2022年高等教育(本科)
国家级教学成果奖
面向“数字福建”战略的计算机类
人才培养的创新与实践
—— 成果总结报告 ——
福州大学
郭文忠、张栋、于元隆、陈星、陈国龙
傅茂松、董晨、邬群勇、陈羽中、刘耿耿、张浩、林为伟、朱丹红
福州大学坚持把人才培养作为办学的第一贡献,坚持德育为先,质量为本的教育理念,形成以学科建设为龙头,以人才培养为核心,以科技创新和社会服务为两翼的发展模式。2000年,福建开启信息化建设征程。福州大学作为工科特色鲜明的省属“双一流”高校,首当其责向省政府提出《“数字福建”项目建议书》,时任福建省省长习近平批示并启动实施。自2003年起,学校开展面向“数字福建”战略的计算机类人才培养的创新与实践,探索“专业知识+数字化技能+产业应用”的复合型人才培养模式,形成“四阶螺旋式”融合开放的人才培养体系。
“四阶螺旋式”融合开放的人才培养体系围绕专业基础、综合课程、实践训练、前沿拓展的“四阶递进式”特点,映射基础、综合、实践、创新的“四阶”课程能力,逐阶提升能力,分层推进、多元培养,通过专业开发、课程设置、教学模式、创新实践等层面,统筹数字化人才培养的关键环节,推进课堂、实验实训场所、企业环境相结合、学生、教师、工程师相结合,课内外、科研、实践教学相结合,突出以学生为本、能力为主的教学特色,促进复合型人才培养目标的螺旋递进达成。
近20年的探索与实践,在人才培养体系构建过程中,主要实现了专业的价值面向“未来”和社会的价值面向“现在”两个不同维度诉求的有机融合,改变了高校人才培养和区域经济产业发展由单纯的被动适应到主动适应、前瞻匹配,真正成为共生共长。就业质量显著提升,专业有效地反哺产业,助力数字福建发展;疫情期间研发的疫情大数据分析系统、疫情防控系统为“闽政通”健康码赋码转码、疫情决策提供重要数据服务。学科专业知识向产业工程技能转化,学生创新能力显著增强;学科建设与专业建设成效显著,形成了一系列国家级教改成果;“双带头人”有效促进了教师在教学科研双方面的个人成长,取得多项高水平成果;引起高校和社会广泛关注,产生了示范引领作用。
成果有效支撑了计算机类学科专业的发展,使福州大学成为引领区域数字产业发展的主体力量、先进科学技术的策源地,“数字福建”政府决策机构的智囊团,数字福建对外交流的展示窗口。
图1 复合型数字化人才培养共生共长模式
在“数字福建”发展背景下,本成果有效解决了如下教育教学问题:
(1)解决了数字化人才的专业培养目标与区域产业发展脱节的问题;
(2)解决了数字化人才培养的能力达成难以适应岗位需求的问题;
(3)解决了数字化人才培养的科教产融合保障机制不足的问题。
3.1 专业设置和产业发展深度融合
(1)科研带头人+专业负责人的“双带头人”
科研平台带头人同时担任专业负责人,借助科研平台与产业结合的优势,确立专业培养目标前瞻性地融入产业发展,将专业建设导向产业发展方向。
(2)“雁阵型”专业群映射产业群
以计算机专业为领头,软件工程和网络工程专业为两翼,人工智能、大数据、信息安全为增长点,形成“雁阵型”专业群,对应以计算机为主体,信息化和网络化为基础,智能化、数据化和安全为特色的数字产业群分布。
(3)“特色班”培养多元产业人才
以个性化、精英化为导向,开设计算机实验班、计算机卓越班、数理金融实验班,单列培养方案,对应培养拔尖创新研究型、复合型卓越工程技术、管理等多类型数字化人才。
3.2 “四阶”能力螺旋递进达成
映射基础性、综合性、应用性、创新性“四阶”能力到课程体系,明确各类课程的贡献分配矩阵,协同建设MOOC、云学习等“泛在学习”课程。
“编程核心”的专业基础。以“算法与数据结构”为轴心,建设程序设计专业基础课程群和教学团队,问题驱动、课赛结合、线上线下、过程评价,计算思维纳入实践设计。
“做中学”的综合进阶。专业课注重方案设计,融入真实案例与新技术实例,贯彻“做中学”,培养解决复杂工程问题能力。凝练产业需求形成项目作业,建立案例库资源。结合课程思政,将疫情防控等融入实验案例。建设校际间课程交流平台,聘请工程师担任助教。近5年,实验室建设投入940余万元,新建设备930余台套,年均支撑实验项目340余项,构建专业全覆盖的产教融合实训平台。
“全过程”开放式实践的应用能力拓展。基于“知行合一、产教融合”的思路,做实“双导师制”。校内导师和企业导师协同,构建“产业园认知实习-课内实训基础训练-专业实践综合培养-平台项目前沿创新”的实践体系,建立知识库、技术库等。建设校企合作联合共建研发平台13个,本科生校外实习、实训基地31个,开发校企合作共建课程16门。
“课研贯通”的前沿创新。与企业合作共同开发前沿课程,拓展专业技能,如软件定义网络、大数据技术等。培养企业紧缺人才,助力疫情防控数据库及信息平台建设。实施本科生科研训练“青禾计划”,依托科研平台,参与项目研发。
3.3促科教产融合的人才培养保障体系
师资建设。依托平台,培育服务产业的师资队伍。在职称条例中单列“成果转化与技术推广系列”,激励教师参与科产教融合,建设“双师型”师资。
学业评价。以工程能力映射项目模块,对应课程目标,以能力达成度量化课程目标达成度,落实产出评价。
就业跟踪。持续跟踪毕业去向,统计专业就业对口率,评价专业设置与产业方向契合度;通过问卷调查跟踪就业满意率,评价人才培养与产业要求的胜任度。
制度建设。将“双带头人”、“雁阵专业”、“科产教融合”、“青年教师服务产业评价”等做法,作为制度建设纳入制度化、规范化管理,实现可持续发展。
图2 理论教学与实践教学融合“四阶”螺旋递进培养模式
4.1 创建了产业需求驱动的“雁阵型”专业群建设模式
2000年,首当其责向省委省政府提交《“数字福建”项目建议书》,提出了“瞄准发展战略目标,融入区域经济体系,持续深化专业布局,创新人才培养模式,引领产业集聚发展”的办学理念,支撑引领“数字福建”产业发展。夯实计算机专业,提升软件工程及网络工程专业,拓展人工智能、大数据、信息安全新兴专业,形成“雁阵型”专业建设群。科研带头人担任专业负责人,科研贯通于教学,教学反哺科研。专业学科建设贴合区域产业发展,人才培养与产业、经济、社会需求有机融合,从主动适应、精准匹配到前瞻趋势、主动引领。学校与福建省九地市签订战略合作协议,实现校地合作省内全覆盖;先后与山东(肥城、德州)、江苏(宿迁、如皋、淮安、盐城)、浙江(永康、上虞、长兴)、甘肃(定西)、新疆(昌吉国家农业科技园区)等签订校地产学研合作协议。获福建省首批“政府、高校、企业和中介”四位一体的中国特色工程教育模式探索与实践改革试点学校。
4.2 构建了“四阶螺旋式”复合型人才培养体系
重构课程体系,形成了专业基础、综合进阶、实践应用、前沿创新的“四阶”课程能力培养体系。探索交叉学科培养,开设“计算机科学与技术卓越班”“人工智能实验班”“数理综合班” “数理金融实验班”,培养复合型数字化技术人才和管理人才;构建“1+1+N”理论教学与实践教学融合体系,将理论课堂搬进实验室和实训基地,“反转教学”打造“沉浸式”课堂,实现课堂从“预设”到“非预设”转变;构建“1+1+X”校企协同育人平台,校企一体、产教融合、协同育人贯穿人才培养全过程,实现学科链科学知识向产业链工程知识转化,适应企业岗位需求。
4.3 建立了产教融合的人才培养保障机制
按照“定标准-制计划-稳实施-常诊断-即改进-促创新”的逻辑,依照“工作共商、资源共享、学生共育”的“三共”原则,实施协同育人。建立教师、学生评价机制,毕业生就业跟踪调查机制,对评价及调查结果进行分析,动态反馈至学生培养方案及专业建设中;建立“学校+计算机学会+学科+企业”联动模式,形成“四对接”协同,校企一体、产教融合、协同育人贯穿人才培养全过程,打造全过程贯通育人。以核心价值观引领,深化科教产融合育人,形成了新工科背景下数字化人才培养新特色、新成果。
人才培养模式经过持续实践与改进,人才培养质量显著提升,师生在各类岗位上表现突出,成为数字经济建设支撑力量。学校成为参与福建省设区市级数字经济总量指标、增速指标和占GDP比重等指标制定的专家单位;依托福州大学先后成立数字福建研究院和数字中国研究院(福建);成果负责人郭文忠教授受聘为数字福建大数据研究院院长。福州大学参与福建省数字经济指标拟定。成果获各级领导关注和肯定,并持续向兄弟院校推广,在各级国内主流媒体得以报道。
5.1教学改革创新成绩显著
教学改革成果突出。获批省部级及以上教改项目30项,发表教改论文38篇,从2016年1月1日至2022年5月20日,教师参加各级各类教学竞赛,获个人奖项国家级 20人次、省级5人次,获得福建省教学成果特等奖2项、二等奖1项。
课程建设质量提升。出版教材教辅10本,《计算机算法设计与分析》和《计算机数学基础》入选“十一五”国家级教材,《网络空间安全概论》获国家级一流本科课程推荐教材。入选国家级一流本科课程2门,省级一流本科课程15门,国家级精品资源课程1门,国家级精品课1门,省级精品在线开放课程1门;开展“福州大学-华为智能基座”等产教深度融合育人项目,建设校企合作课程16门。
实践实训平台建设完善。实践实训平台实现学科全覆盖,获批教育部工程研究中心1个,省部共建协同创新中心1个,国家级实验教学示范中心1个,省级虚拟仿真实验教学中心1个,工程实践教育中心2个(含国家级1个),省部级平台16个,校企共建平台13个,校外实习实训基地31个。
5.2学科专业建设成果突出
电子信息获批工程博士点、计算机科学与技术获批一级学科博士点。计算机科学2020年进入ESI前1%,2022年进入ESI 3.86‰。
“雁阵型”专业建设显成效。建成国家级一流本科专业1个、省级一流本科专业2个,领头雁专业计算机科学与技术专业成为福建省首个通过教育部工程教育认证的专业。获得福建省本科高校专业综合改革试点项目1个、福建省服务产业特色专业项目1个。
“双带头人”制度促师资成长。多位教师成长为教学、科研皆突出的知名学者,育人和科研相融合,教学成果和科技成果双丰收。新增享受国务院政府特殊津贴1人、“百千万人才工程”1人、国家千人计划特聘专家1人、国家科技部科技创新创业领军人才1人,国家“海外高层次引进人才”青年项目1人。与多家“数字福建”企事业单位合作共研,助力“数字福建”发展,获得福建省科技进步一等奖3项、二等奖4项、三等奖4项,CCF科技进步杰出奖1项。郭文忠被聘为数字福建大数据基础技术福州研究院院长,福州大学参与省数字经济指标拟定。专业教师以产学研项目为起点,创办立芯科技、联创智云、北卡科技等企业,成功实现科研成果在数字化领域落地。
5.3学业挑战和学生竞争力全面提升
创新能力显著提升。参加竞赛和科研项目的比例显著提升:近五年学生参加各类学科竞赛获国际级奖项110余项,国家级奖项260余项;ACM-ICPC 10次晋级全球总决赛,2018年获世界第14名。中国“互联网+”大赛获1金1银1铜。国际集成电路计算机辅助设计CAD Contest @ICCAD学术竞赛获全球三连冠。2019年夺得蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛唯一的特等奖(全国第一名)。发表各类学术论文45篇;授权专利及软件著作权80件。3名学生入选华为“天才少年”计划。
创新创业成果丰硕。获批国家级双创项目17项,省部级22项。2021年李克强总理巡视广交会走进2007届毕业生王钻创办纵腾集团。
就业质量和行业契合度明显提升。
近五年,就业于数字福建龙头企业的学生多达1300人,占毕业生总人数比例45.94%。近五年来,就业于全国(非福建省)IT相关企业学生多达675人,占毕业生总人数比例23.85%。(另升学占比20.32%(全院含本硕),其他事业单位占比2.12%,创业5人)。
疫情期间,为福建省数办建设疫情防控数据库及疫情防控信息服务平台,为全省疫情决策、健康码赋码转码提供大数据信息支撑。
图3 本科生获得国家级以上代表性竞赛情况(部分证书)
图4 科产教融合的实习实践
5.4可复制的福大经验得到业内的充分认可和广泛交流
人才培养成果得到社会广泛认可,学校与福建省九地市签订战略合作协议,实现校地合作省内全覆盖;先后与山东、江苏、浙江、甘肃、新疆等5省11地区签订校地产学研合作协议,形成很好的示范带动效应。改革成果多次在教育部、福建省等主管单位组织的各类计算机教学改革与创新研讨会、计算机实践教育学术会议等会上进行交流汇报,受到专家及兄弟院校一致好评。
5.5示范引领与社会关注
通过多年改革探索,形成引领产业发展的人才培养模式及标志性成果。国家发改委、省军民委、省发改委等领导到学校调研指导工作,高度赞赏和充分肯定成果为“数字福建”提供的人才支撑和智力支持。五年来,吸引国内外多余所高校前来交流学习。数字福建建设相关成果入选中国电子政务发展报告。人才培养相关建设成果被中央政府门户网站、中国网络电视台、新华社、人民日报、焦点访谈、中国科学网等媒体报道。