基于項(xiàng)目模式的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的研究

汪克峰　梁洪峰　范洪輝

摘 要：為了促進(jìn)高校轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，增加服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力，建立有特色高水平應(yīng)用型大學(xué)，提出一套基于項(xiàng)目式的軟件工程教學(xué)模式，來提高本專業(yè)學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)和創(chuàng)新的綜合能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式；軟件工程；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-7394（2017）06-0089-05

1 傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式的現(xiàn)狀

現(xiàn)在我國大部分高校計(jì)算機(jī)專業(yè)下的軟件工程方向培養(yǎng)出來的人才很難適應(yīng)企業(yè)、學(xué)生就業(yè)率不高，主要原因是學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力差，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)少。從教師角度看，部分高校教師誤以為軟件工程就是教好教材和會(huì)編程序，只需重點(diǎn)掌握開發(fā)工具，而忽視培養(yǎng)對(duì)軟件的工程管理、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目開發(fā)、文檔編寫和測(cè)試等能力，輕工程現(xiàn)象較為明顯；從學(xué)生角度看，課程內(nèi)容可操作性較低，實(shí)踐課程多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生即便聽懂課堂內(nèi)容，卻苦于解決實(shí)際問題，學(xué)專業(yè)課最后的目的就是能夠及格，不影響后期的畢業(yè)，只有少部分學(xué)生，想學(xué)專業(yè)知識(shí)，經(jīng)常去做實(shí)驗(yàn)、做項(xiàng)目。這個(gè)是當(dāng)今很多高校存在的問題，所以現(xiàn)在高校在提倡教學(xué)改革、教學(xué)創(chuàng)新，國家也在注重教學(xué)型大學(xué)轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型的技術(shù)大學(xué)，能為國家和企業(yè)輸送出更多的優(yōu)秀人才，為我國的國家實(shí)力發(fā)展做貢獻(xiàn)[1]。

2 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式的含義、特點(diǎn)及意義

信息化社會(huì)中，計(jì)算機(jī)類專業(yè)課教學(xué)受到知識(shí)更新快速、內(nèi)容變化繁多等特性影響，傳統(tǒng)模式下計(jì)算機(jī)類專業(yè)課教學(xué)模式已難適應(yīng)技術(shù)和理念的快速革新。正所謂實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有將專業(yè)課的理論知識(shí)與專業(yè)項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐密切結(jié)合，才能真正掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的精髓之處。

“項(xiàng)目式”教學(xué)是在教學(xué)實(shí)踐中，整體貫穿工程項(xiàng)目的教學(xué)組織方式。該教學(xué)過程注重學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、知識(shí)與技術(shù)運(yùn)用能力、團(tuán)隊(duì)合作、理論與實(shí)踐相結(jié)合能力的培養(yǎng) 以及項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累。在“項(xiàng)目式”教學(xué)中任課老師從真實(shí)的項(xiàng)目中提煉問題，根據(jù)學(xué)生所在年級(jí)、專業(yè)基礎(chǔ)不同，轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌瑢哟握n程實(shí)踐項(xiàng)目，循序漸進(jìn)，由淺入深；學(xué)生以團(tuán)隊(duì)合作方式，通過前期分析、需求設(shè)計(jì)、項(xiàng)目開發(fā)以及功能測(cè)試、成果展示、撰寫項(xiàng)目開發(fā)文檔和項(xiàng)目考核答辯這些教學(xué)與學(xué)習(xí)流程，最后才能決定是否通過這門課程的學(xué)習(xí)。

項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）以“項(xiàng)目”為中心性 ?！绊?xiàng)目式”教學(xué)最大的特點(diǎn)就是“以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的教學(xué)模式。它是一種探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。

（2）項(xiàng)目的真實(shí)性。在“項(xiàng)目教學(xué)”中項(xiàng)目的選擇都是來自企業(yè)單位中實(shí)際項(xiàng)目，這些項(xiàng)目有一定的代表性，代表當(dāng)前最熱門、最新的技術(shù)，也代表目前市場(chǎng)上最需求的項(xiàng)目。老師根據(jù)學(xué)生當(dāng)前專業(yè)水平和課本教材篩選出適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目進(jìn)行改造歸納。

（3）團(tuán)隊(duì)合作性。在“項(xiàng)目教學(xué)”中，師生共同參與，在完成項(xiàng)目中互教互學(xué)。教師引導(dǎo)，學(xué)生實(shí)施。當(dāng)每個(gè)項(xiàng)目由老師發(fā)布下去，學(xué)生組建小組，以小組方式來完成項(xiàng)目，小組組員相互合作，相互討論，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和積極性留下足夠的空間。完成項(xiàng)目需要討論、分工、協(xié)作，學(xué)習(xí)過程成為人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，這也是與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同的地方。

（4）教學(xué)效果顯著性。教學(xué)時(shí)間安排相對(duì)集中，在專門的培訓(xùn)教室，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)討論與協(xié)助，在一段時(shí)間以后，教學(xué)與學(xué)習(xí)效果明顯。

理論意義：專業(yè)課程教學(xué)是高校人才培養(yǎng)的主要活動(dòng)，是把教育思想、教育觀念付諸于實(shí)踐的紐帶，是影響受教育者知識(shí)、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要因素。因此，大學(xué)教學(xué)的核心問題莫過于專業(yè)課程教學(xué)效果的問題。我國正在實(shí)施“卓越工程師計(jì)劃”，在這樣的背景下，深入研究和探索計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)實(shí)踐型軟件工程師有重大的理論意義。

實(shí)踐意義：現(xiàn)階段我國的計(jì)算機(jī)類教育主要是知識(shí)傳授重于實(shí)踐培養(yǎng)，通過基于情景模式與項(xiàng)目導(dǎo)向增加校內(nèi)學(xué)生計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程知識(shí)的掌握，有益于提升學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，接近用人單位的需求，提升計(jì)算機(jī)類專業(yè)辦學(xué)的適應(yīng)性，從而有力地促進(jìn)我國計(jì)算機(jī)類教育走良性的可持續(xù)發(fā)展道路。

3 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式的構(gòu)建、實(shí)施及考核方法

3.1 基于項(xiàng)目導(dǎo)向的課程體系構(gòu)建

根據(jù)“十三五”教育事業(yè)的規(guī)劃，當(dāng)今高校要培養(yǎng)創(chuàng)新性和實(shí)干型的應(yīng)用性人才。從培養(yǎng)滿足產(chǎn)業(yè)需求的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才出發(fā)，對(duì)高等院校計(jì)算機(jī)類高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)進(jìn)行了研究根據(jù)國家的發(fā)展，把軟件工程專業(yè)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)成“APD-CAS”模式，將相關(guān)的任務(wù)要求、理論知識(shí)以及任務(wù)實(shí)施順序有機(jī)融入，并根據(jù)“APD-CAS”的流程（即分析（Analysis）、計(jì)劃（Plan）、實(shí)施（Do）、檢查（Check）、調(diào)整（Adjustment）、總結(jié)（Summarize））實(shí)施，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施準(zhǔn)備工作和總結(jié)工作的管理，保證項(xiàng)目實(shí)施過程的完整性，彌補(bǔ)原有教學(xué)過程中對(duì)實(shí)際項(xiàng)目前期分析、項(xiàng)目實(shí)施的布置安排以及最終總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的不足。并且在項(xiàng)目完成后，通過“知識(shí)導(dǎo)航”對(duì)本課程所涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了梳理、總結(jié)、進(jìn)一步完善知識(shí)體系。

項(xiàng)目是“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)模式的核心，項(xiàng)目來源對(duì)“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施至關(guān)重要，所以項(xiàng)目的選擇都是經(jīng)過老師進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研和考察過的[2]。具體步驟如下：

（1）項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與選擇，專業(yè)老師進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，下企業(yè)了解當(dāng)前市場(chǎng)最需求的項(xiàng)目前景，選擇部分具有代表性的項(xiàng)目，要做到課堂知識(shí)與社會(huì)發(fā)展同步；

（2）項(xiàng)目式教學(xué)的教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)與教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，聯(lián)系一些較好的企業(yè)中的工程師，讓他們進(jìn)課堂，同時(shí)排教師進(jìn)企業(yè)培養(yǎng)雙師型人才，最終實(shí)現(xiàn)教師講課，工程師輔助，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，完成項(xiàng)目；

（3）項(xiàng)目式教學(xué)流程設(shè)計(jì)，具體如圖1所示。

3.2 “項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施

項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式的中心思想是以專業(yè)知識(shí)為核心，基于項(xiàng)目任務(wù)式教學(xué)方法，教學(xué)目標(biāo)是通過項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施過程，讓學(xué)生積極學(xué)習(xí)，自主建構(gòu)知識(shí)，提高學(xué)生的開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式將學(xué)習(xí)、研究和實(shí)踐有效的結(jié)合起來，通過合理的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施，給學(xué)生提供了自由發(fā)揮的空間，利用學(xué)生自身的專業(yè)知識(shí)和團(tuán)隊(duì)的協(xié)助去解決實(shí)際問題，大大的提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，這個(gè)完全是把理論聯(lián)系到實(shí)際中[3]。具體的實(shí)施方案如下。

3.2.1教學(xué)目標(biāo)和教材選定的改革

項(xiàng)目化課程的教學(xué)的目標(biāo)不只是教學(xué)生學(xué)會(huì)理論知識(shí)，而是讓學(xué)生能夠完全掌門理論和實(shí)踐結(jié)合，把學(xué)的知識(shí)完全應(yīng)用到真真實(shí)實(shí)的項(xiàng)目中，讓學(xué)生能夠?qū)悠髽I(yè)。教材的選定對(duì)教學(xué)效果也是有很大的影響，不能夠像傳統(tǒng)的方式選擇熟悉的、多年使用的教材，這些教材內(nèi)容成舊、重復(fù)，沒創(chuàng)新點(diǎn)，實(shí)際項(xiàng)目欠缺?，F(xiàn)在很多企業(yè)和出版社聯(lián)合出版的軟件工程開發(fā)的新課程之類的慕課教材，內(nèi)容豐富新穎，有視頻、有實(shí)際案例，這些教材符合項(xiàng)目化課程教學(xué)。

3.2.2項(xiàng)目化課程的教學(xué)組織和實(shí)施

在課程師資方面，可以選擇具有實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師，在邀請(qǐng)企業(yè)項(xiàng)目工程師來輔助，這樣的選擇也是有助于校企合作的發(fā)展。學(xué)院定期派老師下企業(yè)，加入企業(yè)項(xiàng)目開發(fā)中，提高自身專業(yè)素質(zhì)和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

在課程安排方面，采用小班上課，把每個(gè)班的學(xué)生分成N個(gè)團(tuán)隊(duì)（每個(gè)團(tuán)隊(duì)通常由2～5人組成），并且給每個(gè)團(tuán)隊(duì)制定一項(xiàng)開發(fā)項(xiàng)目任務(wù)，主要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神，讓學(xué)生熟悉一套軟件開發(fā)項(xiàng)目全過程?！白鲋袑W(xué)，學(xué)中做”，才能不斷提高學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)能力[4]。案例項(xiàng)目的軟件開發(fā)過程分成規(guī)劃階段、概要設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、代碼開發(fā)和編碼測(cè)試階段、完成階段等部分，具體要求如下[5]。

（1）規(guī)劃階段：在學(xué)期初始階段，每個(gè)團(tuán)隊(duì)分配到一項(xiàng)軟件問題描述，團(tuán)隊(duì)制定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)計(jì)劃。

（2）概要設(shè)計(jì)階段：整個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目給出的問題描述，制定出需要產(chǎn)生什么文檔，用到什么工具。

（3） 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ：開發(fā)人員確定開發(fā)環(huán)境、語言和開發(fā)工具。對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行規(guī)劃和布局，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)模塊圖以及子模塊的結(jié)構(gòu)圖、畫出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖、UML圖、E-R圖等等。還要設(shè)計(jì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫模型和數(shù)據(jù)字典等等。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段是銜接在需求分析和功能實(shí)現(xiàn)的二個(gè)階段之間，有非常重要的作用。

（4）代碼開發(fā)和編碼測(cè)試階段：把模塊進(jìn)行合理劃分，把項(xiàng)目總體計(jì)劃的代碼開發(fā)測(cè)試階段劃分為多個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段都包括代碼開發(fā)、單元測(cè)試和集成測(cè)試。在模塊開發(fā)完成后，將團(tuán)隊(duì)模塊與自己開發(fā)的模塊整合起來成為一個(gè)完整的項(xiàng)目，并且進(jìn)行綜合測(cè)試。

（5）完成階段：團(tuán)隊(duì)成員撰寫文檔，文檔在項(xiàng)目開發(fā)中也占有重要位置。常見的項(xiàng)目文檔包含操作手冊(cè)、用戶手冊(cè)、維護(hù)說明。讓其他組成員作為用戶來驗(yàn)收項(xiàng)目，驗(yàn)收管理是各團(tuán)隊(duì)共同檢驗(yàn)工程是否達(dá)到預(yù)定目標(biāo)并進(jìn)行最終確認(rèn)的重要一環(huán)，來保證項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)主要目的就是讓學(xué)生在學(xué)中練，練中學(xué)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，積累學(xué)生的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生有著主動(dòng)分析問題、解決問題的能力，這也是全國高校計(jì)算機(jī)軟件類的教學(xué)目標(biāo)[6] 。

3.3 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式的考核方法

項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式得考核方法，它不同于傳統(tǒng)教學(xué)根據(jù)最后期末考試來定最終成績，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生只會(huì)一些書本理論知識(shí)，根本做不了任何的項(xiàng)目開發(fā)，這樣違背了現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)軟件工程的教學(xué)目的。項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)考核成績是經(jīng)過幾個(gè)過程產(chǎn)生：首先，每組團(tuán)隊(duì)或小組把最后項(xiàng)目成果進(jìn)行展覽，由全部學(xué)生進(jìn)行打分；其次進(jìn)行分組答辯，提交項(xiàng)目文檔，由答辯老師給出答辯成績；最后，最終的考核成績由老師根據(jù)平時(shí)成績、學(xué)生打分成績、答辯成績按照一定的比率得出。這樣的考核方法既保證了成績的公平公正，又能讓所有小組的同學(xué)相互比較、相互學(xué)習(xí)，可以發(fā)現(xiàn)潛在的問題，這樣才能提高他們的專業(yè)開發(fā)能力，對(duì)后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助。

4 項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施效果與創(chuàng)新

通過一年的“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)模式在對(duì)軟件工程專業(yè)的實(shí)施，學(xué)生在專業(yè)的認(rèn)知、理解、綜合知識(shí)運(yùn)用能力、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)能力等方面都有顯著的提高。計(jì)算機(jī)工程學(xué)院分別對(duì)2011級(jí)和2012級(jí)的軟件工程方向的畢業(yè)學(xué)生做了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，前提是2011級(jí)采用的是傳統(tǒng)模式的教學(xué)、2012級(jí)采用的全新的項(xiàng)目式教學(xué)，分別從學(xué)生的專業(yè)興趣度、學(xué)生的競(jìng)賽獲獎(jiǎng)和優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)以及就業(yè)率做了調(diào)研，統(tǒng)計(jì)出一份報(bào)表。結(jié)果如表1所示。

從表1數(shù)據(jù)可以得出2012級(jí)的學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣度、學(xué)生競(jìng)賽和畢業(yè)就業(yè)率都高于2011級(jí)的學(xué)生，除了考研率的下降是因?yàn)?012級(jí)的學(xué)生企業(yè)就業(yè)率高了。項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施以來，2012級(jí)軟件工程學(xué)生參加了中國大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽獲得二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，參加藍(lán)橋杯大賽一等獎(jiǎng) 2項(xiàng) 、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)，其他競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)若干等的好成績。2016年畢業(yè)就業(yè)率高達(dá)95%。說明“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施，收效良好。

根據(jù)項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行了比較與總結(jié)，歸納出它具有以下的創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）突破原有教學(xué)模式，用實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目解決專業(yè)課程內(nèi)容抽象的問題，用基于項(xiàng)目開發(fā)過程的教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解與感性認(rèn)識(shí)。

（2）教學(xué)過程在支持軟件工程的開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行，讓學(xué)生得到真正鍛煉，采用SDM軟件集成工具解決實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中般重理論而輕實(shí)踐問題。

（3）科研項(xiàng)目帶動(dòng)教學(xué)，將教師科研項(xiàng)目部分內(nèi)容融入到到教學(xué)中， 和課堂內(nèi)容相結(jié)合， 與理論知識(shí)掛鉤. 讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)同時(shí)了解該專業(yè)的前沿技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域， 達(dá)到學(xué)以致用。

5 結(jié)語

根據(jù)教育“十三五”規(guī)劃目標(biāo)和計(jì)劃，當(dāng)今高校的計(jì)算機(jī)類專業(yè)教育方面在未來都要進(jìn)行大幅度的改革和提升，更注重培養(yǎng)出“三強(qiáng)”學(xué)生——學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、動(dòng)手能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)。這就要求我們必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，隨著近幾年“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展，通過項(xiàng)目的實(shí)踐，培養(yǎng)高素質(zhì)、具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新人才，實(shí)現(xiàn)了為企業(yè)解決實(shí)際工程問題、學(xué)生提高工程實(shí)踐能力、教師了解企業(yè)實(shí)際需求并保持最新研究領(lǐng)域的“三贏”效果。

總之，“項(xiàng)目式”實(shí)踐教學(xué)改變了學(xué)校的教學(xué)模式，提高了學(xué)校教學(xué)理念；在教師層面上，轉(zhuǎn)變了對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)方法，教育觀念和教學(xué)方式；在學(xué)生層面上，改變了學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自由發(fā)揮、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

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Research on Practical Teaching of Software Engineering Based on Project

WANG Ke-feng1， LIANG Hong-feng2 ， FAN Hong-hui1

（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology ， Changzhou 213001， China；

2. Jiangnan University-North American，WuXi 213001， China）

Abstract： In order to promote the transformation and development of colleges and universities， improve the quality of applied talents， increase the ability of students to serve the economic and social development， and establish a high level of applied universities， a new teaching mode project-based of software engineering is proposed to improve the project development and comprehensive ability and improve the quality of personnel training.

Key words： project； software engineering； practical teaching； teaching reform

責(zé)任編輯 祁秀春