軟件工程人才培養(yǎng)的創(chuàng)新與實踐

金英,馬吉權(quán),青巴圖

摘要：實踐能力的培養(yǎng)一直以來都是工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案的重中之重。尤其對于軟件工程專業(yè)，如何培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識綜合運用的能力，一直是學(xué)生培養(yǎng)中的難題。文章以軟件工程專業(yè)的“頂石”課程的設(shè)置為例，系統(tǒng)介紹了“頂石”課程體系的設(shè)置以及課程內(nèi)容的設(shè)計。經(jīng)過一個周期的實踐表明，頂石課程設(shè)計思想，對提高學(xué)生的綜合實踐能力具有顯著的作用。

關(guān)鍵詞：軟件工程；人才培養(yǎng)；頂石課程

1 引言

培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力是高等教育長期以來不懈的追求。對于工程技術(shù)專業(yè)，無論是對理論知識的理解，還是更好地適應(yīng)未來的工作，都需要學(xué)生具備一定的實踐應(yīng)用能力。對于一個行業(yè)來講，專業(yè)的知識體系往往是發(fā)散的，課程與課程之間的耦合度較低，這無形中就讓學(xué)生很難得到實踐應(yīng)用能力的綜合訓(xùn)練。當(dāng)學(xué)生面對一個實際問題的時候，往往需要綜合運用學(xué)到的知識，再加上個人素質(zhì)和能力的催化才能順利完成任務(wù)。于是，就可以發(fā)現(xiàn)綜合運用知識、個人素質(zhì)和能力這些解決問題的要素，似乎不是某一門課程可以學(xué)到的。

學(xué)生多有眼高手低的毛病，追根溯源，造成這一現(xiàn)象的原因與課程設(shè)置有關(guān)。美國的高等教育非常發(fā)達(dá)，但同樣也面臨著這樣的問題。為了解決這一問題，1998年美國高等教育協(xié)會發(fā)表了《博耶報告》，提出了所謂頂石課程（Capstone Course）的解決方案。其主要思想是指通過在高年級設(shè)置綜合性實踐課程，提高學(xué)生在知、行、情、意四個方面的能力。軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)也主要體現(xiàn)在知、行、情、意四個方面。在知識結(jié)構(gòu)上（知），除了要求軟件開發(fā)的基礎(chǔ)知識外，還要求學(xué)生掌握軟件工程預(yù)算、管理等方面的知識；在實踐方面（行），軟件工程專業(yè)對學(xué)生的實踐能力提出了很高的要求；在團隊合作能力方面（情），軟件項目的研發(fā)一般都需要一個團隊才能完成；在行業(yè)經(jīng)驗方面（意），軟件工程專業(yè)希望能夠培養(yǎng)學(xué)生的行業(yè)風(fēng)險意識。

通過以上的分析不難發(fā)現(xiàn)，軟件工程專業(yè)具備明顯的工程技術(shù)特征，但是現(xiàn)有的課程體系，在課程開設(shè)層面無法為軟件行業(yè)從業(yè)者提供實際應(yīng)用場景的體驗。學(xué)生往往處在“一直在編程，從未做軟件”的學(xué)習(xí)狀態(tài)。如何能夠讓學(xué)生意識并且體驗到軟件項目從立項、實施、驗收的完整過程里所應(yīng)具備的知識和能力是目前軟件工程課程體系中所缺乏的。

2 階段性頂石課程的實施

傳統(tǒng)的頂石課程一般是在高年級的最后階段設(shè)置的一門綜合實踐類的課程，所以學(xué)生往往只有在最后階段才能得到綜合性的訓(xùn)練，這樣的做法往往浪費了在培養(yǎng)過程中學(xué)生綜合能力訓(xùn)練的良好時機。為此本文提出了一種“階段性”頂石課程的設(shè)計理念。

通過這種“階段性”頂石課程的設(shè)置，學(xué)生加深了對先續(xù)理論知識的理解，綜合實踐能力得到了顯著提升。學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量的顯著提升也表明“階段性”頂石課程的開設(shè)對提升軟件工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的作用。

2.1課程的設(shè)置

培養(yǎng)方案中的課程體系及其教學(xué)計劃安排是按照專業(yè)知識的前序后繼關(guān)系構(gòu)建的。但是在實踐教學(xué)培養(yǎng)方案的制定上，往往是以一門獨立的課程為單位，以本門課程的知識體系為基礎(chǔ)組織實踐教學(xué)內(nèi)容。這種培養(yǎng)模式往往忽略了與后續(xù)課程之間在實踐內(nèi)容上的關(guān)系和彼此影響。比如：程序設(shè)計語言類課程往往更多地關(guān)注于程序設(shè)計語言本身，對分析和設(shè)計的要求不高，缺乏關(guān)于軟件系統(tǒng)分析和設(shè)計對學(xué)生的要求，缺少針對求解一個問題的分析與設(shè)計的實踐動手能力的訓(xùn)練。沒有需求分析、沒有程序設(shè)計流程圖、沒有測試，只有最終結(jié)果的驗證。這就造成了到后續(xù)以分析和設(shè)計為主的軟件類課程中，學(xué)生即使學(xué)習(xí)了基本的分析與設(shè)計方法，但是落實到程序的時候仍會習(xí)慣性地陷入程序結(jié)果至上的思維定式之中。

為了改變這一局面，本課題以軟件工程專業(yè)的實踐教學(xué)改革入手，重新梳理了該專業(yè)的培養(yǎng)方案，在實踐教學(xué)層面上明確了課程之間的繼承關(guān)系，減少了教學(xué)內(nèi)容冗余，填補了課程銜接之間部分教學(xué)內(nèi)容的空白。

2.2教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

以軟件工程的培養(yǎng)目標(biāo)為核心，全程貫穿和遞進(jìn)地滲透軟件工程的思想。讓學(xué)生從開發(fā)最簡單的程序開始就進(jìn)行軟件工程思想的訓(xùn)練。為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力，在大二下學(xué)期和大三下學(xué)期設(shè)置了《軟件工程綜合設(shè)計》和《軟件工程專業(yè)綜合實踐》兩門頂石課程。所謂“頂石”課程是美國高校為高年級工程類學(xué)科的學(xué)生開設(shè)的整合性課程，為學(xué)生提供綜合、拓展、批評和應(yīng)用所學(xué)的知識、技能的機會，幫助學(xué)生提高和發(fā)展綜合素質(zhì)。我們根據(jù)人才培養(yǎng)的需要，開設(shè)了“軟件工程專業(yè)綜合實踐”頂石課程，以項目驅(qū)動方式組織教學(xué)，將學(xué)生組成4～6人的團隊，通過指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)應(yīng)用項目的過程，使學(xué)生能夠綜合運用可行性分析、需求分析與系統(tǒng)設(shè)計、編碼與測試、團隊合作、項目管理等重要方法和技術(shù)，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)實踐能力。

大二下學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)完成了《程序設(shè)計基礎(chǔ)》《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》《Java程序設(shè)計》三門程序設(shè)計課程，具備了基本的應(yīng)用程序開發(fā)能力。與此同時，通過《軟件工程概率》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的學(xué)習(xí)，學(xué)生也具備了一定的系統(tǒng)分析與設(shè)計的能力。由于還完成數(shù)據(jù)庫相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)，所以數(shù)據(jù)的存儲采用文件實現(xiàn)。通過《軟件工程綜合設(shè)計》這門頂石課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生得到了初步的面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與實現(xiàn)能力的培養(yǎng)，也為后續(xù)軟件工程類課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

大三階段頂石課程

大三下學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)完成了《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》《軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計》《項目管理與質(zhì)量保證》三門課程的學(xué)習(xí)，具備了基本的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計能力。與此同時，通過《軟件體系結(jié)構(gòu)》《軟件構(gòu)造》《軟件測試》《團隊激勵與溝通》四門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生也具備了一定的軟件分析、軟件設(shè)計與軟件測試的能力。此外，通過《團隊激勵與溝通》這門課程的學(xué)習(xí)，具備了團隊協(xié)作與團隊管理的能力。為此，通過《軟件工程專業(yè)綜合實踐》這門頂石課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生得到了軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計能力的培養(yǎng)，也為后續(xù)學(xué)生的實習(xí)、實訓(xùn)和畢業(yè)論文（設(shè)計）奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3 實施效果及反饋機制

基于全程無縫對接的軟件類實踐教學(xué)培養(yǎng)模式的改革，學(xué)生的實踐能力有了顯著的提升，尤其是在軟件工程相關(guān)文檔的書寫方面有了明顯的進(jìn)步。通過2015屆、2016屆和2017屆的本科畢業(yè)論文可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的畢業(yè)論文質(zhì)量有了明顯提高。

4 結(jié)語

“頂石”課程概念引入國內(nèi)的時間雖然不長，但是其教育理念符合學(xué)生認(rèn)知與實踐能力培養(yǎng)的成長規(guī)律，其核心思想其實就是“學(xué)以致用”。軟件工程專業(yè)學(xué)生引入“頂石”課程的培養(yǎng)方式后，減少了用人單位前期的培訓(xùn)任務(wù)，通過與理論課程的融合，使學(xué)生在校階段就可以得到比較充分的實踐能力訓(xùn)練，為培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才提供了強有力的保障。

編輯/岳鳳