面向新工科的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式的探索

張小川　周龍?！蝻w　曾鵬

摘 要：分析了新形勢下對新工科人才培養(yǎng)的訴求，以地方高校、民辦高校的軟件工程專業(yè)辦學(xué)為例，針對學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)問題，設(shè)立學(xué)生實(shí)踐能力與培養(yǎng)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系表，構(gòu)建工程實(shí)踐能力培養(yǎng)臺階式路徑，研制產(chǎn)教協(xié)同的實(shí)踐教學(xué)資源池，建立實(shí)踐教學(xué)考核新方式，形成實(shí)踐教學(xué)模式。實(shí)踐證明，該模式成效良好。

關(guān)鍵詞：新工科；軟件工程；實(shí)踐教學(xué)模式

中圖分類號：TP642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：This paper analyzes the personnel training demands of the new engineering in the new situation.Taking the software engineering specialty in local universities and private colleges as examples and aiming at students' practice ability，the paper sets up the correspondence between students' practice ability and training goals，establishes a progress training path of engineering practice ability，develops a practice teaching resource pool in collaboration with industry，constructs a new assessment method，and forms a new practice teaching model.Practice has proven the good effectiveness of this teaching model.

Keywords：emerging engineering；software engineering；practice teaching model

1 引言（Introduction）

“新工科”就是要培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的卓越工程科技人才。在2016年提出“新工科”概念后，2017年明顯加速：2月達(dá)成“復(fù)旦共識”[1]，教育部高教司發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》[2]；4月提出天大行動(dòng)[3]，公布《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線》，明確新工科建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容；6月發(fā)布北京指南[4]，為新工科建設(shè)指明了方向。

文獻(xiàn)[2]中，對新工科的“新”界定了五個(gè)方面的內(nèi)容：即工程教育的新理念，學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)，人才培養(yǎng)的新模式，教育教學(xué)的新質(zhì)量和分類發(fā)展的新體系。顯然，5個(gè)“新”都以高等工程教育要適應(yīng)國家面臨新時(shí)代新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為依據(jù)，背景就是遵循國家提出的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念和支持實(shí)施“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“一帶一路”倡議“人工智能”等國策，為迎接第四次工業(yè)革命做好人才儲備，培養(yǎng)能適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式的新工科人才。而軟件工程專業(yè)作為新興工科專業(yè)，也具有被納入新工科的建設(shè)范疇。

國內(nèi)地方高校普遍存在著實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、學(xué)生實(shí)踐能力不足的問題，如何培養(yǎng)新工科人才，亟需改革其人才培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)大量實(shí)踐能力強(qiáng)的軟件工程人才，這也正是地方高校踐行新工科的主要內(nèi)容之一。而實(shí)踐教學(xué)正是提升大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、注入新工科“新內(nèi)容”最核心環(huán)節(jié)和最重要保障?；谶@樣認(rèn)識，文章作者以自身所在高校為例，針對軟件工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)問題，結(jié)合自身辦學(xué)實(shí)際，秉承產(chǎn)學(xué)融合理念，構(gòu)建產(chǎn)教協(xié)同實(shí)踐教學(xué)支撐資源池，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)考核機(jī)制，為培養(yǎng)新工科工程技術(shù)人才提供一種思路和方法。

2 實(shí)踐教學(xué)新體系（New system of practice teaching）

軟件工程教育兼具科學(xué)教育屬性與工程教育屬性[5]。軟件工程屬于計(jì)算科學(xué)的、交叉性強(qiáng)的新興工科專業(yè)，對實(shí)踐教學(xué)資源需求特別強(qiáng)烈。實(shí)際上，辦學(xué)資源有限的地方高校，僅僅依靠大學(xué)自身的教學(xué)資源，要培養(yǎng)優(yōu)秀工程師是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，引入企業(yè)需求、企業(yè)項(xiàng)目、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)工程師，實(shí)施產(chǎn)校協(xié)同育才，是踐行新工科的一種可行途徑。本文從實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)、實(shí)踐能力要求、實(shí)踐教學(xué)路徑等方面，以地方高校應(yīng)用型軟件人才為例，構(gòu)建了相應(yīng)的實(shí)踐育人教學(xué)體系。

2.1 實(shí)踐育人遞進(jìn)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是高校人才培養(yǎng)的指引方向，各個(gè)高校依據(jù)自身辦學(xué)定位，教學(xué)目標(biāo)也將有個(gè)性化的調(diào)整。比如，重慶理工大學(xué)軟件工程專業(yè)是以高素質(zhì)軟件開發(fā)的應(yīng)用型人才作為培養(yǎng)目標(biāo)的，重慶工程學(xué)院是以高素質(zhì)應(yīng)用型、技術(shù)技能型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的。為達(dá)成專業(yè)目標(biāo)，需要將學(xué)生學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)成一個(gè)漸進(jìn)的、螺旋上升的過程，并設(shè)立可視的、面向不同年級和不同層次的教學(xué)目標(biāo)，以引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)和教師的教。在此，作者將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)劃分為具有遞階特點(diǎn)的3個(gè)層次子目標(biāo)：即會開發(fā)是指能利用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言解決小問題，編寫小程序，初步了解軟件開發(fā)流程；能開發(fā)是指能利用軟件技術(shù)解決問題，編寫軟件、完成軟件文檔，掌握軟件開發(fā)全生命流程；擅開發(fā)是指能綜合利用軟件技術(shù)解決較為復(fù)雜的問題，編寫軟件系統(tǒng)程序、完成軟件文檔、展示軟件作品。

2.2 實(shí)踐能力模塊

借鑒國際軟件工程教育標(biāo)準(zhǔn)（IEEE、SWEBOK、SEEK），參照教育部《軟件工程專業(yè)規(guī)范》（2010）[5]，剖析軟件開發(fā)核心能力需求，作者將軟件開發(fā)人才的核心能力分解成基本和高級兩類模塊，并結(jié)合所在學(xué)校辦學(xué)資源，進(jìn)一步劃分為若干能力模塊和方便教學(xué)組織和實(shí)施的若干能力子模塊，最后，建立能力模塊與遞進(jìn)目標(biāo)、學(xué)年之間的對應(yīng)關(guān)系，從而形成為學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)表格1。

在實(shí)施中，再將課程劃分為若干個(gè)課程組，將理論課與實(shí)踐課交叉安排，形成理論到實(shí)踐、實(shí)踐到理論的螺旋式臺階進(jìn)程，將理論課組、實(shí)踐課與表1能力模塊建立關(guān)系，據(jù)此關(guān)系建立了“臺階式”的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)路徑圖1。

3 產(chǎn)教融合的實(shí)踐教學(xué)支撐資源池（Support resource for practice teaching in combining production and teaching）

新能工科軟件工程專業(yè)需要面向新經(jīng)濟(jì)，瞄準(zhǔn)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)，需要以開發(fā)、共享、協(xié)同姿態(tài)構(gòu)造新的實(shí)踐育人平臺[6]。基于這樣理解，z作者所在專業(yè)積極引進(jìn)企業(yè)實(shí)踐教育資源，聯(lián)合研制產(chǎn)教融合的實(shí)踐教學(xué)支撐資源池圖。

針對應(yīng)用型人才需要更貼近企業(yè)生產(chǎn)第一線特點(diǎn)，依據(jù)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的崗位、職位的分工狀況，以及學(xué)生個(gè)體發(fā)展的不同需求，在圖2中，按層次、類型、目標(biāo)三個(gè)方面，給予分類、分層開發(fā)建設(shè)了實(shí)踐教學(xué)資源池，以滿足學(xué)生分層、分類和不同崗位的需要人才[7，8]。

在圖2中，資源池充分考慮信息時(shí)代學(xué)生接受知識對多樣化手段的需求，既提供視頻課件，以面對面形式講解、演示關(guān)鍵知識、核心技術(shù)，還提供實(shí)際教學(xué)案例，以理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)、輔導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，遵循問題、技術(shù)、專題和微型項(xiàng)目、小型項(xiàng)目、中型項(xiàng)目的循序漸進(jìn)教育方法，逐步提升學(xué)生能夠解決問題的實(shí)踐能力。因此，通過該資源池，利用信息技術(shù)，配合上述實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)際上為學(xué)生構(gòu)建了一種新型學(xué)習(xí)模式，擺脫了在傳統(tǒng)教學(xué)中必須高度統(tǒng)一教師、教室、學(xué)生、時(shí)間幾大要素的種種約束條件，將培養(yǎng)目標(biāo)模塊化、碎片化、可視化和電子化，從而為學(xué)生線下學(xué)習(xí)提供便利，調(diào)動(dòng)學(xué)生充分利用碎片時(shí)間，推動(dòng)、督促學(xué)生完成知識學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，為新工科人才培養(yǎng)建立一種實(shí)踐育人新模式。

4 實(shí)踐教學(xué)考核新方式（New assessment for practice teaching）

學(xué)習(xí)需要評價(jià)，考核是學(xué)習(xí)評價(jià)的一種有效方式之一。通過考核，既可診斷、發(fā)現(xiàn)學(xué)生理論知識的不足，操作技能、實(shí)踐能力的缺陷，還可以向?qū)W生傳遞一種壓力和負(fù)擔(dān)。給予學(xué)生一定的學(xué)習(xí)壓力，按教育學(xué)觀點(diǎn)，這本身就是學(xué)習(xí)的一部分，否則，難以達(dá)到學(xué)習(xí)目的的。本文適當(dāng)引入企業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，結(jié)合軟件工程專業(yè)所面對的產(chǎn)業(yè)、崗位、職位和技術(shù)特點(diǎn)，從兩個(gè)方面開展了實(shí)踐教學(xué)考核方式的改革。

4.1 豐富考核方式的多樣性

工程學(xué)科是解決實(shí)際問題的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)又是其解決問題過程的實(shí)施與示范。學(xué)生不同成長背景、知識的多寡、投入和領(lǐng)悟能力的差異，使學(xué)生面對同樣問題將產(chǎn)生不同的解決方式和呈現(xiàn)結(jié)果。因此，考核方式就需要多樣化、人性化、科學(xué)化。下面是介紹作者的一些具體做法。

⑴課程設(shè)計(jì)是工程教育中最重要的實(shí)踐教學(xué)課程。本文設(shè)置演示、報(bào)告、展示三種考核方式，老師可將其中之一或加權(quán)組合作為考核方式。比如，如被考核學(xué)生基數(shù)大、考核時(shí)間少、參與考核教師人數(shù)有限，則可以“抓兩頭、送中間”，即重點(diǎn)對考勤紀(jì)律、實(shí)踐過程、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好或差的兩端學(xué)生和主動(dòng)提出接受檢查的學(xué)生，選擇演示、展示、講解等方式，實(shí)施全面性的考察，對中間的學(xué)生，可實(shí)施隨機(jī)性的抽查，對剩余學(xué)生重點(diǎn)走查學(xué)生的設(shè)計(jì)成果。

⑵針對工程設(shè)計(jì)的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、質(zhì)保、服務(wù)、銷售等不同工作崗位需求，按因材施教原則，在實(shí)踐課程的考核中，也要體現(xiàn)對不同工程角色的考核支持。比如，在綜合課程設(shè)計(jì)、大作業(yè)中，作者就要求學(xué)生扮演甲方與乙方，客戶與客戶的客戶，項(xiàng)目經(jīng)理、分析師、設(shè)計(jì)師、測試師與技術(shù)支持等不同角色，并要求提交相應(yīng)的設(shè)計(jì)成果。如果是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)小組，就明確要求學(xué)生展現(xiàn)分工、協(xié)作、溝通等過程及其成果，并將各小組對應(yīng)角色的學(xué)生也作為考核員，最后將他們的考核結(jié)果和導(dǎo)師考核成績，以加權(quán)形式計(jì)算為最終成績。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通常一名導(dǎo)師指導(dǎo)題目控制在2—3個(gè)比較好，也不要回避不同學(xué)生小組選擇同樣題目，只要明確要求“答辯同組、彼此考核打分”即可。

4.2 強(qiáng)化考核方式對實(shí)踐過程的影響力

工程學(xué)科的考核與評價(jià)重點(diǎn)不是學(xué)生對理論知識的記憶，而是督促學(xué)生在理論知識指導(dǎo)下的“四化”，即對實(shí)際問題思維的邏輯化、思考的形式化、操作的結(jié)構(gòu)化和結(jié)果可視化。因此，在工程學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)考核中，更重視對學(xué)生實(shí)踐過程、操作步驟的評價(jià)，對實(shí)踐結(jié)果的考核權(quán)重反而會弱化。以此方式引導(dǎo)學(xué)生將更多時(shí)間、精力投入到實(shí)踐過程之中。下面舉兩個(gè)實(shí)操案例，供讀者參考。

⑴對設(shè)計(jì)實(shí)施“三否制”，即在規(guī)范的設(shè)計(jì)文檔、可運(yùn)行的軟件或模型、可接受的答辯過程三者之中，任何一個(gè)“不及格”，總成績就不及格。如此方式，對學(xué)生的震撼力是顯然的。事實(shí)上，這也是在向?qū)W生傳遞在工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中就只有“合格”與“不合格”兩級企業(yè)質(zhì)量意識，并非學(xué)校的“五級制”或“百分制”標(biāo)準(zhǔn)。

⑵明確軟件工程專業(yè)學(xué)生提出“除滿足規(guī)定的課程、學(xué)分要求外”，對職業(yè)技能還提出需要達(dá)到下列條件之一的硬性要求：

①通過工信部軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試初級或以上；

②參加學(xué)科、專業(yè)競賽，獲得校級及以上等級的各類獎(jiǎng)項(xiàng)；

③擁有軟件著作權(quán)（前二作者），或發(fā)明專利（前五作者）；

④參與實(shí)際項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、開發(fā)并通過答辯者；

⑤累計(jì)完成4萬行軟件代碼編寫工作量，或一次性通過各學(xué)年的課程設(shè)計(jì)；

⑥畢業(yè)設(shè)計(jì)成績優(yōu)秀、良好以上者。

5 結(jié)論（Conclusion）

本文成果在作者所在的軟件工程專業(yè)開展了教學(xué)實(shí)踐，并取得了良好的實(shí)踐效果，其所在軟件工程專業(yè)分別在2015年和2016年建成為重慶市特色專業(yè)。本文以地方高校的軟件工程專業(yè)為例，開展了新工科建設(shè)實(shí)踐，希望能為新工科建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

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作者簡介：

張小川（1965-），男，碩士，教授.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，人工智能，機(jī)器人.

周龍福（1977-），男，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：云計(jì)算，軟件工程.

凃 飛（1978-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：軟件工程.

曾 鵬（1981-），男，學(xué)士，工程師.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用.