軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探索

杜小坤，徐勝舟，涂韜

（1.中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，武漢 430074；2.湖北廣播電視大學(xué)導(dǎo)學(xué)中心，武漢 430074）

軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探索

杜小坤1，徐勝舟1，涂韜2

（1.中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，武漢 430074；2.湖北廣播電視大學(xué)導(dǎo)學(xué)中心，武漢 430074）

軟件工程是一門研究用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的學(xué)科，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方式由于缺乏系統(tǒng)性安排，存在學(xué)生綜合實(shí)踐能力較弱，無(wú)法獨(dú)立完成大型實(shí)踐任務(wù)的缺點(diǎn)。通過分析軟件工程專業(yè)的特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的顯著問題，提出一種新的綜合實(shí)踐教學(xué)方案，取得一定的效果。

中南民族大學(xué)“本科教學(xué)工程”（No.JYX14024）

1 傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方法存在的問題

目前各大高校軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案雖然具體有所區(qū)別，但其核心課程體系一般都包含如下方面的教學(xué)內(nèi)容：面向?qū)ο笏枷搿?門或2門以上高級(jí)編程語(yǔ)言及相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境、軟件工程思想和軟件開發(fā)課程實(shí)習(xí)[1]。其中的實(shí)踐課程主要包含每門課程的課內(nèi)實(shí)踐以及綜合課外實(shí)踐兩部分，課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)與對(duì)應(yīng)的理論課程同步進(jìn)行，課外實(shí)踐課程會(huì)在寒暑假期間集中進(jìn)行，這種實(shí)踐教學(xué)方式存在一定的弊端。

（1）傳統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)采用大班制教學(xué)，教師無(wú)法顧及到每個(gè)學(xué)生的實(shí)際情況，所以效果并不理想，雖然后期添加了采用小班教學(xué)制的綜合課外實(shí)踐，但由于在前期的課內(nèi)實(shí)踐中大部分學(xué)生未打下良好的綜合編程基礎(chǔ)，所以后期的小班教學(xué)對(duì)部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生有較大提高，但對(duì)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生并未產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的幫助，這與軟件工程專業(yè)對(duì)實(shí)踐能力的普遍高要求相沖突。

（2）課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)安排缺乏系統(tǒng)性。一方面，在大多數(shù)的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)中，教師通過教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書讓學(xué)生上機(jī)編寫小程序，從而對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)加以驗(yàn)證、理解和吸收，但這些知識(shí)點(diǎn)是相對(duì)獨(dú)立，缺乏關(guān)聯(lián)的，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，也不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主性和創(chuàng)造性。另一方面，后期的課外大型實(shí)踐課程中，學(xué)生不僅要綜合運(yùn)用一門課程的知識(shí)，甚至是多門課程的知識(shí)結(jié)合使用，這讓缺少綜合性訓(xùn)練的學(xué)生普遍感到很吃力。

（3）實(shí)踐能力的考核目標(biāo)是多方面的，而目前很多的實(shí)踐成績(jī)僅僅根據(jù)學(xué)生的編程能力，甚至程序閱讀能力給出評(píng)分，這是不夠全面的。

2 解決方案

針對(duì)軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的問題并結(jié)合軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)[2]，我們提出一種新的實(shí)踐教學(xué)思路。該思路對(duì)軟件工程專業(yè)的多門核心課程進(jìn)行了重新規(guī)劃，具體方案如圖1所示。

學(xué)生在一、二年級(jí)階段通過C語(yǔ)言、面向?qū)ο缶幊?、?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等專業(yè)課程的訓(xùn)練打下良好的編程基礎(chǔ)后，三年級(jí)從實(shí)際開發(fā)的角度入手，為鍛煉其大型軟件開發(fā)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，安排相應(yīng)課程。在第5個(gè)學(xué)期后半段安排Java程序設(shè)計(jì)（32+16）、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（48+16）課程并在該學(xué)期結(jié)束后安排為期約一周的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合課外實(shí)踐；第6學(xué)期前半段安排J2EE編程技術(shù)（32+16）、軟件工程（40+16），并在這兩門課程結(jié)束后的第6學(xué)期后半段安排綜合軟件開發(fā)實(shí)習(xí)及相應(yīng)的軟件測(cè)試課程。與傳統(tǒng)方案相比，該方案有如下改進(jìn)：

圖1 軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

①提前引入項(xiàng)目教學(xué)法。項(xiàng)目教學(xué)法通過實(shí)際的工程項(xiàng)目鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，是目前較為熱門的實(shí)踐教學(xué)方法[3]。但在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法存在實(shí)踐學(xué)時(shí)不足以支撐、涉及知識(shí)面過廣等問題難以有效實(shí)施，一般僅在高年級(jí)的部分專業(yè)課程中采用。本方案中的涉及的多門課程幾乎包含了大型

大型信息系統(tǒng)建設(shè)的所有技術(shù)內(nèi)容，具有實(shí)踐學(xué)時(shí)長(zhǎng)、內(nèi)容廣泛的特點(diǎn)，因此本方案中的所有課程均采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。

②實(shí)踐分級(jí)分組。一方面，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力存在較大差別，若對(duì)所有學(xué)生采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)，則很難選定一個(gè)難度適當(dāng)?shù)膶?shí)踐內(nèi)容，若內(nèi)容過于簡(jiǎn)單，則部分動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生難以通過實(shí)踐課堂得到鍛煉和提高；若內(nèi)容過于復(fù)雜，則部分動(dòng)手能力較差的學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而放棄整個(gè)實(shí)驗(yàn)。另一方面，一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)的所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，若學(xué)生在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則后續(xù)環(huán)節(jié)無(wú)法進(jìn)行，將嚴(yán)重影響實(shí)踐課程的進(jìn)度。本方案中對(duì)實(shí)踐課采用分級(jí)分組的方式進(jìn)行，每次實(shí)驗(yàn)設(shè)定難、易兩個(gè)等級(jí)，學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)和興趣選擇后教師根據(jù)上次實(shí)踐課成績(jī)及表現(xiàn)適當(dāng)調(diào)整，每個(gè)學(xué)生都能通過實(shí)踐課程得到鍛煉。分組則由教師綜合考慮前期自由小實(shí)驗(yàn)中各學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行組合，每組3-5人。

④課程混合、多個(gè)課程統(tǒng)一安排實(shí)踐內(nèi)容，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。大型信息系統(tǒng)的開發(fā)過程幾乎包含了本方案中涉及的所有課程的內(nèi)容，一般在這些課程結(jié)束后會(huì)安排為期約2周信息系統(tǒng)開發(fā)綜合實(shí)踐課程，讓學(xué)生靈活運(yùn)用課程知識(shí)完成開發(fā)，但效果普遍不好。主要原因在于：上述課程分散在不同學(xué)期分別學(xué)習(xí)，時(shí)間跨度大；學(xué)生未進(jìn)行過相關(guān)綜合訓(xùn)練，難以在短時(shí)間內(nèi)快速適應(yīng)。本方案中的課內(nèi)實(shí)踐會(huì)在后期安排簡(jiǎn)單的多學(xué)科綜合實(shí)踐訓(xùn)練，例如在第5學(xué)期結(jié)束時(shí)安排Java+數(shù)據(jù)庫(kù)綜合實(shí)踐，并在其后進(jìn)行為期約1周的課外綜合實(shí)踐強(qiáng)化學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，這樣第6學(xué)期后半段的軟件開發(fā)綜合實(shí)踐中多數(shù)學(xué)生表現(xiàn)較好。

⑤新的實(shí)踐考核方式。成績(jī)考核是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，他不同于傳統(tǒng)的考核方法，更側(cè)重于對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用能力、文檔寫作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及創(chuàng)新能力的考核。本方案中通過如下表1格對(duì)實(shí)踐成績(jī)進(jìn)行綜合考核。

表1 綜合實(shí)踐能力考核表

（2）優(yōu)化教師團(tuán)隊(duì)

雙師培養(yǎng)一直是高校師資培養(yǎng)的難點(diǎn)[4]，目前絕大多數(shù)高校教師都從應(yīng)屆博士中直接招聘，普遍缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而繁重的教學(xué)科研任務(wù)使得雙師培訓(xùn)實(shí)施難度較大。本方案中積極聘請(qǐng)企業(yè)工程師參與實(shí)踐內(nèi)容的制定、實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)工作。其中課內(nèi)實(shí)踐的綜合實(shí)踐內(nèi)容與企業(yè)外聘教師共同制定，實(shí)踐內(nèi)容更貼近實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境；課外實(shí)踐部分外聘教師與相關(guān)理論課教師共同進(jìn)行指導(dǎo) （其中第6學(xué)期后半段的軟件開發(fā)實(shí)習(xí)以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目為實(shí)踐內(nèi)容，企業(yè)外聘教師全面負(fù)責(zé)），外聘教師與理論課教師在指導(dǎo)過程中相互提高。

（3）制度安排向?qū)嵺`課程傾斜

目前計(jì)算機(jī)教學(xué)中普遍存在的“重知識(shí)傳遞，輕能力培養(yǎng)”問題的一個(gè)關(guān)鍵原因在于教學(xué)評(píng)價(jià)體系都偏向于考核理論課程內(nèi)容，課內(nèi)實(shí)踐課程大多依附于相應(yīng)的理論課程，對(duì)其考核指標(biāo)也多流于形式；而課外實(shí)踐課程設(shè)置相對(duì)較少。針對(duì)上述問題，本方案增設(shè)了相應(yīng)的課外實(shí)踐課程，同時(shí)課內(nèi)實(shí)踐增加了多門課的綜合實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化并適當(dāng)增加了學(xué)時(shí)和實(shí)踐評(píng)分占比。通過多種渠道讓教師和學(xué)生重視實(shí)踐課程教學(xué)。

與傳統(tǒng)方案相比，上述方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）強(qiáng)化理解。傳統(tǒng)教學(xué)方式中這些課程獨(dú)立進(jìn)行，因而學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容也局限在一個(gè)較小的范圍，這就導(dǎo)致相關(guān)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和意義很難被學(xué)生充分的體會(huì)和理解，進(jìn)而導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)興趣。我們通過分析發(fā)現(xiàn)，上述課程的主要內(nèi)容可融合到一個(gè)大型信息系統(tǒng)的創(chuàng)建中，幾乎涵蓋了大型信息系統(tǒng)建設(shè)的所有技術(shù)內(nèi)容，因此以實(shí)際生活中常見的系統(tǒng)為例進(jìn)行實(shí)踐能夠強(qiáng)化理解、提高興趣。

（2）提高學(xué)習(xí)效率。目前的計(jì)算機(jī)課程普遍存在“重知識(shí)傳遞，輕能力培養(yǎng)”的問題，實(shí)踐學(xué)時(shí)一般安排在理論課開始后4-6周左右的時(shí)間，并且不同的教師指定的實(shí)踐環(huán)境不同。首先，理論課堂的知識(shí)點(diǎn)無(wú)法立即在實(shí)踐課堂進(jìn)行練習(xí)，學(xué)習(xí)過程會(huì)產(chǎn)生相對(duì)中斷，導(dǎo)致效率低下；其次，不同的課程中教師指定的實(shí)踐環(huán)境不同，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，熟悉實(shí)踐環(huán)境需要浪費(fèi)較多的時(shí)間，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)也是淺嘗輒止，不能夠牢固掌握。本方案對(duì)課程的實(shí)踐學(xué)時(shí)、內(nèi)容和環(huán)境進(jìn)行了統(tǒng)一安排，實(shí)踐學(xué)時(shí)從開課第一周即開始，有效解決了理論、實(shí)踐不同步的問題，多門課程選定統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，減少熟悉環(huán)境的時(shí)間；同時(shí)暑期的實(shí)踐課程保證了不間斷的強(qiáng)化練習(xí)，有助于實(shí)踐能力的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

效果是檢測(cè)一項(xiàng)改革成功與否最為核心的一項(xiàng)指標(biāo)。本改革方案在本校軟件工程專業(yè)的一個(gè)教學(xué)班實(shí)施后，我們通過校內(nèi)的督導(dǎo)信息反饋、學(xué)生信息反饋、專題調(diào)查、成績(jī)監(jiān)測(cè)和學(xué)科競(jìng)賽等多個(gè)渠道對(duì)該方案的實(shí)施過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：該方案培養(yǎng)的學(xué)生雖然在理論課考試方面沒有明顯進(jìn)步，但實(shí)際動(dòng)手能力有了全方位的提高。我們將該班級(jí)與一個(gè)普通平行班級(jí)在理論課考試成績(jī)、課內(nèi)實(shí)踐成績(jī)、課外實(shí)踐成績(jī)、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)率等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果入下表2所示：

表2 班級(jí)各指標(biāo)對(duì)比

通過表2的數(shù)據(jù)可知，改革方案實(shí)施后學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力顯著提高。不僅上述可量化指標(biāo)，教學(xué)督導(dǎo)和外聘雙師對(duì)實(shí)施改革方案班級(jí)的學(xué)生的實(shí)踐能力也給予了高度肯定。

[1]陳志剛,劉莉平,沈海瀾.軟件工程人才“一點(diǎn)兩翼”實(shí)踐教學(xué)體系的研究[J].高等工程教育研究,2013(5):173-176.

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[3]曾明星,周清平,王曉波,等.軟件工程專業(yè)“項(xiàng)目化”教學(xué)實(shí)施體系的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013,32(5):158-163.

[4]楊?yuàn)稌F.多維視域下“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)路徑研究[D].湖北工業(yè)大學(xué),2014.

The Practical Teaching Experiment for the Software Engineering Specialty

DU Xiao-kun1，XU Sheng-zhou1，TU Tao2
（1.South-Central University for Nationalities,School of Computer Science.Wuhan 430074；2.HubeiRadio&TV University,Learners-Guiding Center.Wuhan 430074）

Software engineering is the study of engineeringmethod to build and maintain effective,practical and high quality software subject,with strong practicality.In traditionalmethod of practical teaching,the experiments are arranged relatively independent,so the students are lack of the integrated practical ability.This leads to the drawback that the students don’t handle the experiment with general software task.According to the characteristics of software engineering specialty and thematter of traditional practical teachingmethod,proposes a new method for integrated practical teaching tomake up the drawback.

杜小坤（1980-），男，湖北鐘祥人，博士，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)集成、深度學(xué)習(xí)

2017-02-22

2017-04-30

1007-1423（2017）13-0020-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.005

綜合實(shí)踐教學(xué)；軟件工程；項(xiàng)目教學(xué)法

Integrated Practice Teaching;Software Engineering;Project Teaching Method