一、专业概况
计算机科学与技术专业历史可追溯到上世纪50年代的“解算装置”专业,于1959年正式开始招生,是全国最早一批设立的计算机专业。1962年更名为“计算装置”专业,1983年更名为“计算机工程”专业,2000年正式更名为“计算机科学与技术专业”。经过60余年的发展,该专业先后获批江苏省特色专业(2007年)、江苏省重点专业类(2012年)、国家级一流本科专业建设点(2019年)、工业和信息化部校企协同育人示范基地(2022)、江苏省基础学科拔尖学生培养计划2.0基地(2022)、江苏省重点产业学院(2022)。
专业依托计算机科学与技术一级学科博士学位授权点,设有博士后流动站,建有脑机智能教育部重点实验室、信息技术应用创新工信部协同育人示范基地。授予工学学士学位,学制四年。学生大一大二在天目湖校区、大三大四在将军路校区就读。专业负责人为IAPRFellow、江苏省人工智能学会理事长陈松灿教授。
专业于2014年1月第一次通过工程教育认证,于2017年12月第二次通过认证,有效期6年,于2023年12月第三次认证,已顺利接受了专家现场考察。学校为专业人才培养构建了强有力的办学基本条件,本专业学生可以使用的实验中心包括:国家级电工电子实验教学中心、大学物理实验教学中心、将军路校区计算中心、天目湖校区计算中心、高性能计算中心、工程训练中心,以及学院的专业实验室以及科创中心。学校和学院拥有较好的实验设施,可满足本专业的学生培养所需。
二、专业建设的创新举措、特色做法
根据学院“系统能力、创新精神、国际视野”的总体人才培养目标,专业持续探索人才培养模式创新,以基层教学组织(课程组)为核心,积极探索教学改革,不断培育高质量教学资源。
(一)以“系统能力”培养为核心的人才培养模式改革
培养模式方面,本专业以计算机行业需求为出发点,紧扣行业对计算机系统能力的核心诉求,形成以计算机系统能力为核心的专业人才培养目标和毕业要求,规定了本专业毕业生在计算机系统的认知、解析、构建和创新方面应达到的知识、能力和素质等方面的要求。通过递进式课程体系及校企协同的育人平台对毕业要求予以落实。最终,本专业形成了“培养目标—毕业要求—课程体系—支撑平台”持续迭代的新培养模式(如图1)。
图1 需求牵引的计算机系统能力培养模式
实践模式方面,本专业依托“政府、高校、企业”三方联动,搭建校企协同实践育人平台,建成国家级工程实践教育中心、教育部-华为“智能基座”产教融合协同育人基地、工信部校企协同育人示范基地、先进计算产业学院、项目式实习基地等;以能力要素与行业需求融合优化命题环节(校企协同命题)、以教师专长与学生志趣融合优化选题环节(师生互动选题)、以能力培养与科研创新融合优化答题环节(科教融合答题),构筑“教学链、科研链、生产链”三链融合的实践方式,实现“学生、教师、员工”三位一体全面发展,形成“三方联动、三链融合、三位一体”的计算机系统能力培养实践新模式(如图2)。
图2 产学研深度融合的计算机系统能力培养实践模式
(二)面向系统能力培养的产教融合课程体系
面向计算机系统能力培养,构建层次化、自底向上、循序递进的软硬协同创新人才培养课程体系(图3),优化核心课程内容,融合课程间知识体系。新课程体系呈现出贯穿、协同、创新三大特色,培养成效显著。
图3 软硬件协同创新人才培养课程体系
在实践教学体系上,遵循实践能力循序渐进形成的基本规律,将产教融合融入全栈递进式实践体系,包括认知式实践、工程式实践、项目式实践、创新创业等4个阶段(如图4),按照“校企协同命题、师生互动选题、科教融合答题”的方式使企业深度参与到每个阶段的培养过程中,通过产教融合引导学生聚焦产业前沿、提升实践水平。
图4 递进式实践体系
在教学模式上,实行任务驱动模式的课程教学以及“导师团队”制的实践指导。以科研、科创项目为牵引构建知识体系,将学科前沿、产业实际问题、创业实践融入教学全过程,以满足社会发展及产业需求,开展任务驱动模式的课程教学改革。融“教、学、练、做”为一体,开创“学中做,做中学,做学合一”的教学模式。将行业企业技术革新项目作为大学生实习实践、毕业设计的课题来源,安排企业导师进行全程指导,同时联合专业教师与交叉领域教师,构成“导师团队”。在实习实践、毕业设计中考虑研究成果对企业的成效,实行真题真做,形成闭环反馈,促进形成“从企业中来、到企业中去”的良性循环,提高实践环节的质量,调动企业参与人才培养的积极性。
课程体系充分发挥了校内和校外各种资源优势,创建了以“学科、科研、企业”为输入,“课堂、教材、新课程、科创、实习”为产出的多维度协同育人模式,形成“大鱼前导,小鱼从游”的研究氛围,为“科教结合协同育人行动计划”“产学合作协同育人项目”工作要点提供了重要的理论基础与实践案例,进一步激发了学生的兴趣,培养了严谨的科学态度,提高了创新能力,育人效果显著。
(三)基于课程组建设的教学能力提升与教学资源培育
专业师资队伍由专职教师、来自企业和国内外的兼职教师构成,形成了由专业负责人-专业主任-课程群团队所构成的教学组织架构,组织开展课程内容知识体系的梳理、集体备课、教学观摩和研讨,促进教学质量提升。现有的五大课程群团队如图5所示。
图5 五大课程群团队
课程组、专业之间定期开展分享交流活动,一方面通过课程组间的交流,研讨课程与课程之间的内容衔接问题,厘清课程在课程体系中的定位与各自课程目标,促进课程内容革新,不断优化人才培养方案;另一方面通过主题培训,帮助青年教师们尽快适应角色转变,帮助他们站稳讲台、进而站好讲台,提升第一课堂教学效果。
专业积极打造特色教学资源,组建产学融合教学团队。与中科曙光南京研究院有限公司、行文智教(南京)教育科技有限公司和南京翼辉信息技术有限公司合作,持续推进产教融合,共建了智能计算联合实验室、“先进计算”产业学院、“先进计算(曙光)实习基地”和“数据智能”协同育人平台,在生态构建、技术创新、应用示范、人才培养等方面开展深度合作,解决企业科研和生产中的技术问题,培养优秀人才。
三、专业建设成效
(一)专业建设与发展成果显著,办学水平显著提升
经过多年的建设,专业实现了凸显国防特色、显著提升教育教学水平、全面落实立德树人根本任务、国内外声誉和品牌影响力进一步增强等成效。专业获批国家级一流本科专业建设点,并两次通过了工程教育认证,第三次认证已顺利接受了专家现场考察。
专业创建教学课程群5个,课程组12个。获批“计算机系统能力培养”工信部研究型教学创新团队,省教学成果奖一等奖1项和二等奖1项、江苏省微课竞赛一等奖,省部级教改项目20项,国家级在线开放课程1门、省部级精品课程3门,省部级及以上规划教材7部。“计算机系统能力在线虚拟实验项目”获批江苏省“优质在线虚拟仿真实验教学项目”(2016),“嵌入式系统综合实验开发平台”获全国实验教学仪器创新大赛二等奖(2018)。与海尔集团合作建立“智能+”校企协同育人平台(2019),与中科曙光南京研究院有限公司、行文智教(南京)教育科技有限公司和南京翼辉信息技术有限公司共建江苏省本科高校产教融合型品牌专业(2022)。对学生课程知识掌握、自主学习和创新、升学就业竞争力提升等方面都产生了积极影响。
图6 专业建设成效
(二)学生系统能力培养成效显著,毕业生广受好评
专业对学生的学习效果进行监控、评估和反馈。通过学业导师发布的各类科创项目,不断激发学生专业学习的兴趣。学生在国内外重大赛事中取得佳绩,如ACM-ICPC亚洲金奖并入围全球总决赛,连续两年蝉联“中国软件杯”大学生软件设计大赛特等奖,CCF大学生计算机系统与程序设计竞赛金奖,在CCFA类会议发表一作论文等。每年获批各级科创项目30余项,参与科创项目的学生数量已超专业人数的90%,形成学术论文、软件著作权、专利等成果40项以上。学生CSP成绩在300多个参与高校中多次名列全国前十。
图7 学生系统能力建设成效
(三)专业建设经验在全国交流推广,得到同行认可
专业在推动计算机类专业系统能力的培养过程中起到重要作用,是全国计算机类专业系统能力培养试点高校、江苏省工作组长单位。联合出版的《培养计算机类专业学生解决复杂工程问题的能力》在全国形成较大影响。作为中国计算机学会南京分部主席单位、江苏省计算机学会教育专委会主任单位,持续举办计算机类专业教育会议,研讨并推广专业建设成果,得到同行好评。
图8 专业建设经验推广成效