互動式立體化軟件工程教學模式探索

梁秀波 黃啟春

文章編號：1672-5913（2015）03-0010-06

中圖分類號：G642

摘要：針對當前軟件工程教學內(nèi)容與社會需求脫節(jié)、學生動手能力差等問題，分析國際軟件工程教學新模式；基于以更新教學理念、優(yōu)化課程體系、強化校企合作、提高教師素質(zhì)為要點的迭代優(yōu)化方法，提出適合國內(nèi)軟件工程碩士培養(yǎng)的互動式立體化教學模式，以培養(yǎng)理論與實踐并重，具有獨立分析問題和解決問題能力的復合型應用人才。

關(guān)鍵詞：互動式立體化教學模式；工程教育；復合型應用人才

1 背景

軟件和信息服務業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)對社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐和引領(lǐng)作用越來越凸顯，未來市場對復合型軟件工程應用人才的需求將大大增加。軟件工程碩士專業(yè)學位獲得者應掌握軟件工程領(lǐng)域扎實的基礎理論和寬廣的專業(yè)知識，具有很強的工程實踐能力、團隊協(xié)作能力和技術(shù)創(chuàng)新能力.然而，目前國內(nèi)大部分軟件工程專業(yè)碩士還遠未達到這一要求，其培養(yǎng)模式還存在諸多問題，主要表現(xiàn)在：培養(yǎng)目標與社會需求脫節(jié)，專業(yè)方向設置明顯滯后于市場，培養(yǎng)出的學生不滿足當前市場的技術(shù)需求；學生大多被動地學習知識，缺乏獨立分析問題和解決問題的能力；缺乏良好的產(chǎn)學研合作機制，沒有形成良好的校企互動，教學環(huán)節(jié)缺乏經(jīng)驗豐富的企業(yè)教師參與；學生項目實踐經(jīng)驗少，動手能力差。國內(nèi)很多學者針對這些問題提出了一些新的教學模式、專業(yè)建設方案以及校企合作對策。

浙江大學軟件學院近年來也針對上述問題進行持續(xù)探索，充分發(fā)揮浙江大學的綜合辦學優(yōu)勢，匯集政府、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)等各方資源共同參與學生培養(yǎng)。特別是在研究生培養(yǎng)上，學院以專業(yè)方向為學生培養(yǎng)的基本單位，將每一個專業(yè)方向與本領(lǐng)域的知名企業(yè)或研究院所建立了合作關(guān)系，實行“院企合作”“院院合作”，建立了產(chǎn)學研一條龍的人才培養(yǎng)機制。

對于專業(yè)方向的設置，學院會根據(jù)當前的學術(shù)前沿和技術(shù)熱點進行動態(tài)調(diào)整，并與合作企業(yè)共同商討制訂相應的教學計劃和課程大綱。學院在課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創(chuàng)新、實習創(chuàng)業(yè)等不同教學階段設計了多方參與、環(huán)環(huán)相扣的立體化教學體系，尤其強調(diào)教學過程中的校企互動、師生互動，充分激發(fā)學生的學習興趣和動力，取得了良好的教學效果。學院近年來新設立了金融信息技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)等方向，良好就業(yè)效果充分體現(xiàn)了立體化教學體系的優(yōu)勢。筆者將主要以移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向為例介紹浙江大學軟件學院為培養(yǎng)復合型應用人才而建立起的一種互動式立體化軟件工程教學體系。

2 互動式立體化軟件工程教學模式的構(gòu)建

2.1 構(gòu)建迭代優(yōu)化的教學模式

為解決傳統(tǒng)“學院派”教學模式存在的問題，浙江大學軟件學院經(jīng)過多年的探索和實踐，構(gòu)建了新的教學模式。教學模式主要從以下4個方面解決問題：更新教育理念、優(yōu)化課程體系、強化校企合作和提高教師素質(zhì)。

該方法在實際操作過程中，采取如下具體措施：

（1）更新教育理念，采用基于CDIO的軟件工程教育模式。參考當前國際工程教育改革的最新成果，按照構(gòu)思（conceive）、設計（design）、實現(xiàn)（implement）和運作（operate）的流程將從研發(fā)設計到牛產(chǎn)運行的完整生命周期作為實踐教育的載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習。浙江大學軟件學院結(jié)合該教學模式和原有政產(chǎn)學研合作優(yōu)勢，注重培養(yǎng)學牛的T程創(chuàng)新能力、職業(yè)技能和素質(zhì)，探索出適合軟件T程專業(yè)教育的新方法。

（2）緊跟行業(yè)動態(tài)，持續(xù)優(yōu)化專業(yè)教學內(nèi)容與課程教育體系。學院持續(xù)不斷地將最新技術(shù)引入課堂教學，每年都會根據(jù)當前熱點技術(shù)調(diào)整教學計劃，甚至設立新的專業(yè)方向，使得學生能夠在第一時間掌握熱門技術(shù)，從而在實習、就業(yè)中保持競爭優(yōu)勢。例如，為順應移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流，學院設立了移動互聯(lián)網(wǎng)和游戲開發(fā)技術(shù)方向；近期為了將云計算、大數(shù)據(jù)等熱門技術(shù)引入課堂，學院正在籌劃設立云計算、大數(shù)據(jù)處理等方向。

（3）加強校企合作，建立以就業(yè)為導向的校企合作聯(lián)動機制。學院結(jié)合多方需求，將更多的企業(yè)力量引入到教學體系中，使他們參與到課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創(chuàng)新、實習創(chuàng)業(yè)等教學和實踐環(huán)節(jié)中。為了增強企業(yè)參與教學的積極性，學院教師團隊密切研究跟蹤大型軟什企業(yè)的發(fā)展方向，找到教學內(nèi)容與企業(yè)發(fā)展方向的契合點，同時結(jié)合企業(yè)在用人方而的需求進行針對性培養(yǎng)，形成互惠共贏的局面，建立長效的合作機制。

（4）提高教師素質(zhì)，形成具有“雙師型”教育能力的專業(yè)教師隊伍。學院青年教師均具有博士學位，多年學術(shù)研究的經(jīng)歷使他們具有扎實的理論功底，但工程實踐能力比較欠缺通過加強與社會及企業(yè)的合作，我們將更多的實際開發(fā)項目引入到實驗室，同時也將部分教師安排到知名企業(yè)中進行交流，在實際項目中鍛煉和提高教師的技術(shù)應用能力，逐步形成了一支理論知識豐富、應用技術(shù)過硬的“雙師型”教學隊伍，從而使得培養(yǎng)的學生具有理論功底扎實、動手能力強的特點。

通過迭代優(yōu)化，課程體系得到及時更新，教師項目經(jīng)驗得以不斷增強，企業(yè)參與教學獲得持續(xù)動力。教學內(nèi)容變得全面而立體，理論與實踐并重，動手與互動并行，形成了互動式立體化軟件工程教學模式。在課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創(chuàng)新和實習創(chuàng)業(yè)5個重要教學環(huán)節(jié)中，均以學院專職教師為主、企業(yè)兼職教師為輔，雙方共同參與的形式進行。大量的互動交流增強了學生解決實際問題的能力，使學生在畢業(yè)時已具備參與實際項目開發(fā)的能力。

2.2 主要創(chuàng)新點

1）基于迭代的方法對教學體系的主要環(huán)節(jié)進行持續(xù)優(yōu)化，形成了軟件工程教學的新模式

根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢和市場人才需求，我們對教育模式、課程內(nèi)容、實踐教學、教學方法等方面進行改革，按照更新教育理念一優(yōu)化課程體系一強化校企合作一提高教師素質(zhì)的過程進行循環(huán)迭代，持續(xù)不斷地改進每個環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過多年的探索實踐，結(jié)合國際先進的工程教育經(jīng)驗和原有資源優(yōu)勢，最終提出了面向復合型應用人才培養(yǎng)的互動式立體化教學模式。

2）基于國內(nèi)外最新科研成果和技術(shù)動態(tài)，及時融入前沿知識，形成立體化課程體系。

我們緊跟國內(nèi)外技術(shù)前沿，動態(tài)調(diào)整專業(yè)方向，淘汰落后方向，設立新興方向，采用系統(tǒng)科學的方法，按照自頂向下的方式對培養(yǎng)目標和課程內(nèi)容進行設計和優(yōu)化。將每個方向的教學課程分為公共基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)提高課3個層次，分別注重拓寬基礎知識領(lǐng)域、強化專業(yè)應用技能和普及前沿技術(shù)熱點，形成分層次立體化的知識體系結(jié)構(gòu)。

3）基于學校教育與企業(yè)利益的結(jié)合點克服校企合作困境，建立三方互動的教學機制。

我們結(jié)合知名企業(yè)發(fā)展方向和人才需求對部分課程內(nèi)容進行調(diào)整，大大提高了企業(yè)參與教學的熱情。我們對課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創(chuàng)新、實習創(chuàng)業(yè)等教學環(huán)節(jié)進行精心設計，安排學院專職教師和企業(yè)兼職教師共同參與，前者注重理論授課和過程管理，后者注重實踐指導和經(jīng)驗分享，以此建立學院教師、企業(yè)工程師、學生三方互動的教學機制。

4）基于校企雙向互動機制提高學院教師工程實踐能力，理論與實踐并重，彌補課堂教學的短板。

我們通過產(chǎn)學研平臺的建設加強學院教師與企業(yè)工程師的互動交流，鼓勵教師經(jīng)常參加知名企業(yè)組織的技術(shù)研討會，直接參與企業(yè)人才培訓和工程項目開發(fā)，將更多的實際項目引入到學校實驗室，帶領(lǐng)學生一起完成開發(fā)任務；增加學院教師的實際項目經(jīng)驗，增強他們的“雙師型”素質(zhì)，使他們在教學過程中能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生動手解決實際問題的能力。

3 互動式立體化軟件工程教學模式的實施

互動式立體化軟件工程教學模式在新專業(yè)方向建設的過程中取得了良好的實踐效果。以下將以移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向的設立和教學實踐為例介紹這種新型教學模式的具體實施過程。

3.1 移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向的設立各級政府部門的高度關(guān)注和支持，并成為目前市場投資和開發(fā)的熱點方向。大量游戲和移動互聯(lián)網(wǎng)公司的高速成長預示著市場對本方向人才的巨大需求。為順應市場發(fā)展的需要，浙江大學軟件學院成立了移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向，與微軟、巨人網(wǎng)絡等知名企業(yè)合作建立移動互聯(lián)網(wǎng)應用研究中心，進行合作教學和實訓、實習指導。

在軟件工程培養(yǎng)體系下，移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向通過課堂教學、項目實訓和公司實習等方式，形成了鮮明的特色和技術(shù)優(yōu)勢，重點研究方向包括：移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、游戲開發(fā)、數(shù)字娛樂、人機交瓦等。教學注重課堂、實驗室與產(chǎn)業(yè)界的無縫結(jié)合，注重強化訓練學生的動于能力、設計能力、溝通與整合能力、創(chuàng)新能力以及領(lǐng)導能力等，使之逐步具備國際化視野。本方向圍繞移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、游戲策劃與開發(fā)、用戶體驗與交互設計等領(lǐng)域開設具有鮮明特色的課程。授課以開發(fā)技術(shù)為主，交互設計為輔，面向當前信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的熱門領(lǐng)域進行有針對性的人才培養(yǎng)，為國內(nèi)外知名的互聯(lián)網(wǎng)公司和游戲公司培養(yǎng)高水平的骨干人才。

3.2 教學與實驗環(huán)境建設

浙江大學軟件學院對移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向的建沒給予了充分的支持，分配了專門的實驗室和實訓室，配備了數(shù)十臺蘋果一體機和圖形工作站。實驗室擁有可靠的Internet網(wǎng)絡環(huán)境資源和豐富的電子資源，浙江大學圖書館提供了豐富的學術(shù)資源庫，如ACM、IEEE、Springer、Elsevier、萬方、維普、中國專利庫、美國專利庫、歐洲專利庫等，為學生進行文獻搜集、國內(nèi)外研究進展跟蹤等提供了便利條件。

通過引入知名合作企業(yè)，學院先后成立了數(shù)字媒體技術(shù)實驗室、微軟移動互聯(lián)網(wǎng)應用研究中心、巨人技術(shù)中心等聯(lián)合實驗室，并獲得了合作企業(yè)的手機、圖形工作站等硬件支持及Windows正版軟件、游戲引擎等軟件支持實驗室建設旨在基于與知名企業(yè)的教學互動，培養(yǎng)學生理論和實踐相結(jié)合的能力。學生通過實驗設備可熟悉Mac、Linux、Windows、iOS、Android等開發(fā)環(huán)境的建立和使用，使自身的開發(fā)能力得到良好的鍛煉。

3.3 課程體系建設

為了緊跟當前技術(shù)動態(tài)，學院主要專業(yè)課程的教學大綱每年都會跟合作企業(yè)商討調(diào)整，使教學內(nèi)容始終保持領(lǐng)先。移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向軟件工程專業(yè)碩士的課程體系包括英語自然辯證法等公共課，軟件項目管理、系統(tǒng)分析與設計等基礎專業(yè)課以及移動互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)游戲開發(fā)等特色專業(yè)課。

每門專業(yè)課的授課均強調(diào)理論與實踐并重，教學過程分為課堂教學和課后實踐。

3.4 校企合作的推動

通過校企合作的方式進行工程專業(yè)人才培養(yǎng)已經(jīng)成為廣大工科院校進行教學改革的重點內(nèi)容，這種培養(yǎng)方式也得到了學生的熱烈歡迎。然而，由于現(xiàn)行學校機制、教師觀念、資金問題以及企業(yè)不愿意投入太多等原因?qū)е履壳靶Ｆ蠛献鹘虒W面臨困境。浙江大學軟件學院經(jīng)過多年探索，找到了一條產(chǎn)學研合作進行互動教學的道路，充分調(diào)動了企業(yè)參與教學的熱情和積極性。這從上一節(jié)中移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向主要專業(yè)主要專業(yè)課程設置及教學內(nèi)容就可以證明。之所以能做到這一點，主要原因包含兩個方面：

（1）研究知名企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，將教學內(nèi)容與企業(yè)技術(shù)發(fā)展推廣方向相結(jié)合。知名企業(yè)是行業(yè)技術(shù)的引領(lǐng)者，一些前沿、高端技術(shù)往往由這些企業(yè)提出，他們有推廣自身新技術(shù)的需求，而高校是推廣新技術(shù)的最佳場所，及時與這些企業(yè)取得聯(lián)系就很容易將企業(yè)工程師請人課堂。例如，在移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向的教學中，微軟不但提供了設備支持，還派出了數(shù)名資深工程師進行現(xiàn)場授課。

（2）了解中小企業(yè)的技術(shù)要求，將學生的實習就業(yè)與企業(yè)用人需求相結(jié)合。中小企業(yè)是行業(yè)技術(shù)的追隨者，他們不愿意也沒精力去主動推動一些新技術(shù)的普及，但這些企業(yè)的發(fā)展需要大量人才。而高校是最大的人才聚集地，從滿足企業(yè)用人需求的角度出發(fā)也很容易建立合作培養(yǎng)學生的關(guān)系。例如，在移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向的教學中，杭州無端科技、上海毅睿網(wǎng)絡等公司通過設立實訓項目的形式對教學進行了支持。

4 教學模式應用效果

1）招生數(shù)量逐年增加。

移動互聯(lián)網(wǎng)與游戲開發(fā)技術(shù)方向研究生招生數(shù)量近年來持續(xù)增加：第一年為33人，第二年為84人，第三年為91人。這說明新的教學模式對學生產(chǎn)生了持續(xù)的吸引力，相信該模式對其他院校軟件工程人才培養(yǎng)也將產(chǎn)生良好的借鑒意義。

2）課堂教學成果更加豐富。

將知名企業(yè)引入到學院教學中，豐富了課堂教學內(nèi)容，企業(yè)工程師與學生形成良好互動，學生也做出了更多有創(chuàng)意、有技術(shù)含量的作品。例如，學生學習Windows Phone應用開發(fā)技術(shù)課程，完成數(shù)十款App的開發(fā)，并成功發(fā)布到了應用商店；游戲開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)課程學生也分組完成了十余款跨平臺游戲作品，并發(fā)布到了多個應用商店。

3）科研創(chuàng)新成果突出。

經(jīng)過學院教師和企業(yè)工程師的聯(lián)合授課，很多學生已經(jīng)具備了參與實際項目開發(fā)的能力。一些合作企業(yè)會將合適的項目放到實驗室由學院教師帶領(lǐng)學生完成開發(fā)，這進一步促進了校企合作，形成良性循環(huán)。近年來，以學生為主力開發(fā)完成的項目包括：寧波團市委“最青春”、仁通科技?？劬W(wǎng)及客戶端、蘭州智慧旅游、智慧醫(yī)療手機客戶端、寧波海關(guān)移動辦公、機器零件互動展示等。

4）科技競賽成績顯著。

學院鼓勵學生積極參加各類科技競賽和程序設計競賽，使學生既鍛煉了動手實踐能力，又提高了創(chuàng)意設計能力，同時培養(yǎng)了團隊合作精神。例如，軟件學院有多支隊伍報名參加一年一度的微軟“創(chuàng)新杯”全球?qū)W生大賽，每年都有隊伍晉級中國賽區(qū)半決賽，并多次獲得了中國賽區(qū)三等獎等獎項。

5）實習就業(yè)效果良好。

學院通過互動式立體化軟件工程教育模式進行專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)，學生的實習就業(yè)質(zhì)量得到明顯提升。2012-2014年，學生實習率每年都達100%，進入一流IT企業(yè)實習的比例保持在70%左右。畢業(yè)生就業(yè)率每年都達100%，畢業(yè)生進入世界500強和重點企業(yè)的比例也在逐年上升。

6）地方人才教育和產(chǎn)業(yè)水平得以提升。

該專業(yè)方向有多門專業(yè)課程入選寧波市智慧產(chǎn)業(yè)人才基地核心引導課程和寧波市數(shù)字圖書館網(wǎng)絡視頻公開課，每年考核結(jié)果均為良好以上。學院教師還面向?qū)幉ㄆ渌咝：推髽I(yè)舉辦了移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)等專題培訓，提升了寧波人才教育和產(chǎn)業(yè)水平。

5 結(jié)語

互動式立體化軟件工程教學模式是浙江大學軟件學院在多年教學經(jīng)驗的基礎上，參考國際先進的工程教育理念提出的一種新型軟件工程教育模式。該模式克服了傳統(tǒng)“學院派”教學方法中重理論、輕實踐的問題，通過立體化的課程體系和互動式的實踐教學，充分調(diào)動了學生的學習積極性。在后續(xù)的教學過程中，我們將繼續(xù)對教學體系進行迭代優(yōu)化，使其發(fā)揮更好的效果。同時，我們也將與國內(nèi)外其他高校軟件學院加強交流，對該教學模式進行改進和推廣，同共提高我國軟件工程專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)水平。