新工科视域下基于“三融一体”的计算机类专业创新人才培养模式研究

项目主持人：陈伟宏

团队成员：黄大足、谷今杰、邓小飞、张贤

一、项目研究背景

为主动服务国家创新驱动发展和“中国制造2025”等重大战略实施，新一轮科技革命和产业变革对工程人才培养提出了新要求，由此催生了“新工科”人才概念。新工科人才被定义为“工程实践能力强、创新能力强、具备较强竞争力的高素质复合型人才”。计算机类专业与云计算、大数据、人工智能等新技术密切相关，是新工科建设的重要领域。然而，面对新经济发展需求，地方本科院校在计算机类专业创新人才培养中仍存在诸多不足，主要表现如下：

（1）重技术轻思政：计算机技术是一把“双刃剑”，用好它可以服务于国家经济发展，滥用它则会造成严重的社会危害与经济损失。然而，目前计算机类专业人才培养更多的注重对知识技能的提升，而放松了思想政治方面的教育。

（2）课程体系陈旧：大多数高校的计算机专业已开设20多年，已成为一门基础技术学科；然而，随着近年来计算机新技术的突飞猛进，如人工智能3.0、大数据、区块链等，固有的计算机教育模式已不适应新时代对创新人才的需求。

（3）工程实践不足：当今不断更新的计算机技术对教师能力要求越来越高，教师原有的专业技能在应对新技术教学时表现出实践经验不足，也缺少足量的校企合作基地和综合性实验资源。这些都可能造成学生的工程实践能力薄弱，难以满足社会对高层次计算机类专业人才的需求。

二、研究目标、任务和主要思路

1．主要目标

本项目以本校计算机科学与技术专业学生为主要研究对象，以创新能力培养为导向，与曙光信息产业股份有限公司等合作，开展“三融一体”的计算机类专业创新人才培养模式研究，建立模块化课程体系，深化课程思政建设，优化校企互动办学模式，引导学生积极参与科研项目，从思教融合、科教融合、产教融合全方位构建地方应用型本科院校计算机类专业创新人才培养新体系。

2．任务

通过对本领域国内外最新研究成果的总结，结合我校现有大学生创新人才培养特点，本课题拟从新工科视域研究计算机类专业创新人才培养模式，主要包括：融入校企协同思政元素的模块化专业课程体系研究、校企互助式科研项目驱动创新人才培养模式研究、多元校企合作的师资队伍与教学资源平台建设研究，如图1所示。

图1 课题研究内容

3．主要思路

本课题研究的基本思路如图2所示。首先，构建模块化专业课程体系，将多维度思政元素融入专业课程教学环节中，为后续的科教与产教融合下创新人才培养提供理论支撑和参考依据；然后，结合高校的科研优势与企业的技术优势，开展科研项目驱动的大学生创新能力培养研究；最后，通过与企业合作开展多层次师资培训和教学资源平台建设，形成一套可持续的计算机类专业创新人才培养体系。

图2 课题研究的总体思路

三、主要工作举措

1．融入校企协同思政元素的模块化专业课程体系研究

满足社会需求是人才培养的最终目标，也是课程体系建设的关键，因此，拟以社会需求为导向，构建模块化课程体系，并融入多维度的课程思政元素。经调研社会对计算机岗位设置和人才需求，拟将专业课程分成四大模块：专业基础课、专业核心课、自主拓展课和职业发展课。学生在完成专业基础和专业核心课程模块的学习后，选修1~2门新工科领域的自主拓展课程，再选修2门左右的职业发展课程，即可具备对应职业岗位要求的基本能力。将思政元素融入模块化的专业课程教学中，培养学生文化自信和道德修养，激发学生科技报国的家国情怀和使命感。

2．校企互助式科研项目驱动创新人才培养模式研究

校企合作是推动人才培养模式转型的重要方式，因此，拟利用高校优势，与企业开展全方位的科教合作，以实现学生、学校和企业三方共赢。在充分了解学生特点和专业特色前提下，以科教融合理论为基础，校企协同为主导，学生实践为中心，科研实践项目为纲，构建一种基于KAP的科教驱动创新人才培养模式，制定以应用创新为导向的大学生科研项目实践方案。大学生全程参与自主/教师科研项目，帮助学生提升运用知识解决实际问题的能力，掌握基本的科研创新方法，培养学生创新思维意识。

3．多元校企合作的师资队伍与教学资源平台建设研究

全面深化校企合作，提升师资队伍的实践能力，建设课程教学资源和项目实践平台，为计算机类专业创新人才培养提供师资保障和平台支撑。具体包括：① 依据社会对计算机人才的需求，细化计算机类专业课程教学方案和内容；② 借助企业师资培训资源，打造线上与线下相结合的师资培训新模式；③ 利用云平台或虚拟仿真实验平台开展与学校实验互补的综合实训；④ 制定教学效果评价方案。

四、取得的工作成效

本项目围绕“三融一体”的计算机类专业创新人才培养模式，系统开展了理论探索与实践验证，形成的主要成果如下：

（1）构建了“思教融合、科教融合、产教融合”三位一体的创新人才培养体系。

项目组通过对国内外新工科人才培养模式的比较研究，结合我校地方应用型本科院校的办学定位，提出了以创新能力培养为核心，以“思教融合”铸魂、以“科教融合”强基、以“产教融合”赋能的人才培养新体系。该体系明确了三大融合的协同机制：思教融合贯穿人才培养全过程，强化价值引领；科教融合将科研资源转化为教学资源，提升学生创新思维；产教融合引入企业真实项目和产业标准，增强学生工程实践能力。

（2）形成了模块化、思政融通的课程体系，并完成配套人才培养方案与教学大纲的修订。

项目组对计算机科学与技术专业课程体系进行了修订，建立了“通识基础模块—专业核心模块—方向拓展模块—创新实践模块”四层递进的模块化课程结构。在每个模块中，结合专业知识点深度挖掘思政元素，形成了“一课一思政”的教学设计范式。在此基础上，修订了计算机科学与技术专业人才培养方案，并完成了专业核心课程的教学大纲修订，为改革实施提供了制度化保障。

（3）紧跟技术前沿，产出一批高质量教改研究成果。

●发表教改论文4篇。论文聚焦生成式AI、混合教学、OBE-BOPPPS融合、RAG技术等前沿方向，在教学模式创新、技术赋能教学等方面的探索成果。

●开发具有自主知识产权的教学支撑平台，获批计算机软件著作权7项。项目组“以技术支撑教学、以平台服务学生”的建设思路，形成了产教融合与科教融合的典型成果。

●指导学生发表论文4篇。

●指导大学生创新创业训练项目5项。

●指导学生学科竞赛获省级以上奖励29项。

项目执行期间，依托“三融一体”的培养模式，学生创新能力得到系统性锻炼，在各类学科竞赛中表现优异。这些成果充分验证了项目改革在提升学生创新实践能力方面的显著成效。

五、特色和创新点

1．特色

（1）“三融”协同：本项目区别于单一维度的教学改革，强调思教、科教、产教三个维度的有机融合。三个维度不是简单叠加，而是相互渗透、相互支撑。思教融合为科教融合和产教融合提供价值引领，科教融合为思教融合和产教融合提供智力支撑，产教融合为前两者提供实践平台。这种协同融合的模式具有较强的系统性和创新性。

（2）“技术赋能”驱动：项目组紧跟人工智能技术发展前沿，将生成式AI、大语言模型等引入教学改革实践，不仅开发了具有实用价值的教学支撑软件，还指导学生参加学科竞赛获奖、发表论文和登记软著，体现了“以技术赋能教学、以创新引领改革”的鲜明特色。

（3）“地方应用”导向，形成可复制、可推广的实践模式：项目紧扣地方应用型本科院校的办学定位，改革方案设计始终围绕服务地方经济社会发展、培养应用型人才这一主线；人才培养目标与区域产业需求精准对接，体现了鲜明的“立足地方、服务地方”特色。

2．创新

（1）提出了“三融一体”协同育人理论框架

项目组在系统梳理思教、科教与产教各自运行机制的基础上，构建了三者协同融合的整合性理论框架，揭示了三大融合之间的内在联系和协同机理。该框架突破了以往单一融合模式的研究局限，为地方应用型本科院校计算机类专业创新人才培养提供了新的理论视角。

（2）探索了生成式AI赋能教学的理论路径

项目组在《生成式AI重构“数据库原理”教学》一文中，系统阐述了生成式AI从教学内容组织、学习路径生成、个性化辅导等方面重构传统教学模式的路径，提出了“模块化知识体系+AI个性化路径生成”的教学理论模型，为人工智能时代课程教学改革提供了新思路。

（3）构建了“项目驱动、平台支撑”的学生创新能力培养模式

项目组将科研项目、学科竞赛与课程教学有机融合，形成了“以项目带训练、以竞赛促能力”的培养模式。在项目驱动方面，将教师科研课题、企业技术需求转化为学生创新训练项目，指导学生大学生创新训练项目5项；将竞赛内容融入课程教学，指导学生获得省级以上学科竞赛奖励29项；学生在参与科研项目过程中发表学术论文4篇，获批软件著作权6项。在平台支撑方面，指导学生自主开发了“基于RAG与动态知识网络的深度文献辅学平台”和“基于DeepSeek的智能岗位分析与可视化系统”等软件平台，为科研训练和职业发展提供技术支撑。该模式有效解决了学生科研训练与日常教学脱节的问题，实现了“学—研—赛—用”的良性互动。

附：项目成果清单

1.教改论文

[1] 陈伟宏，邓小飞，蔡晓敏. 生成式AI重构“数据库原理”教学：从模块化到个性化路径生成[J]. 计算机时代, 2025, (12) : 107-110+116.

[2] 陈伟宏, 陈杰, 向梓嫣, 黄国华. 基于RAG 的大学生文献辅学平台设计与实证研究[J]. 计算机时代，2026，(4):60-64.

[3] Xiaofei Deng, Weihong Chen, Yi Zuo, Xian Zhang, Guangya Huang. Teaching Reform and Practice of Digital Circuit Course Based on Hybrid Teaching Model[J]. International Educational Research, 2025, 8(1): 74-79.

[4] 蔡晓敏，陈伟宏，王伟. OBE 与BOPPPS 双视域赋能智能金融教学改革的路径探索[J]. 社会与公益. 2025 (24): 250-252.

2. 软件

[1] 基于RAG与动态知识网络的深度文献辅学平台. 计算机软件著作权, 2025.

[2] 基于DeepSeek的智能岗位分析与可视化系统. 计算机软件著作权, 2025.

[3] 基于深度学习网络的电磁数据处理模拟软件. 计算机软件著作权, 2024.

[4] 基于长短期记忆网络的电磁法数据预测模拟软件. 计算机软件著作权, 2024.

[5] 基于智能深度学习的电磁法数据处理模拟软件. 计算机软件著作权, 2025.

[6] 基于优化神经网络的电磁信号处理模拟软件. 计算机软件著作权, 2025.

[7] 融合特征与辨识的电磁法数据去噪模拟软件. 计算机软件著作权, 2025.

[8] 构建智慧电工电子技术实训平台26套。

3. 其它

3.1 人才培养方案

3.2 教学大纲

3.3 指导学生发表论文

[1] Weihong Chen, Qianjie Deng, Ziyan Xiang, Qianwen Cao, Jiwu Peng. FDA_YOLOv8: Refined Small Object Detection in Unmanned Aerial Vehicle Imagery[J]. Scientific Reports, 2026.    (SCI收录，中科院三区)

[2] Xian Zhang, Diquan Li, Yanfang Hu, Yao Mo. Intelligent processing of electromagnetic data using detrended and identification[J]. Machine Learning: Science and Technology, 2023, 4:1-18. (SCI收录，中科院二区)

[3] Zhongyuan Liu, Xian Zhang, Diquan Li, Shupeng Liu, Ke Cao. Noise Elimination for Wide Field Electromagnetic Data via Improved Dung Beetle Optimized Gated Recurrent Unit[J]. Geosciences, 2025, 5(8): 1-20.      (SCI收录，中科院三区)

[4] 张贤，邓茂林，李帝铨，刘业成，胡艳芳. 改进蜣螂优化LSTM的广域电磁去噪方法及应用[J]. 地球物理学进展, 2025, 40(4): 1557-1587. (中文核心)

3.4 指导大学生创新创业训练项目

[1] 基于扩散模型的历史监控视频智能化修复方法，国家级，项目编号：S202411532013，2024  （学生：向梓嫣、曹骞文、张仁杰、谭韬、张艳丹）

[2] 基于灰狼优化概率神经网络的电磁信号去噪方法研究, 省级重点支持领域，2023 

[3] 基于智能优化LSTM的电磁信噪分离方法研究，省级，2024

[4] 基于时域卷积门控循环单元的电磁去噪方法研究，省级，2024

[5] 优选改进策略下深度学习的电磁去噪方法研究，省级，2025

3.5 指导学生学科竞赛获奖

[1] 指导学生参加湖南省大学生计算机程序设计竞赛——应用开发类，获省级二等奖1项，作品名称：基于RAG与动态知识网络的深度文献辅学平台，参与学生：陈杰、李子宵、雷庭轩，2025

[2] 指导学生参加湖南省计算机程序设计竞赛——单项奖，获省级三等奖1项，参与学生：肖科、曾锐敏、罗上，2025

[3] 指导学生参加第十六届“蓝桥杯”大赛获国家三等奖1项（参与学生：肖科）、省级二等奖7项（参与学生：何志权、黄烨增、彭思悦、刘娜荣、刘安琪、刘宇轩、罗上）、省级三等奖3项（参与学生：王震宇、唐建勋、廖晨荣），2025

[4] 指导学生参赛百度之星程序设计大赛获省级三等奖1项（参与学生：罗上）2025

[5] 指导学生参加“第十八届中国大学生计算机设计大赛”中南地区赛二等奖1项 （参与学生：周海龙、赵心歌、雷景皓），2025

[6] 指导学生参加湖南省网络攻防邀请赛，获省二等奖1项（参与学生：李江、谭震涛、王宇盛、陈杰），2024

[7] 指导学生参加第十五届“蓝桥杯”大赛，获省二等奖6项（梁敏、何志权、李广财、廖紫丹、谭述为、杨佳悦），省三等奖6项（参与学生：何子杰、李强、钟万誉、王旭荣、刘新宇、龙锦程），2024

[8] 指导学生参加第十一届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛，获省级铜奖1项，2024

4. 受益本科生2000余人。