块的基础上进一步优化课程体系，构建网络应用软件开发、移动互联网应
用开发、人工智能技术应用开发（机器人）、云计算大数据技术应用开发、石化智能信息系统应用开发五大课程教学模块群。

各课程群相互融合，互相关联，遵循教育教学规律，具有内在逻辑性和连续性。

课程群以程序设计基础、数据结构与算法、计算机组成原理、计算机网络、操作系统、数据库系统、软件工程等专业基础课为核心课程[7]，以此为基础在不同培养方向上进行扩展。

1.1 网络应用软件开发课程群
网络应用软件开发是2010年后非常流行的软件开发技术，主要以B/S 架构为主。

Java 开源框架技术在IT 领域开始了广泛的应用。

为了有效地提升学生专业技术能力和职业素养，提高人才培养的针对性和时效性[8]，开设基于Java 技术的网络应用软件开发系列课程，将目前软件企业中应用最为广泛的Java EE 软件开发技术植入课程体系。

该模块按照4个阶段进行阶段性教学，每个阶段教学内容各有侧重并逐步提高，见表1。

基金项目：广东省高等教育教学研究和改革项目（粤教高函[2016]236号）；广东省实验室研究会2016年研究基金项目（GDJ2016024）；广东石油化工学院教育教学改革研究项目（广油教[2016]44号）。

广东石油化工学院计算机科学与技术专业教学团队项目（TDPY201911）。

第一作者简介：李启锐，男，副教授，研究方向为云计算资源调度，liqirui@。

计算机专业应用型人才“五元”创新
培养机制的研究与实践
李启锐，符秋丽，何杰光
（广东石油化工学院 计算机学院，广东 茂名525000）
摘 要：分析应用型本科院校在办学定位和人才培养模式方面的要求，针对计算机专业应用型人才培养普遍存在的问题，提出包括网络应用软件开发、移动互联网应用开发、人工智能技术应用开发、云计算大数据技术应用开发、石化智能信息系统应用开发等方向融合的“五元”创新培养机制，并从培养方案构建、课外科技创新体系协同和师资队伍建设3方面阐述这一培养机制具体的组织和实施方式，通过实践结果说明该机制在提高教学质量和促进专业发展方面卓有成效。

关键词：应用型；培养机制；网络应用；人工智能；五元创新；石化特色；云计算
文章编号：1672-5913(2019)12-0055-05
中图分类号：G642
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和 App Store 开发培养产品设计师、软件开发工程师、数据工程师及App 产品销售工程师。

1.3 人工智能技术应用开发（石化机器人）课程群
随着人工智能国家发展战略的提出，人工智能方面的科学研究、技术应用发展非常迅猛。

为IT 行业提供急需优秀的人工智能人才，以进一步释放机器计算和机器学习技术的巨大潜能，我们开设人工智能技术应用开发（石化机器人）方向。

该方向理论性较强，需要有较好的数学基础和逻辑推理能力，并应具备一定的编程能力以完成实验和应用开发。

因此，进一步加强通识课程模块中数学等相关课程的支撑力度，开设离散数学、人工智能技术课程培养逻辑推理能力；开设高级语言程序设计和Python 语言程序设计提高编程能力。

通过系列课程的学习和实践训练，培养学生的人工智能应用潜能，给学生更多的创新和发展空间。

1.4 云计算大数据技术应用开发课程群
云计算是继个人计算机、互联网之后的第三次IT 浪潮，它将传统的资源提供方式和用户使用方式彻底地颠覆，并带来IT 行业的重大变革和深度产业整合。

很多高校为此专门开设了云计算大数据专业，甚至成立了云计算大数据学院。

为了适应云计算发展需要，开设云计算大数据应用开发方向。

该方向课程模块主要由面向对象原理与Java 实践、云计算导论、大数据导论等课程组成。

经过严格的学习和训练，使得毕业生能够胜任该领域的产品研发、系统部署等工作，适应全球化的企业用人需求。

1.5 石化智能信息系统应用开发课程群
作为华南地区唯一石油化工特色高校，按照学校“石油化工行业导向、区域经济社会导向”的办学理念，结合专业特点，开设石化智能信息系统应用开发方向。

该方向设置与石化行业信息化相关的理论课程和实践环节，确保毕业生具备石化系统基础知识，培养出符合石化产业的IT 类应用人才。

石化行业自动化技术、ERP 在石化行业中的应用课程将专业技术与石化技术相结合，彰显专业的石化特色。

通过5个方向课程模块群的开发和建设，一方面可以丰富课程知识体系，另一方面为更新融
第1阶段和第2阶段是基础性教学阶段，教学内容较稳定；第3阶段和第4阶段是现代Java 技术的具体应用教学，按照IT 技术发展情况持续更新教学内容，确保学生掌握最新的流行技术。

网络应用软件开发方向是我们专业最早开始的以Java 为主线的人才培养方向。

该方向紧跟当前IT 发展潮流，讲授的知识既有广度又有深度，涉及的教学内容超过了一般院校甚至某些专业培训机构的授课范围。

经过4阶段的培养，学生的实践动手能力得到很大提高，毕业后基本不需要接受岗前培训就能够使用Java 技术开发网络应用系统软件。

近年来，该方向已经为社会培养了一大批优秀的Java 软件开发工程师。

1.2 移动互联网应用开发课程群
随着移动终端的普及，移动App 开发、微信小程序是当前IT 领域中最为活跃的群体软件开发技术之一。

为了使学生能够了解和掌握移动开发技术，新增移动互联网应用开发方向，从教学团队、课程体系、教学方法、实践教学等环节进行配套建设和改革。

该方向的课程模块以Java 面向对象与原理为基础，以移动互联网概述为引导，分设移动App 原生态开发（支撑课程：Andorid 应用开发）和前端框架快速开发（支撑课程：HTML5）两个子方向，顺应开源社区与群体软件的IT 领域发展潮流，为Android Market
表1 以Java 技术为主线的4阶段教学内容
阶段名称
教学内容
教学方法
第1阶段
Java 语言基础Java 语言基本语法及其编程方法，JDK、Eclipse 等开发工具的使用
在线帮助文档、归纳、类比、实例
第2阶段
Java Web 应用编程基础Java Web 应用基本编程技术，包括XML、
H T T P 、J a v a B e a n 、Servlet、JSP 和MVC 设计模式，Ant 工具和Tomcat 容器的配置
在线帮助文档、案例驱动第3阶段
Java Web 应用框架技术
S p r i n g M V C 、S p r i n g 、Mybatis 等开源框架技
术，并能整合这些框架
技术，构建松散耦合型Web 应用
在线帮助文档、
案例驱动
第4阶段
分布计算技术
Socket、RMI、CORBA 分布计算技术，面向
Web 服务新颖架构的标准和协议； 会用 Axis 等新技术实现分布、异构 Web 服务的互操作
在线帮助文档、案例驱动
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人才培养
合最新IT技术提供基础和保障。

“五元”之间相互融合，相互关联，实现多阶段、多层次递进式的多样化人才培养。

2 基于“五元”创新融合的学生课外科技创新协同培育体系
课外科技活动能有效促进学生创新能力的培养和实践能力的提高，在应用型人才培养体系中得到广泛的认可与重视[9]。

与“五元”应用型人才课程体系相对应，应设计一套基于“五元”创新融合的学生课外科技创新协同培育体系。

该体系利用课外科技活动这一重要载体，优化整合现有基础，形成以实验平台为条件、以科研立项为训练途径、以参加科技竞赛为检验手段、以发表学术论文为创新水平标志的学生课外科技创新协同培育体系。

2.1 建设创新创业实践平台，按照平台管理锻炼团队精神
大学生创新创业实践平台和课外科技活动平台，可以有效培养学生的科研兴趣，激发学生的创新思维和创新意识，全面提升学生的专业应用能力，因此，通过整合多方资源，成立多个大学生创新创业实践平台；通过开放专业实验室，为教师、学生开展课外科技活动提供交流平台。

其中，创新创业实践平台采取实验室负责人制度、项目负责人制度等方式落实责任。

实践平台按照所在实验室进行分开管理，由实验室负责人负责实验室人员招新、考核、实验室日常管理、实验项目设计等工作。

在具体项目上，由项目负责人组建项目团队，并向指导老师汇报项目建设情况。

指导老师主要对创新创业项目进行评估、跟进和指导。

实行这种管理机制，实践工作不再限于时间的约束，学生也可以在教师不参与的情况下主动增强实践能力，为未来的岗位技能打好基础[10]。

近年来建设的实践平台和主要的研究项目情况见表2。

2.2 建立技术小组，按照项目推进训练技术能力
通过开展社会实践的项目化运作，把教学、科研和社会实践有机结合起来，积极引导学生结合专业特色和教师的科研项目开展各类科技创新和项目调研活动，是提高学生专业实践应用能力的另外一种有效途径。

为此，根据“五元”人才培养机制的要求，先后成立Java Web应用技术小组、云技术大数据研究小组、足球机器人智能对抗小组、石化防腐软件开发小组和移动终端APP 开发应用小组，为学生的专业技术课外实践提供条件。

这些科技小组均有教师的相关科研项目支撑，通过制定相应的奖励政策，鼓励相关教师吸收有兴趣的学生参与各种科技研发团队当中。

2.3 以项目、学科竞赛为驱动，培养创新创业潜力
申报大学生创新创业项目、参加学科竞赛、申请专利、发表论文是培养学生创新创业能力和学术研究能力的最直接方式。

取得的成果和奖项
表2 “五元”创新培养机制的课外协同培养资源情况
培养方向课外实践平台名称主要的课外研究项目
网络软件应用开发大学生创新创业实践基地（一）
1.电子玩具行业ERP系统研发
2.质量工程项目管理系统研发
移动互联网应
用开发
大学生创新创业实践基地（二）基于云计算平台的吸果夜蛾虫害预警系统的研发与攻关
人工智能技术应用开发1.大学生创新创业实践基地（三）
2.广东省云机器人（石油化工）工程技术
研究中心
1.适应石化高危作业环境的仿人机器人相似性运动研究
2.面向油罐壁缺陷检测及泄露应急封堵的爬机器人研制
云计算大数据技术应用开发1.云计算技术研究室
2.广东省云机器人（石油化工）工程技术
研究中心
1.云计算中虚拟机资源与应用系统参数的协同自适应配置研究（国基）
2.基于云计算平台的吸果夜蛾虫害预警系统的研发与攻关
石化智能信息系统应用开发大学生创新创业实践基地（四）
1.炼厂装置设备腐蚀信息综合分析系统研发
2.化工装置设备腐蚀信息综合分析系统研发
3.化工装置腐蚀物流分布与腐蚀机理研究技术开发
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则是展现学生课外科技创新协同培育效果的最直观体现。

为了检验协同培育效果，将学生的创新创业能力转变为成果，通过鼓励学生积极申报和参与科技创新项目、学科竞赛项目、发表学术论文和申请专利，并给他们提供有力的实验环境保障。

3 服务于“五元”创新培养机制的具有
石化特色的双师型师资队伍
建设一支师德高尚、结构优良、业务精湛、富有活力的 “双师型”师资队伍是培养应用型创新人才，实现可持续发展的基础和保证。

在“五元”创新培养机制实施过程中需要大量双师型教师。

但是，目前双师型教师资源缺乏现象比较明显
[11]
，需要采取多种有效措施打造一支水平高、
能力强、素质精、有特色的应用型师资队伍。

3.1 加强师资引进和培养，确保培养模式顺利实施
习近平总书记说过，人才是第一资源。

当前，各大高校都在加大力度引进人才，人才的竞争非常剧烈。

如何稳定和培养计算机双师型教师队伍，提高教师的综合素质，对“五元”人才培养模式的顺利实施至关重要。

为此，学校出台了许多优惠政策和措施，学院规划了较全面的师资引进方案，通过出访交流、同行引荐、登门求贤等多种途径加强青年博士，尤其具有企业经历的年轻博士的引进工作，效果明显。

与此同时，也利用寒暑假选派教师到国际知名认证培训机构参加短期技能培训，提升教师能力，使部分教师达到网络应用开发高级工程师、全国信息化工程师、移动开发工程师等水平。

通过外引内培，有效解决了“双师型”教师短缺的问题，保证了“五元”创新培养机制所需的教师队伍，确保学生应用创新能力的培养。

同时，在“五元”创新培养机制实施中，由于“五元”课程群契合现代IT 行业需要，实践内容紧密联系实际行业项目，“五元”培养机制也反过来促进了一般教师向双师型教师的转变和升级。

3.2 注重教学科研团队建设，形成科研促进教学、教学带动科研的良好氛围
教学离不开科研，科研推动教学，为教学
提供源源不断的更新的教学内容。

同样的，科研也离不开教学，教学可以促进科研，为科学提供基础学科理论知识和问题。

两者相辅相成，必须将他们统一起来。

按照“五元”创新机制课程模块设置，根据各教师的科研方向，组建网络应用软件技术、人工智能技术（机器人）、移动互联网技术、云计算大数据技术、石化智能信息系统5个教学科研团队。

通过将团队的科研项目研究内容、技术与课程教学内容在课堂上进行融会贯通，极大地促进了学生的学习兴趣。

例如，网络应用软件技术团队的老师在讲授Java Web 原理课程时，把正在开发网络应用软件的科研成果充实到教学环节中，教学内容新颖契合行业趋势，教学方法突显应用实践的本质，生动高效。

同时，教师和学生也可以用在教学过程中掌握的Java Web 原理知识和最新的开发技术指导项目的研发，真正形成了产学研知识链的传递。

3.3 服务石化行业，建设培养具有石化行业特征鲜明的师资队伍
我国的高校同质化现象严重，需要走特色发展的道路。

计算机专业作为布点数量最多的专业之一，也必须走特色发展道路。

为此，我们秉承“因油而生、为油奉献”的学校办学理念，以学生培养为核心，聚焦石化行业共性关键技术研发，建立起教师工程师团队，开辟了一条工程应用型人才培养与产业需求接轨、学生工程实践及创新能力显著提升的有效途径。

凭借学校邻近国家特大型石化企业——中国石化集团茂名石化分公司的地域优势和市场服务优势，我们与茂名石化公司达成多项产学研合作项目和技术研究项目，例如炼厂装置腐蚀信息综合分析系统研发、化工装置腐蚀信息综合分析系统研发、乙烯裂解炉管外表面热点监测与智能分析系统和石化装置爬壁机器人研发等。

依托这一系列项目，培养有能力的师资队伍，吸纳一大批计算机专业学生参与研究与开发，使得他们的开发经验具有很强的石化背景，使本专业学生凸显石化行业信息化应用优势。

4 实践效果
经过多年的研究与实践，计算机应用型人才
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人才培养
“五元”创新培养机制不断优化和成熟，取得了良好的教学成果。

在该机制的培养下，学生的知识结构更加合理，实践动手能力提高明显，创新意识得到激发，学风改善明显，教学质量明显提高。

4.1 毕业设计质量明显改善，毕业生就业质量显著提高
由于本机制应用型“五元”创新人才特色明显，毕业设计中的工程应用性的题目比例逐年增加，目前已达到96.5%。

2019年的毕业设计中，有20%的题目来源于老师的科研项目，达到了历届的最高水平。

毕业设计质量也得到提高，成绩优良学生的比例也大大提高。

毕业生的就业率、就业质量相比前几届有了显著提高。

在已有的毕业生中，不少学生受到用人单位的欢迎和高度评价，有的已经成为公司的技术骨干和项目负责人；用人单位非常满意学生的创新能力，肯定学校的培养效果。

4.2 学生的课外实践能力和创新能力明显提升
“五元”创新培养机制对学生的训练也起到了立竿见影的作用，计算机专业学生的课外学科竞赛取得了优异成绩，在诸如全国足球机器人大赛、“中国软件杯”大学生软件设计大赛、广东省“高校杯”软件设计大赛、“挑战杯”广东省大学生课外学术科技作品竞赛等知名专业技术竞赛中获得奖励。

通过建立学生课外科技创新协同培育体系，极大地促进了学生学习兴趣、科研意识和创新意识。

在今年的“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中，我们首次获得广东省特等奖奖励。

4.3 师资队伍建设效果良好
“五元”创新培养机制对双师型教师队伍的带动作用下，计算机专业的师资结构得到了很好的改善，在学历、职称、科研、教研水平等方面都有了很大提高。

近5年，我们专业有2人晋升教授，7人晋升副教授，双师型教师数量逐年提高，获得包括国家自然科学基金等省级以上科研项目立项18项，省级教改项目立项4项，在计算机专业教学改革方面产生了较大影响。

5 结 语
“五元”创新培养机制很好地解决了计算机类专业人才知识、能力、素质有效融合问题，培养的学生应用能力得到了很大提升，深受学生和老师的重视和欢迎，为社会培养了大批应用技术人才。

在2018年学校组织的教学评估中，评估组专家对这一培养机制给予了高度的评价，认为是极具特色且效果良好，值得向同类型的学校推广。

由于培养效果显著，计算机应用型人才“五元”创新培养机制获得了我校2017年度和2019年度的教学成果奖。

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（编辑：郭田珍）。