工程教育專業(yè)認證下實踐課程的教學模式研究

潘俊輝, 張強, 王輝, 王浩暢

(東北石油大學 計算機與信息技術(shù)學院， 黑龍江 大慶 163318)

0 引言

我國在2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》的成員，標志著我國工程專業(yè)教育與國際教育的互認[1]。工程教育是高等教育的重要部分，工程教育專業(yè)認證通過實施成果導(dǎo)向的教育最終實現(xiàn)人才培養(yǎng)的工程化目標[2]，其核心理念為：“以學生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進”。在專業(yè)認證中的12條畢業(yè)要求中的8個方面都涉及到了學生解決復(fù)雜工程的能力，因此為達到專業(yè)認證的標準并保證學生的教育質(zhì)量，作為教學者不僅要關(guān)注學生的理論課成績，還應(yīng)將更多的精力投入到實踐課程的教學管理中，這就需要從根本上改善實踐課程教學的方式，轉(zhuǎn)變實踐課程管理的模式。

面向?qū)ο笳n程設(shè)計以C#編程語言為基礎(chǔ)，使軟件工程專業(yè)學生正確理解和掌握面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)理論和方法以及編寫應(yīng)用程序的基本技能，培養(yǎng)學生面向?qū)ο缶幊趟枷牒团d趣，訓練學生項目開發(fā)的能力。本文以工程教育專業(yè)認證為契機，對面向?qū)ο笳n程設(shè)計的教學方式進行分析和總結(jié)，找出當前教學中存在的問題，如教學方式單一,對學生的實踐教學缺少實際工程的實踐培養(yǎng);評價體系制定不合理，導(dǎo)致很難滿足工程教育專業(yè)認證對軟件工程類課程的要求。由此根據(jù)傳統(tǒng)教學存在的諸多問題，本文通過采用混合式教學的方式，將線上(超星學習通平臺)與線下教學相結(jié)合，充分利用線下課堂的有限時間進行集中答疑解惑；課程設(shè)計的實踐過程采用實際工程項目中的部分或者全部，可使學生真正感知所學知識在實際工程中的應(yīng)用；同時調(diào)整課程的評價體系，著重從學生的實際動手能力和對知識點的掌握程度進行打分，通過調(diào)整成績比例更好的進行過程評價，最終能夠達到工程教育專業(yè)認證畢業(yè)要求指標點相關(guān)的課程目標。

1 傳統(tǒng)實踐課程的缺點

1.1 教學模式單一

面向?qū)ο笳n程設(shè)計的開設(shè)是由軟件工程專業(yè)的培養(yǎng)方案決定的，因此該課在授課的過程中，由于受到專業(yè)導(dǎo)向的影響，使得知識點的傳授主要通過課堂上老師的教授為主，雖然采用講練一體的授課形式，在一定程度上能夠加強學生對所學知識點的理解，但由于授課學時的限制，學生們在課堂上練習的時間仍然很短，也就是該課程教學的實施過程主要是注重于教的過程，而對學生知識點掌握程度的情況跟進較少，也就意味著每次課都由教師組織、以教師為中心開展教學活動，教師講什么，學生就能學什么，強調(diào)的是教，導(dǎo)致該課程很難達到專業(yè)認證中“以學生為中心，以成果為導(dǎo)向”的要求。而工程教育專業(yè)認證強調(diào)的是課程的開設(shè)由畢業(yè)要求決定，雖然課程的教學過程仍然由教師組織，但是卻變成學生需要什么，教師就講什么，注重的是學生能力方面的培養(yǎng)，即要以學生為中心開展教學活動。由此傳統(tǒng)單一的只由課堂傳授知識的教學模式需要進行改進，才能達到工程教育專業(yè)認證的產(chǎn)出導(dǎo)向的教育模式的要求[3-4]。

1.2 缺少實際工程的實踐培養(yǎng)

面向?qū)ο笳n程設(shè)計是軟件工程專業(yè)的一門短學期的實踐課程，該課程開設(shè)的目的是在學生掌握了相關(guān)的理論知識，特別是在掌握如何使用ADO.NET訪問數(shù)據(jù)庫的相關(guān)知識后，由教師為每位同學布置需要該生開發(fā)的系統(tǒng)及開發(fā)該系統(tǒng)時的任務(wù)要求，也就是如何讓學生將課堂上所學的理論知識升華到具體的實際開發(fā)，從而進一步鍛煉學生在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計和解決問題方面的能力。但是該課程中教師布置給學生的系統(tǒng)多為自擬題目的開發(fā)系統(tǒng)，沒有以實際中的工程案例為載體，也沒有以實用工程項目為驅(qū)動，導(dǎo)致學生最終實現(xiàn)的系統(tǒng)不能應(yīng)用到實際或在實際的應(yīng)用中存在諸多異常無法正常使用，這樣就會使學生在以后開發(fā)復(fù)雜工程時缺少解決方法和手段，同時對于開發(fā)系統(tǒng)的過程中如何正確使用項目文檔沒有清晰的認識，如何以團隊協(xié)作方式進行項目開發(fā)、如何正確運用軟件工程的思想更加無從談起，那么該課程的開設(shè)就沒有從真正意義上去培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程和實際工程問題的能力，無法完成從知識的傳授到能力的真正培養(yǎng)，使得教師所講的內(nèi)容與社會需求完全脫節(jié)[5-6]。

1.3 課程考評體系主觀化

面向?qū)ο笳n程設(shè)計的成績主要由平時成績、課程設(shè)計報告成績和答辯成績組成，其中平時成績占比20%(主要是課堂上老師布置的作業(yè)和測驗占10%，學生出勤占10%),課程設(shè)計報告成績占比為60%,答辯成績占比20%。該課程考評體系主要存在如下的不足：首先，由于開課院系要求教師對學生的課程設(shè)計報告進行存檔以備檢查、評估或者認證時的使用，因此導(dǎo)致課程設(shè)計報告的成績占比較大，而學生開發(fā)系統(tǒng)的過程及開發(fā)后的系統(tǒng)的優(yōu)劣情況并未在總成績中得以體現(xiàn)；其次，對于課程設(shè)計報告成績和答辯成績，可能會出現(xiàn)個別同學因其文筆和口才較好，在課程設(shè)計報告中能夠把一個普通的開發(fā)系統(tǒng)撰寫得很精彩，答辯時又清晰流利，使得評委老師容易留下較好的印象，從而在課程設(shè)計報告和答辯成績中獲得較高的分數(shù)，而其前期的學習和開發(fā)系統(tǒng)的真實能力并未體現(xiàn)在總成績中，使得最后的成績帶有主觀化；最后，學生對系統(tǒng)的實際開發(fā)過程由其指導(dǎo)教師監(jiān)督和指導(dǎo)，也就是學生的實際開發(fā)情況指導(dǎo)教師最為清楚，但是在總成績中并未設(shè)置指導(dǎo)教師的打分情況，顯然不合適。由此該課程的考核方式不能有效證明課程目標的達成，實施效果不佳。

2 教學模式改革

2.1 線上線下教學相結(jié)合

由于工程教育專業(yè)認證以學生為中心，即學生需要什么，教師就講什么，注重的是學生能力方面的培養(yǎng)，那么對于面向?qū)ο笳n程設(shè)計這門課來講，學生需要的應(yīng)該是掌握更多有關(guān)實際工程開發(fā)的相關(guān)知識，而這些知識的獲得僅靠線上有限的理論課時是不夠用的，因此為了將學生的學習時間有效的加以利用，本課程采用了線上線下相結(jié)合的教學方式，將該課的教學過程分為4次線上課和6次線下課，線上課的教學資源是由本院教師在超星學習通平臺上建立的在線課程，學生通過學習通可提前獲得教師布置的任務(wù)，這樣學生可充分利用其碎片時間，帶著問題在線上進行學習，而且每個知識點都是以微課的形式提供的，使學生在學習中能夠更多地集中注意力，能夠積極思考問題，從而提高學生的執(zhí)行力。

由于面向?qū)ο笳n程設(shè)計更多注重的是學生動手實踐能力的培養(yǎng)，從而能夠為以后的實際項目開發(fā)做準備，因此這就要求教師在線上課程的安排中應(yīng)更多地根據(jù)實際工程的開發(fā)過程對學生進行知識的傳授，如在線上微課中應(yīng)介紹有關(guān)項目開發(fā)文檔如何進行制作，團隊之間如何進行合作等更多接近實際的知識點，而且學生的碎片時間不能無限制地被占用，視頻多了反而使學生失去了學習的興趣，這就需要教師在有限的線上課程中為學生提供最精簡的視頻，視頻精簡但知識點不精簡，另外實際工程的開發(fā)是由多人合作共同完成的，這樣教師可把學生分成不同的小組，采用小組合作共同學習的模式，不僅能讓學生體會到共同合作的優(yōu)點，彌補個人能力不足的問題，還能夠通過小組之間的相互探討解決更多的問題，從而為教師在線上授課爭取更多的時間。

教師線下課程的工作則由原來所有知識點的講授轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳适谡n，一是在課堂上集中精力講授課程的重點和難點部分，即所謂的精講；二是針對學生通過線上平臺反饋的學習過程中存在的問題，進行討論答疑解惑，即所謂的準講。之所以要進行精準授課的目的是要以問題為導(dǎo)向，讓學生自主去思考、去學習，授學生以漁，這樣能把更多的課堂時間還給學生，讓學生用于小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂、完成在線測試等教學環(huán)節(jié)，這樣不僅使課堂的時間得以高效利用，又可以提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

2.2 實踐教學解決思路

實踐教學過程中，如果通過采用實際工程項目中的部分或者全部，可使學生真正感知所學知識在實際工程中的應(yīng)用，從而能使學生告別“紙上談兵”，激發(fā)學生的興趣，提高學生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。這就需要在課程實施的過程中通過引入實際工程項目，以此為依托，針對課程教授過程的知識點細化該工程項目，這樣學生可在學習的過程中，通過對實際項目進行開發(fā)，逐漸掌握知識點的同時，獲得寶貴的開發(fā)經(jīng)驗和創(chuàng)新能力，達到“以學生為中心”的目的。

因此根據(jù)分析，針對面向?qū)ο笳n程設(shè)計后期的實踐過程，教師可通過模擬軟件開發(fā)公司開發(fā)實際項目的形式組織學生進行實踐。由于實際工程的開發(fā)都是由多人合作共同完成的，因此可將學生分配到不同的開發(fā)小組，每個小組中的成員可由學生自己進行組合，老師適當?shù)剡M行優(yōu)劣調(diào)整，小組成員通常由3-5人組成，且組內(nèi)通過投票或者推薦的形式設(shè)立組長一名。在具體的實踐過程中，學生所需要的知識不僅包括前期線上線下授課學到的知識，還會涉及到?jīng)]有學過的一些知識，那么學生就需要通過自學彌補這部分空缺的知識，這樣做不是因為教師前期知識點沒有講到，而是因為在實際工程開發(fā)的過程中，會遇到很多知識是學生們沒有學習過的，那么學生就可以通過自學去培養(yǎng)個人的獨立學習、獨立分析和獨立解決問題的能力。經(jīng)過分組后，該課程實踐過程的實施包括三種角色，即教師、組長和成員，組長負責整個小組的管理工作，每個組長不僅要提供一份詳細的需求報告，還要進行項目中功能的劃分、模塊的設(shè)計以及成員的管理等工作，小組成員應(yīng)積極配合并聽從組長的安排，組長會根據(jù)每個組員的貢獻情況在課程設(shè)計成績中占有一定的話語權(quán)。教師的工作則變成了“旁聽”，不會參與任何的討論，也就意味著項目的整個開發(fā)過程，包括需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計到項目的編碼、測試和課程設(shè)計報告均由小組內(nèi)的成員共同開發(fā)完成，這樣可在最大程度范圍內(nèi)提高學生的實際動手能力和創(chuàng)新能力，使學生能夠切身實際地體驗到所學知識在實際工程中的應(yīng)用。

2.3 構(gòu)建新的考評體系

面向?qū)ο笳n程設(shè)計原有的成績組成為平時成績、課程設(shè)計報告成績和答辯成績。該成績的構(gòu)成一是沒有體現(xiàn)學生開發(fā)系統(tǒng)的實際過程及開發(fā)后系統(tǒng)的優(yōu)劣情況，二是由于評委對部分學生的報告和答辯情況帶有一定的主觀性。因此，對該課程的考評體系重新進行了構(gòu)建。

針對考評體系中成績比例分配不合理，對該課程采用了新的評價比例，平時成績的占比不變，仍然為課堂上老師布置的作業(yè)和測驗占10%，學生出勤占10%；將課程設(shè)計報告成績由原來的占比60%縮減為30%，原因是課程設(shè)計報告只是最終形式上的一個紙質(zhì)報告，并不能體現(xiàn)出該紙質(zhì)報告形成的過程，也就是學生們開發(fā)系統(tǒng)的實際過程及開發(fā)后系統(tǒng)的優(yōu)劣情況，因此為了滿足專業(yè)認證中過程性的要求，要求學生上交開發(fā)后的項目并同時對開發(fā)程序工程中所涉及到的所有電子文件進行電子存檔管理，該部分的成績占比為20%；另外由于指導(dǎo)教師從開始到結(jié)束一直參與了學生的課程設(shè)計，因此指導(dǎo)教師對每個同學在實際項目開發(fā)過程中的貢獻情況、表現(xiàn)情況以及小組之間的合作能力等方面最為清楚，因此增加10%的指導(dǎo)教師成績；然后對占比20%的答辯成績的形式進行調(diào)整，由原來答辯時進行幻燈片演示加講解和評委提問的形式，在此答辯的基礎(chǔ)上加上學生對自己開發(fā)項目的展示。

3 教學效果分析

將本文提出的幾點關(guān)于“面向?qū)ο笳n程設(shè)計”改進的教學方式在本院軟件工程專業(yè)的2018級學生上進行了應(yīng)用和實施，與前幾級的學生相比，首先2018級學生的自學能力有了顯著的提高，在遇到涉及項目開發(fā)中自己不懂的、同時課堂上又沒有學到的知識時主動去查閱相關(guān)資料；其次由于采用了小組合作開發(fā)工程的模式，使得小組中學生之間在遇到問題時能夠及時進行溝通、交流并解決問題，增強了學生的團隊合作能力；最后由于選擇的工程項目來自于實際工程的全部或者部分，學生解決復(fù)雜工程問題的能力得以提高，同時也提高了學生的創(chuàng)新能力。

4 總結(jié)

本文針對“面向?qū)ο笳n程設(shè)計”這門實踐課程的特點，分析該課程目前在工程教育專業(yè)認證下存在的問題，針對缺點通過在課程前期采用線上線下教學相結(jié)合,課中采用開發(fā)實際項目的形式組織學生進行實踐，課程后期構(gòu)建新的考評體系等方法實現(xiàn)“以學生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進”的工程教育專業(yè)認證的理念。本文提出的教學模式，不僅提高了學生的自學能力和解決復(fù)雜工程的實踐能力，同時增強了學生的溝通能力和團隊合作能力，能夠為該專業(yè)后期的畢業(yè)設(shè)計及就業(yè)情況打下堅實的基礎(chǔ)。