“軟件工程”課程教學改革探索

白鳳鳳，王三虎，劉繼華

(呂梁學院 計算機科學與技術系，山西 離石 033001)

工程教育專業(yè)認證是針對高校工科專業(yè)實施的資格認證，是國際通用的工程教育質量保障制度[1].工程教育認證標準是以學生為中心，以工程實踐能力為導向，以工程專業(yè)職業(yè)為目的，重視理論和實踐相結合，使畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質量標準要求.

《軟件工程》是計算機科學與技術專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，綜合性和實踐性很強.由于教學方法和手段不能適應行業(yè)需求，這門課程一直處于教師教起來不易、學生學起來更難的境況中.課程教學是以教師課堂授課為主，輔助以學生的實驗環(huán)節(jié).課程知識體系中包含的綜合性和復雜性在教學過程中體現不充分.實踐教學部分以固定課時、教師給定任務和要求的方式進行訓練，這種方式對學生工程實踐能力和素養(yǎng)等方面的訓練和培養(yǎng)效果較差，學生不能夠真正理解和掌握軟件工程的內涵.課程考核由平時成績(30%)和期末考試成績(70%)來綜合評定.平時成績主要包括課堂考勤和課堂表現、平時作業(yè)和上機實訓情況.期末考試主要采用閉卷筆試的方式，試題內容僅僅是對基礎理論知識的考核.學生只要考試前突擊學習、死記硬背就可以取得一個理想的成績，這種考核體現不出學生分析、解決實際問題的能力，達不到培養(yǎng)目標的要求.

針對該課程在教學過程中所存在的問題，我系做了多方面的改革探索。先后與思軟等十多家企業(yè)采取了“3+1”模式、“校企合作實訓”等多種培養(yǎng)模式，實現校企人才培養(yǎng)互動互補。但在教學質量方面依然存在培養(yǎng)層次模糊、學生實踐能力欠缺、教學質量評價監(jiān)控機制有待進一步完善等問題。2018年我系在日常教學中引入工程教育認證標準，選擇軟件工程1601、1602兩班為實驗班，從教學內容、教學方法、教學組織、課程考核等角度對《軟件工程》課程的教學進行改革探索，取得了較好的成效。

1 以行業(yè)需求為導向，整合和優(yōu)化教學內容

工程教育專業(yè)認證的標準明確提出畢業(yè)生的必備基本能力和素質，包括專業(yè)基本理論知識、創(chuàng)新態(tài)度和意識、人文社會科學素養(yǎng)、社會責任感和工程職業(yè)道德等[2].根據工程教育認證標準，結合軟件工程課程在專業(yè)認證方面需要具備的認證指標點，在教學過程中，課程組對“軟件工程”課程的內容進一步整合和優(yōu)化，使授課內容更符合市場需求.

1.1 突出項目目標，優(yōu)化教學設計

工程教育認證的核心是“以學生為中心，以成果為導向，以持續(xù)改進為推動力”的教育理念，側重學生對學習知識的理解、掌握和運用能力[3].教學目標(學生預期成果，Outcome)先于教學內容而存在，因而在對課程內容優(yōu)化過程中以成果為導向，每部分內容對應有項目階段目標，如表1.

表1 《軟件工程》課程內容與項目階段目標

圖1 成果導向的教學設計過程及主要環(huán)節(jié)

成果導向的教學設計遵循反向設計原則，主要圍繞四個因素:需求、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系，從需求開始，由需求決定培養(yǎng)目標，由培養(yǎng)目標決定畢業(yè)要求，再由畢業(yè)要求決定課程體系.設計過程及主要環(huán)節(jié)如圖1.

具體做法是：根據IT行業(yè)應用型人才需求，結合當地經濟發(fā)展需求，及時調整人才培養(yǎng)方案，達到提高學生綜合素質、工程實踐能力和創(chuàng)新精神的畢業(yè)要求.結合專業(yè)特點和辦學特點，依據工程認證標準將畢業(yè)要求解析為指標點.在課程體系建設中，畢業(yè)要求指標點為課程評價做支撐，根據課程體系逐步完善適合專業(yè)特點的教學計劃和要求，教學要求指導課程教學，在《軟件工程》課程的教學設計過程中，重點突出知識應用和成果導向，教師和學生在教學過程中模擬真實的案例場景，教學內容圍繞“學生信息管理系統”，以軟件生存周期各階段的工作內容展開.例如：在問題定義模塊中，從實際生活出發(fā)，引導學生發(fā)現“學生信息管理系統”這一項目，完成該部分教學內容的設計；需求分析時，教師和學生分別模擬系統分析員和客戶，在充分溝通和調研的基礎上，系統分析員刻畫出軟件的功能、性能以及建立軟件必須滿足的一些約束等，最終確定該項目“必須做什么”這一核心問題.

1.2 明確教學內容，注重能力培養(yǎng)

基于工程教育認證的軟件工程課程改革的核心是教育產出實施.與傳統教學的區(qū)別在于工程教育認證制定了明確的專業(yè)培養(yǎng)目標和詳細的畢業(yè)要求，因此，課程內容應該支持培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的達成[4].故而，課程組教師在備課時，首先明確教學內容、培養(yǎng)目標以及畢業(yè)要求，其次充分考慮現今軟件與技術使用的實際情況，整合教學內容，去除陳舊和不實用的內容，精選一部分新知識點有針對性地進行補充，切實有效地支撐專業(yè)認證所要求的指標點.如圖2所示.

圖2 《軟件工程》課程教學模塊

2 以學生為中心，改革教學方法

力求設計以能力培養(yǎng)為目標的教學活動，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新意識.

2.1 采用案例教學方法，促進指標點的達成

“軟件工程”課程必須加強培養(yǎng)學生的軟件項目實施能力，因此在教學活動中采用案例式教學方法.課前精心挑選案例，在課堂上通過對該案例的分析，展示工程問題的解決過程，實踐課指導學生對各小組自選軟件項目進行模擬實踐，讓學生掌握對應章節(jié)的知識和技能，掌握軟件項目開發(fā)過程.

2.2 采用小組課堂研討，培養(yǎng)學生的工程能力

“軟件工程”理論知識晦澀難懂.在課堂教學過程中，采用了“學為主體、全員參與、師生互動、少講多練、前后銜接”等措施[5].

課堂研討采用學生分組討論和登臺陳述模式，目的是調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的思辨能力和表達能力.每5位同學課前自由組合成項目小組.課堂討論課題由各小組自己選定，要求學生利用課余時間通過查閱資料或看視頻等形式自學、自主探究等完成課前基礎知識的儲備.

在授課過程中，教師通過問題啟發(fā)和課堂互動，引導學生主動分析問題和解決問題.為了使課堂討論收到良好的效果，教師在問題定義部分讓學生通過研討各小組選擇的課題，從而理解課題來源及意義；在可行性分析部分，按小組研討課題，并最終確定小組課題；在需求分析、總體設計部分充分應用課堂討論，小組成員分別模擬用戶和開發(fā)人員角色討論需求，理解用戶需求的來源，掌握與用戶溝通以及在溝通過程中應具備傾聽、說服和協商的能力.在軟件測試部分，除了讓學生掌握教材上的內容，還要引導學生探討教材之外的基于Android移動平臺的軟件測試以及云計算、大數據的軟件測試[6]方面的問題，讓學生更好地了解行業(yè)需求.

討論結束后，由小組選取一名代表上臺陳述本組的項目，項目小組成員接受其余同學的提問，授課教師在討論中負責主持、引導和點評，記錄小組成員的研討成績.

2.3 加強科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

科技文化活動對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)能力有著十分重要的意義，積極引導和鼓勵學生參加課外科技實踐活動，選拔有創(chuàng)新能力的學生參加“互聯網+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)大賽、“發(fā)現杯”全國大學生互聯網軟件設計大賽、微信小程序等與計算機專業(yè)密切的科技競賽，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新性思維.通過一年的實驗班教學，軟件工程實踐課程中選拔出來的項目取得了令人滿意的成績，獲得省級以上榮譽的學生達到25人次，國家級獎1項、省級獎4項.

3 以持續(xù)改進為核心，建立教學質量監(jiān)控機制

建立“2345”教學質量監(jiān)控與保障體系，從制度上切實保障教學質量，在教學前、教學中和教學后分別對課程安排、培養(yǎng)目標達成進行分析與改進.在評價方式上，系黨政一把手作為教學質量的第一責任人親自抓教學質量，定期召開教學工作會議，及時研究、解決教學工作中的新情況、新問題，不斷推進教學質量的提高.成立了教學指導委員會，在系主任領導下，負責對全系的教學工作、教學質量進行定期或不定期的檢查，做好教學質量監(jiān)控工作.另外，每學期組織期初、期中、期末教學檢查工作，同時根據教學督導的反饋信息，定期或不定期對授課情況、課程體系設置和教學質量進行評價.聘請省內外IT行業(yè)專家及同類本科院校專家對專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行論證，對人才培養(yǎng)方案和教學大綱進行修定，從而構建和改進教學體系并提升教學效益.建立學生網上評教、同行專家評教、學生信息反饋制度.堅持系領導、教研室主任、教師等聽課制度.教師課堂教學質量按學校要求堅持學生、系、學校三級測評辦法，以三級測評的綜合結果，評價教師課堂教學質量，督促教師不斷改進教學方法.我系在質量監(jiān)控中不斷找不足，持續(xù)改進，以便提高教育教學質量.如圖3.

圖3 教學質量監(jiān)控體系

4 以教育產出為目的，改進課程考核方式

課程的考核是實施工程教育認證的最終落腳點，《軟件工程》課程考核在以下幾個方面作了一些改進：

期末筆試試卷考核內容覆蓋畢業(yè)要求能力指標點.試卷題型從多層面、寬領域做到靈活考核，以學生能力培養(yǎng)為目標，不僅做到讓學生掌握基本的概念和理論，而且還要掌握工程問題的基本方法，認識和理解基本的軟件工程學的思想，活學活用，努力做到理論聯系實際，學以致用.

過程性考核主要在平時成績中體現，考核以課堂簽到、課堂研討、軟件開發(fā)各階段文檔和小組項目完成情況等多方面組成，考核學生的軟件開發(fā)能力、團隊合作能力、項目實施和管理能力和創(chuàng)新能力.其中，任課教師對各小組項目的實施過程和文檔定期檢查，并隨時給出評價意見.課程結束時組織小組答辯，最后根據學生考勤、課堂研討參與情況、項目答辯和項目文檔的完成情況，由小組互評和教師評分綜合決定學生平時成績.

5 結語

基于工程教育認證的“軟件工程”課程教學改革實驗一年以來，學生對該課程的學習興趣和學習效果有了很大的提高，課程指標點達成度較高.對提升教學質量，完善教學過程起到了一定的效果.同時也促進教師的專業(yè)技術能力和教學能力，對培養(yǎng)軟件工程應用型人才具有一定的指導作用.