新工科與工程認證背景下軟件工程課程教學改革研究

趙 震，林 碩，王嘉欣

（1.渤海大學信息科學與技術學院，遼寧 錦州121013；2.遼寧理工職業(yè)大學軟件學院，遼寧 錦州121013）

0 引言

在科技日新月異的今天，第四次工業(yè)革命已悄然開始，我國正在向工業(yè)強國的行列闊步邁進.2016年6月我國正式加入了國際上具有最大影響力的工程教育學位互認體系《華盛頓協(xié)議》，實現(xiàn)了通過認證協(xié)會認證的工程專業(yè)的畢業(yè)生學位在《華盛頓協(xié)議》成員內的互認，這將極大地提高我國工程教育的國際影響力［1］.至此，工程教育已經(jīng)成為我國高等教育的重要組成部分，它將在國家新型工業(yè)化進程中，為形成與發(fā)展門類齊全、獨立完整的工業(yè)體系而培養(yǎng)更多合格的人才而發(fā)揮不可替代的作用.

幾乎與此同時，我國教育部于2017年恰逢其時的推出“新工科”計劃［2-4］.新工科是新時代工程教育的改革創(chuàng)新，是面向未來的主動謀劃，旨在培養(yǎng)適應和引領新一輪產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才，契合了中國制造“2025”戰(zhàn)略需要.新工科建設著眼于科技強國的基本邏輯，立足創(chuàng)新，引領未來，強調科學基礎、交叉融合和實踐創(chuàng)新.幾年來，新工科建設已經(jīng)成為全國高校的廣泛共識并付諸積極行動.

作為地方性高校，應緊緊抓住時代契機，全面融入工程教育認證與新工科建設的熱潮，積極重構工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質量，主動服務區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有效轉化高水平創(chuàng)新成果［5-6］.

1 《軟件工程》課程改革的意義

《軟件工程》是計算機科學與技術、軟件工程等專業(yè)的最重要的核心專業(yè)課之一，是一門理論性、綜合性和實踐性較強的課程，以培養(yǎng)學生完整嚴格的軟件工程理念、訓練軟件項目開發(fā)和管理能力為目標.通過本課程的理論教學，要求學生了解軟件項目開發(fā)和維護的一般過程，建立良好的軟件設計開發(fā)理念，能自覺按照軟件工程的方法進行軟件的開發(fā)和維護工作，掌握軟件開發(fā)最新的方法與技術，學會使用分析設計工具，培養(yǎng)學生用工程的方法進行軟件開發(fā)的能力和素質.通過本課程的實踐教學，使學生能夠進行軟件工程項目分析、設計和實現(xiàn)，以及進行有效的項目管理和文檔編寫能力.為適應計算機應用各領域對專業(yè)技術人才的需求，根據(jù)應用型本科技術人才培養(yǎng)目標，需要堅持課程體系的科學性、系統(tǒng)性與開放性，關注計算機軟件技術發(fā)展研究的最新動向，及時更新與充實課程內容.

在國家大力提倡新工科與工程認證的大背景下，當前軟件人才的培養(yǎng)卻存在著理論教學與行業(yè)脫節(jié)，實踐教學與企業(yè)脫軌的普遍現(xiàn)象.隨著大數(shù)據(jù)與人工智能技術的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)顯得越來越重要，《軟件工程》課程作為軟件學科中最核心的課程更是起到了至關重要的作用.為了適應軟件人才培養(yǎng)的新需要，培育行業(yè)認可的高質量軟件工程專業(yè)畢業(yè)生，在新形勢下研究《軟件工程》課程的教學如何適應新工科與工程認證的理念顯得至關重要，全國各高校的諸多教學同行對《軟件工程》課程的教學模式改革進行了研究與探討［7-11］.一線教師必須要解放思想、轉換觀念，對舊有的《軟件工程》課程教學模式進行改革，積極探索《軟件工程》課程教學的新理念、新方法，對教學模式進行必要的創(chuàng)新.

2 《軟件工程》課程教學改革的設計思路

為了能夠培養(yǎng)工程認證背景下適應新工科發(fā)展方向的高質量應用型創(chuàng)新人才，提高學生完成不同軟件開發(fā)任務中的創(chuàng)新與實踐能力及綜合素養(yǎng)，我校的《軟件工程》課程改革以新工科建設思想為指導，遵從工程認證的理念，從教學模式的建設入手，對教學大綱、教學計劃、教學方法、評價體系進行持續(xù)改進，在教學全過程中重點加強實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).《軟件工程》課程改革的基本框架如圖1所示.

圖1 《軟件工程》課程改革基本框架

對《軟件工程》課程進行改革的目標是根據(jù)《軟件工程》課程的特點和存在的問題，實施以“學校教學為主、企業(yè)實踐為輔”的主導思想，以“學生為中心、教師全程參與”的教學模式，激發(fā)學生學習的動力，提高學生實踐和創(chuàng)新水平，具體教學改革內容包括以下幾個方面.

（1）明確培養(yǎng)目標

明確培養(yǎng)目標就是明確學生通過課程的學習最終能夠取得的學習成果.教師根據(jù)學生多元的個性化學習要求，配合學生在學習過程中完成對自我實現(xiàn)的挑戰(zhàn)，最后再用這些成果反饋來改進原有的教學設計與方案.所有的教學過程和方案的制定必須以培養(yǎng)目標為導向，不斷對教學大綱、教學計劃進行修改，持續(xù)優(yōu)化課程體系.

（2）夯實理論教學

軟件理論是搭建軟件工程這座高樓大廈的根基.首先，理論教學并不是一成不變的，作為一線教師必須緊跟軟件工程發(fā)展的前沿，了解軟件工程的最新技術理念.其次，要組建優(yōu)秀的軟件工程教師團隊，共同進行教學研究，明確知識講授的側重點，對課堂理論學時進行合理分配，達到最佳教學效果.

（3）突出實驗實踐

針對《軟件工程》課程理論難于理解，相對枯燥的特點，應選擇貼近生活、易于理解、難度適中的項目案例進行實驗實踐教學.項目案例要能夠貫穿生命周期，覆蓋對應的理論知識，并設置相應的問題供團隊討論，通過學生積極思考并依靠團隊來自主解決問題，從中積累項目經(jīng)驗以及培養(yǎng)團隊合作的意識.

（4）鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是考查學生對所學專業(yè)知識的綜合運用能力的試金石和練兵場.鼓勵學生盡可能的參加學科競賽和進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實操對于加深學生對課程內容的理解大有裨益.因此，我們在《軟件工程》課程考核方案中加入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學科競賽的考核內容和考核標準，對學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學科競賽進行積極引導和鼓勵.從理論與實踐教學就開始滲透創(chuàng)新思維，讓學生從理論與實踐課堂的亦步亦趨進入創(chuàng)新競賽的真刀真槍，從而提升學生的創(chuàng)新能力，達成培養(yǎng)目標的要求.

（5）貫穿課程思政

課程思政是幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀的有效手段.結合《軟件工程》課程特色，我們明確了《軟件工程》課程思政建設方向和重點，科學設計《軟件工程》課程思政建設目標，優(yōu)化課程思政教學設計，將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)緊密融合.在課程中加入思政內容，教師更能通過這些教學內容激發(fā)學生的自主學習動力，調動學生的學習積極性，在正能量中進行師生互動，教師講課有激情，學生聽課有興致，從而構成良性的教學循環(huán).

3 《軟件工程》課程教學改革的具體實踐

3.1 構建科學的課程體系

針對《軟件工程》課程體系建設的具體改革措施，最重要的就是制定科學合理的培養(yǎng)目標，并以培養(yǎng)目標為導向優(yōu)化課程體系，修改課程教學大綱和教學案例，改革課程考核機制，組建優(yōu)秀的教師團隊、配置合適的軟硬件教學環(huán)境，依據(jù)具體的教學實踐效果對以上內容實施持續(xù)改進.《軟件工程》課程指標體系必須遵從培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標，《軟件工程》課程培養(yǎng)的畢業(yè)生需要達到的指標點與培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求相互對應，其對應關系如表1所示.

表1 《軟件工程》課程畢業(yè)要求與指標點關系

3.2 協(xié)調統(tǒng)一理論與實踐

傳統(tǒng)的《軟件工程》教學模式中，理論教學與實踐教學關聯(lián)度低，理論教學知識點抽象難懂，多是按照教材目錄編制教學日歷，這與軟件工程的生命周期并不對應，實驗實踐教學案例過于簡單，與生產(chǎn)實際差距較大.針對存在的問題，選擇了一個難度適中的項目案例，貫穿理論教學與實踐教學之中，實現(xiàn)了全生命周期的知識點覆蓋和與實踐檢驗.通過項目滲透、案例精講、師生互動、分組討論等教學方式和手段豐富課堂教學形式.優(yōu)化課時分配，壓縮理論學時數(shù)，增加實驗與實踐學時數(shù)，通過全程項目案例教學統(tǒng)一理論教學與實踐教學，增強學生的學習興趣，提高課堂教學質量.教師通過實驗與實踐教學環(huán)節(jié)引導學生組建項目團隊主動完成項目任務，培養(yǎng)學生對復雜軟件工程問題的分析、設計、測試等貫穿軟件開發(fā)的整個生命周期的各種能力.項目成員共同完成整個項目的過程，包括需求分析、概要設計、系統(tǒng)實現(xiàn)、系統(tǒng)測試、部署驗收等.同時在生命周期的各個階段都要強調軟件開發(fā)與文檔撰寫并重.

3.3 鼓勵參加雙創(chuàng)與競賽

教育部國辦發(fā)［2015］36號文件中，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中教學方法和考核方式改革做出了明確指示［12-13］.本教學改革以該文件作為指導，鼓勵選課學生積極參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和各類計算機相關的學科競賽.競賽大多采用較新穎的技術方法，這些內容能夠更好的與企業(yè)的需求接軌.我們將其加入到課程的過程化考核之中，按照獲獎級別獲得相應的分數(shù)，調動學生的參賽積極性.

通過參加雙創(chuàng)項目和學科競賽，學生的工程能力獲得了很大的提高，同時學生們的創(chuàng)新思維得到了拓展，團隊合作能力得到鍛煉，職業(yè)素養(yǎng)得到積累.其中，每年有多組學生團隊憑借自己的項目在中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國大學生計算機博弈大賽等比賽中獲得較好的名次，并獲批了國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目.也有非常多的同學在省賽校賽中獲獎，部分創(chuàng)新團隊的作品獲得了軟件著作權授權.

3.4 始終貫穿課程思政教育

結合本校辦學定位、專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求，我們明確了《軟件工程》課程的課程思政建設目標，制定了本課程的課程思政建設綱要，甄選課程思政教學案例，在教學全過程始終貫穿課程思政教育，將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)緊密融合.

課程思政建設方面需要在編寫教材、制定課程標準與教學計劃、設計教學環(huán)節(jié)、制作微課等方面進行內涵建設.將職業(yè)道德、職業(yè)操守、職業(yè)精神、遵規(guī)守紀、個人品德等思想價值觀念融入課程教學方案、課程標準、教學計劃等教學全過程，實現(xiàn)軟件專業(yè)知識與思政內容的深度融合.研究和探尋適宜有效的教學方法因地制宜地引領學生積極主動學習，用靈活的方式把思政知識融入教學案例，潛移默化的教育學生.升級與優(yōu)化課程的考核方案，將課程專業(yè)知識和技能模塊的考核與課程思政內容的考核進行有機重組，高度融合.使學生掌握法律法規(guī)知識，增強知識產(chǎn)權意識，具有從事軟件從業(yè)崗位工作的專業(yè)素質和就業(yè)能力，養(yǎng)成良好的職業(yè)操守.

經(jīng)過兩個學期的思政實踐，本課程引入思政教育的授課形式得到了學生及其他專業(yè)課教師的充分肯定，反響良好，其他課程也將逐步加入到課程思政的教學改革中，將思政教育真正融入到專業(yè)教育之中，在潛移默化中對學生樹立正確的世界觀和價值觀起到正面作用.

3.5 合理利用校企合作資源

為了讓學生與企業(yè)“零距離”接觸，本課程充分利用校企合作資源.學生可以進入我校與中軟國際共建的校園實訓基地學習，實訓基地全部使用企業(yè)真實案例為學生授課與實訓，通過實訓項目來鍛煉學生的實踐動手能力.學生也可以直接到企業(yè)去頂崗實習，企業(yè)變成了學生在校期間的第二課堂，為學生提供真實的企業(yè)環(huán)境、工程經(jīng)驗、工作壓力、項目流程、就業(yè)體驗.通過這些方式，學生既鍛煉了實操能力，同時也熟悉了企業(yè)的管理與運行機制，同時了解自身的不足，不斷補齊短板.

除此之外，教師需要鼓勵學生參加企業(yè)組織的各類競賽，學校積極為學生創(chuàng)造良好的硬件實踐環(huán)境，企業(yè)為這些競賽提供資金資助并配備專門的指導教師.學生也可充分利用教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目中企業(yè)提供的云平臺資源來學習.這些機制充分激發(fā)了學生進行創(chuàng)新實踐的興趣，有效地提高了學生的創(chuàng)新實踐能力.

3.6 深化課程考核機制改革

《軟件工程》課程的考核應盡量做到客觀、全面、準確的評價學生各方面能力，促進學生的自學能力和綜合素質的提升.我們對《軟件工程》課程考核方案進行升級與優(yōu)化，課內與課外考核相結合，線上考核與線下考核相補充，豐富課程考核方式，同時將課程專業(yè)知識和技能模塊的考核與課程思政模塊的考核進行有機重組，高度融合.

目前這門課的總的評價方式包括期末試卷和平時的過程化考核兩大部分.過程化考核評價方式又分為課內考核和課外考核.課內考核主要是理論與實驗課中的隨堂測試.課外考核包括項目案例的考核以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽考核，其中項目案例是教師指定范圍的訓練項目，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽是學生自主參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與學科競賽的項目以及企業(yè)頂崗實習項目或企業(yè)比賽.

另外，課程考核中加入了課程思政考核的內容，課程思政考核方式可通過在線問答、小組合作討論、項目案例分析等多元化方式，著重考核學生是否具備了良好的職業(yè)道德，是否知法懂法，是否樹立了正確的職業(yè)觀和價值觀，是否有愛黨愛國之心，學習過程中產(chǎn)出的成果是否傳遞了積極的正能量.對于帶有錯誤的思政方向的作業(yè)、軟件實行一票否決，對于宣傳正能量，展現(xiàn)正確價值觀的學生作品進行鼓勵.

4 結束語

在新工科建設與工程認證的背景下，本文對《軟件工程》課程教學改革進行了深入的研究.分別在培養(yǎng)目標、課程體系、實驗實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、課程思政、考核體系等方面做了積極探索，有力的將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學科競賽項目以及課程思政等內容真正融入到《軟件工程》的課程培養(yǎng)體系之中.作為計算機類核心課程，本教學改革研究將對同一課程群的其他課程具有一定的輻射示范作用和借鑒推廣價值.