以培養(yǎng)軟件工程師為目標的軟件工程教學模式改革與實踐

陳立巖 楊豐 譚龍

摘 要：以培養(yǎng)軟件工程師為目標，構(gòu)建工程應用型人才培養(yǎng)體系，闡述了學生工程實踐能力培養(yǎng)的實施方案，其中包括構(gòu)建科學的課程體系、科學的教學團隊、科學的組織教學、采用專業(yè)導師制、有效的評價體系等一系列教學改革，以期培養(yǎng)出現(xiàn)代企業(yè)需求的人才。

關鍵詞：軟件工程師；培養(yǎng)體系；應用型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）04-0011-02

近年來，我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展很快，尤其進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代后，亟須大量高素質(zhì)的從事軟件開發(fā)與維護的專業(yè)人才。目前，相關從業(yè)人員400多萬，每年還在以80萬人的需求遞增。雖然中國高等教育蓬勃發(fā)展培養(yǎng)了大量IT相關的專業(yè)畢業(yè)生，但這些畢業(yè)生大多實踐經(jīng)驗不足，不適應企業(yè)的工作，從而產(chǎn)生高校培養(yǎng)技術(shù)滯后與企業(yè)先進的技術(shù)需求相矛盾，導致這種矛盾的原因：一方面是大多數(shù)高校仍按照傳統(tǒng)的教學計劃設計課程，所講授的內(nèi)容跟不上軟件技術(shù)的發(fā)展，知識與軟件開發(fā)實踐脫節(jié)、實踐環(huán)節(jié)組織薄弱等。另一方面，學生缺乏社會活動體驗和軟件實際開發(fā)經(jīng)驗，很難理解軟件工程課程中的概念、原理。他們普遍感到該課程的學習枯燥無味，課程結(jié)束后通常感覺沒學到東西。因此，如何設計先進的教學內(nèi)容、合理組織實踐教學，構(gòu)建更合理的軟件工程教學框架，是軟件工程教學改革的重點[1-2]。

軟件工程專業(yè)的特點是實踐性突出、應用性強，以培養(yǎng)“系統(tǒng)分析與設計工程師、軟件開發(fā)類工程師、系統(tǒng)測試和軟件維護員”等人才為目標，課程群設置為“基礎教育”“專業(yè)基礎”“校內(nèi)基地實訓”和“校外實習”等[3]。抓好基礎是關鍵，為加強學生動手能力，黑龍江大學軟件學院在教改中增加了軟件工程實踐類課程，在課程中增加教師的配備，指導學生上機，學生學懂了做會了，就會有成就感，從而產(chǎn)生興趣。

目前，很多高校軟件工程教育者、學術(shù)界研究者及軟件產(chǎn)業(yè)界的工程技術(shù)人員從不同角度對課程設計和教學實施進行了積極思考和探索，并取得了一定的進展，例如，在教育部高等學校計算機科學與技術(shù)教學指導委員會主導下，清華大學、浙江大學、南京大學等國內(nèi)名校計算機部門的專家組成課題組，共同研究提出了軟件工程課程教學實施方案的總體框架，分別從課程實驗與綜合實訓兩個方面設計實踐教學方案，并推廣學習南京大學的教學經(jīng)驗。近年來，筆者在教學中，根據(jù)學生的特點，開展了一系列教學探索。

一、教學中存在的問題

（一）軟件工程教育師資力量不足

目前，很多國內(nèi)高校中承擔軟件工程類課程的教師普遍為年輕教師，他們大多數(shù)經(jīng)歷了計算機專業(yè)從本科→碩士→博士的過程，這部分教師一直從事理論研究工作，缺少軟件開發(fā)的經(jīng)驗，造成教師上課偏重于理論知識和方法的教授，缺少與產(chǎn)業(yè)界密切聯(lián)系的實例，對于同樣沒有實踐經(jīng)歷的學生來說，這就使得軟件工程課程聽起來晦澀難懂，空洞乏味。

師資力量不足的另一個表現(xiàn)就是大班授課。除了實驗班、特長班以外，多數(shù)學校由于師資緊張，也由于學校經(jīng)費有限，均實行大班授課，例如，由2～3個自然班組成一個教學班，配備一個主講教師。教師沒有更多精力帶領學生開展有針對性的實踐訓練和指導，傾向于課堂理論教學，客觀上削弱了學生軟件工程學習體驗和學習積極性，很難取得好的教學效果。

（二）軟件工程實踐教學環(huán)節(jié)有待提高

現(xiàn)有的軟件工程實踐教學素材多數(shù)是任課教師自己設計，或者從互聯(lián)網(wǎng)下載，通常缺乏系統(tǒng)設計，或分析設計材料不夠貼近學生，或者各種素材之間聯(lián)系比較松散，使得教師和學生們在軟件工程實踐環(huán)節(jié)沒有明確統(tǒng)一的指導框架，不利于學生實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)。

在軟件工程教學安排中，軟件工程課程有課程實驗，但這僅是結(jié)合學習的內(nèi)容寫文檔，沒有真正地完成一個項目，學生實踐機會不是很多，更沒有綜合性的實踐活動，這樣導致學生可能到大四畢業(yè)設計前都沒有接觸過完整的項目，使得學生畢業(yè)設計完成起來很有困難。

二、軟件工程教育的幾點對策

（一）構(gòu)建科學的課程體系

在2014版的教學計劃中，黑龍江大學軟件學院對軟件工程相關課程做了重大調(diào)整，將大二原來的兩門課（軟件工程概論和uml與面向?qū)ο蠓治龊驮O計）變成一門課，之后又增加一門課程——軟件工程綜合設計，增加了實踐環(huán)節(jié)以提高學生的項目開發(fā)能力，并且在大三開設的軟件系統(tǒng)分析與設計課程之后又增加了軟件工程綜合實踐。這兩門課都是在實驗室進行的上機課，不但要求學生對項目有分析設計的能力，而且也要完成編碼，這樣就彌補了大二、大三沒有實踐類課程的不足，學生能夠主動運用計算機語言和學過的其他知識比如數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡等完成一個相對完整的小項目。學生不僅有成就感，而且對今后的畢業(yè)設計及工作帶來很大幫助。

（二）構(gòu)建科學的教學團隊

整個軟件工程學科建設已形成了基本成熟的教學梯隊，包括軟件工程概論、軟件系統(tǒng)分析與設計，軟件測試、軟件工程管理，由于軟件發(fā)展的需要，教師也需要不斷學習，以黑龍江大學為例，我們在實踐中摸索出一種團隊教學模式。定期組織軟件工程教學研討會，按照所講授的課程分成4個教學小組，團隊集體備課，定期商討每門課選定的知識點以及講授順序，這樣，既能將軟件工程理論全程覆蓋，又避免了課程之間的重復講授，并且在研討會上我們互相學習，共同商量制定各種教學材料。尤其是教學樣例和實驗講義部分，我們摸索出一種符合社會需求，適合學生接受程度的教學模式。

（三）科學地組織教學

欲修的課程較多強調(diào)編程，較少關注設計，導致一種慣性思維——跳過設計直接編程。比如，C++、java語言，授課時更多的是講解如何編寫一個類型、類間的繼承、重寫、多態(tài)等編寫規(guī)則及各種不同異常、多線程等在程序上的運用，而較少用標準制圖的方式描述類型的設計以及類型間的邏輯關聯(lián)。所以在軟件工程課堂教學中，增加貼近學生生活的案例，通過制圖過程，學生對一個項目有完整的認識，增加他們開發(fā)的信心，通過練習題的形式，要求學生重繪指定的圖紙，以加深記憶。另外，也通過一定的討論，重新審視整個圖紙的邏輯關系，加深記憶。

畢竟紙上談兵，不會給學生一種成就感，所以在軟件工程的上機實踐環(huán)節(jié)，分組選題，完成所選題目的分析設計以及編碼過程，這樣就促使學生主動學習，參照已有的案例畫需求設計階段的相關圖形，在學生認真分析和設計過程中再進行編碼，這減少了編碼的返工次數(shù)，提高成功率。在實踐環(huán)節(jié)，為了更好地發(fā)揮指導作用，加大教師的投入顯得特別重要，按照每組2人，每11～12個組分配一個教師，這樣教師能了解每個學生的情況，而且也避免了因大班授課指導不過來的問題，事實也證明，在指導學生完成大實驗上，教師起到很大的作用。

（四）采用專業(yè)導師制

為了加強對軟件工程專業(yè)學生的專業(yè)學習和項目研發(fā)的指導，提高學生的工程實踐能力，根據(jù)學生的數(shù)量，教師可將學生分為每20名學生為一組，選派一名導師負責學生在校全過程的指導，聘請有良好職業(yè)道德，工作責任心強，并作為主要負責人參與過至少一項省級以上的科研項目，最好有帶學生參加軟件開發(fā)類競賽經(jīng)歷的教師擔任專業(yè)導師。

專業(yè)導師針對新生，指導其掌握大學的學習規(guī)律和學習方法，端正學習態(tài)度，樹立良好的學風，了解學生的學習情況并對專業(yè)學習和動手能力培養(yǎng)進行指導；針對高年級的學生，原則上要求學生進入導師的研發(fā)團隊，參與導師的項目研發(fā)或各類競賽項目。導師經(jīng)常性地到創(chuàng)新實踐基地指導學生，培養(yǎng)學生的工程實踐能力、團隊合作意識和敬業(yè)精神；加強就業(yè)指導，協(xié)助學生完成職業(yè)設計和職業(yè)規(guī)劃，充分利用現(xiàn)有資源，向用人單位推薦畢業(yè)生[4]。

（五）有效的評價體系

對于軟件工程這種技術(shù)性較強課程的考核主要分為學生評價與教師評價兩個方面。學生分成若干項目組，在教師指導下進行項目的構(gòu)思和設計，然后由各組獨立進行項目的研發(fā)和實現(xiàn)，最后是教師評價。教師評價主要通過軟件分析、設計報告，軟件產(chǎn)品演示、程序思路的講解等，該環(huán)節(jié)打分占80%，學生采用互評打分，項目結(jié)束時，各組由教師抽簽決定選一個學生用PPT對項目的整個過程進行講解，分享觀點和心得，其他各組給分，占總分的20%，為避免部分學生在團隊內(nèi)部混學分的現(xiàn)象，教師要標記各組中表現(xiàn)較差的學生，并且在最后打分時是由教師給分，其他學生將兩次分數(shù)的總和作為該組成績，團隊成員討論，按照每個成員的貢獻大小排出次序，這組最高分的學生成績是這組的打分成績，其他學生成績依次降低，分差不低于3分，這樣好學生就不會聚堆，好學生為體現(xiàn)他們的個人能力，就要帶頭選題成組，促進了學生們學習的積極性。以項目為基礎對學生進行專業(yè)實踐能力和實際開發(fā)能力的培養(yǎng)，讓學生參與到實際軟件項目的制作開發(fā)中，這樣才能使學生畢業(yè)后進入企業(yè)很快成為合格的專業(yè)技術(shù)人才。

黑龍江大學軟件學院經(jīng)過兩年的教學改革，專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)定位漸趨于合理，工程型師資隊伍的力量顯著增強，校內(nèi)外實踐環(huán)節(jié)也有明顯的改善，學生的學習興趣和求知欲望普遍高漲，學生的動手能力增強。軟件工程專業(yè)已成為學校理科就業(yè)率最高的專業(yè)之一，近幾年畢業(yè)生的就業(yè)率在85%以上，畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量越來越高。

參考文獻：

[1]楊愛民，鄧芳，高飛. 軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與探討[J].計算機教育，2016，（3）.

[2]樸勇，周勇，陳鑫等. 軟件工程教學中關于抽象思維和形象思維能力培養(yǎng)的思考[J].計算機教育，2015，（17）.

[3]陳智勇，文益民，鄧珍榮等.以培養(yǎng)軟件工程師為目標的計算機科學與技術(shù)本科人才培養(yǎng)體系[J].計算機教育，2015，（9）.

[4]張德江. 應用型人才培養(yǎng)的定位問題及模式探析[J].中國高等教育，2011，（18）.