面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程群體系中的軟件工程課程教學(xué)改革

楊燾 付冬梅 袁立 李玉玲

［摘 要］工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是實(shí)現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。高校課程群體系是各學(xué)科課程之間的融合，以幫助學(xué)生建立知識(shí)整體聯(lián)系。為進(jìn)一步提高工程認(rèn)證教育理念下課程群體系教學(xué)質(zhì)量與效果，文章以智能技術(shù)課程群內(nèi)的軟件工程為案例，對(duì)該課程進(jìn)行了教學(xué)改革與實(shí)踐。改革后的教學(xué)方案符合專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，聚焦“以學(xué)生為中心”的能力培養(yǎng)，教學(xué)效果良好，課程教學(xué)達(dá)成度達(dá)到專業(yè)畢業(yè)要求，為今后持續(xù)深入的工程教育專業(yè)認(rèn)證教學(xué)改革提供了借鑒。

［關(guān)鍵詞］軟件工程；工程教育專業(yè)認(rèn)證；課程改革

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2022）12-0043-04

工程教育專業(yè)認(rèn)證是針對(duì)高等教育工程類專業(yè)實(shí)施的專門性認(rèn)證[1-2]，其核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生是否達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念，北京科技大學(xué)（以下簡稱“我?！保┳詣?dòng)化專業(yè)確定了專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求指標(biāo)，并根據(jù)各課程之間的內(nèi)在邏輯與內(nèi)容的承接關(guān)系構(gòu)建了課程群體系。

智能技術(shù)課程群是典型的自動(dòng)化專業(yè)課程群體系之一，由隨著人工智能與工程技術(shù)發(fā)展而相互關(guān)聯(lián)的若干門課程構(gòu)成，包括兼顧工程思想與實(shí)踐的軟件工程、側(cè)重技術(shù)基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、以智能理論為主的模式識(shí)別和以知識(shí)應(yīng)用為輸出的數(shù)字圖像處理技術(shù)課程。該智能技術(shù)課程群以工程教育專業(yè)認(rèn)證為指導(dǎo)，從基礎(chǔ)知識(shí)到實(shí)踐應(yīng)用，在圖像、數(shù)據(jù)和應(yīng)用研發(fā)等方面，將學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的中心，關(guān)注學(xué)生能夠獲得的工程技術(shù)能力與解決實(shí)際工程問題的能力，開展了一系列的教學(xué)改革及實(shí)踐工作，以培養(yǎng)高水平、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力的自動(dòng)化專業(yè)人才。

本文以智能技術(shù)課程群中的軟件工程課程為抓手，闡述在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的教學(xué)改革與實(shí)踐工作。軟件工程是一門指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)與維護(hù)的綜合性課程[3]，旨在培養(yǎng)學(xué)生的軟件應(yīng)用研發(fā)相關(guān)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力[4-5]。我國社會(huì)各行業(yè)對(duì)軟件人才的需求較為強(qiáng)烈[6]，高校迫切需要在軟件工程的人才培養(yǎng)上進(jìn)行規(guī)劃與實(shí)施。

以工程教育專業(yè)認(rèn)證要求為導(dǎo)向，軟件工程課程對(duì)教學(xué)的三個(gè)方面開展改革，包括：（1）明確課程目標(biāo)與專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求的關(guān)系；（2）調(diào)整和優(yōu)化課程的考核方式；（3）課程群方式的課程內(nèi)容優(yōu)化。以上是軟件工程課程要達(dá)到專業(yè)認(rèn)證目標(biāo)必須進(jìn)行的改革任務(wù)。

一、原課程存在的問題

（一）尚未明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)關(guān)系

原軟件工程課程以章節(jié)組成的教學(xué)日歷形式給出教學(xué)目標(biāo)，并未考慮工程教育專業(yè)認(rèn)證的學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)。在這種情況下，相關(guān)教學(xué)活動(dòng)沒有站在人才培養(yǎng)的高度上，沒有體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)的支撐關(guān)系。

（二）單一的課程考核與評(píng)價(jià)方式

原軟件工程課程的考核與評(píng)價(jià)方式存在“重知識(shí)，輕能力”的現(xiàn)象，主要以平時(shí)作業(yè)、考勤和期末考試為主，且期末考試占了很大比重。這種情況與工程教育專業(yè)認(rèn)證提倡的面向行業(yè)需求的、強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)和能力訓(xùn)練的教育模式是相悖離的?？己诵问降亩鄻有耘c平時(shí)考核比重的提升是專業(yè)認(rèn)證指導(dǎo)下需要改進(jìn)的方面。

（三）孤立的課程教學(xué)內(nèi)容

原軟件工程課程的教學(xué)內(nèi)容以書本為主，概念性知識(shí)點(diǎn)繁多且文字量大。另外，因?qū)W時(shí)有限，講授過程只能以描述概念與現(xiàn)象為主[7]。這一點(diǎn)與工程教育專業(yè)認(rèn)證中的“目標(biāo)導(dǎo)向”理念不相符，即未能理論聯(lián)系實(shí)際，從而拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力。思考如何采用課程群中各課程之間的前后承接關(guān)系，達(dá)到知識(shí)貫通和相互應(yīng)用的效果，是該課程在專業(yè)認(rèn)證啟發(fā)下的優(yōu)化方向。

二、課程方案的改革和優(yōu)化措施

（一）確立課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)的關(guān)系

軟件工程課程使學(xué)生掌握軟件與軟件工程基本概念和基本知識(shí)，能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的編程思想，通過面向?qū)ο蠓治龊统Ｓ玫脑O(shè)計(jì)工具，建立軟件設(shè)計(jì)模型等，最終實(shí)現(xiàn)軟件項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)工作。由此，確立的課程目標(biāo)如表1所示。

為了能有效地支撐畢業(yè)要求指標(biāo)，將畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)經(jīng)過細(xì)化分解，落實(shí)到每一個(gè)課程目標(biāo)上，從而確定課程目標(biāo)與畢業(yè)要求之間的關(guān)系，如表2所示。

確立課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)的關(guān)系之后，課程教學(xué)目標(biāo)將從傳統(tǒng)的知識(shí)掌握轉(zhuǎn)換為“以學(xué)生為中心”的能力培養(yǎng)。此外，根據(jù)如表2所示的關(guān)系，課程中的教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容設(shè)置將以畢業(yè)要求為中心，側(cè)重不同知識(shí)點(diǎn)對(duì)指標(biāo)點(diǎn)的不同支撐貢獻(xiàn)，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)，如表3所示。

（二）多樣化的教學(xué)考核與評(píng)價(jià)優(yōu)化措施

工程教育專業(yè)認(rèn)證要求課程評(píng)價(jià)在“知識(shí)、能力、素質(zhì)”多個(gè)方面有所體現(xiàn)。為此，將課程考核方式分為三個(gè)方面：（1）過程成績，包括課堂出勤、平時(shí)作業(yè)和隨堂參與度，其中隨堂參與度采用了信息化教學(xué)軟件平臺(tái)，如雨課堂等方式，增加教師與學(xué)生的互動(dòng)頻率；（2）小組成績，課程將設(shè)置若干個(gè)應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)企業(yè)的軟件系統(tǒng)的題目，每6～8個(gè)學(xué)生形成一組，小組內(nèi)部根據(jù)軟件工程的基本原理和方法，討論在設(shè)計(jì)這些軟件系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該使用的技術(shù)、方法和流程，來實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)想的目標(biāo)，并給出小組討論結(jié)果；（3）報(bào)告成績和考試成績，報(bào)告是讓學(xué)生針對(duì)單一明確的軟件設(shè)計(jì)任務(wù)，使用所學(xué)的方法來撰寫一份設(shè)計(jì)報(bào)告，考試即期末閉卷考試，考查學(xué)生對(duì)總體課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

以上三種方式的考核評(píng)價(jià)應(yīng)與課程目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的思想，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到學(xué)生畢業(yè)要求的具體指標(biāo)上，達(dá)到可操作、可檢查、可執(zhí)行的考核評(píng)價(jià)目的，從而反饋到課程教學(xué)環(huán)節(jié)中，檢驗(yàn)是否達(dá)到學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)要求。

改革優(yōu)化后的考核方式與評(píng)價(jià)，采用了多種形式相結(jié)合的方法，加大了平時(shí)考核的比例，減少了期末考核的比重，且貫穿整個(gè)教學(xué)過程，更加注重過程化考核。這樣可以有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)平時(shí)知識(shí)積累的重視，教師也可在考核中發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)反饋調(diào)整，以獲得更好的教學(xué)效果。

（三）課程群內(nèi)相關(guān)聯(lián)的鏈條式教學(xué)內(nèi)容

首先，考慮工程教育專業(yè)認(rèn)證中的“目標(biāo)導(dǎo)向”理念，以提升工程素質(zhì)和實(shí)踐能力為出發(fā)點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，將課程知識(shí)點(diǎn)融入軟件工程的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，將講授過程轉(zhuǎn)換為從案例到一般性原則的過程，由淺入深地讓學(xué)生掌握知識(shí)概念及應(yīng)用層面。其次，考慮智能技術(shù)課程群建設(shè)，這是由軟件工程與面向程序語言設(shè)計(jì)、數(shù)字圖像處理技術(shù)和模式識(shí)別三門課程形成的一種小型教學(xué)培育網(wǎng)絡(luò)[8]，其所提供的課程內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)、相互依托。由此，改革軟件工程的教學(xué)內(nèi)容，形成一種項(xiàng)目案例型教學(xué)方法。

該教學(xué)方法主動(dòng)引導(dǎo)和聯(lián)系課程群內(nèi)不同課程之間的承接關(guān)系，設(shè)計(jì)相應(yīng)的鏈條式教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用案例中，學(xué)習(xí)到軟件工程的基本知識(shí)，實(shí)現(xiàn)在課堂中理論聯(lián)系實(shí)踐的目的?；谡n程群教學(xué)內(nèi)容的改革優(yōu)化，學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)軟件工程的同時(shí)，為后續(xù)的圖像處理和模式識(shí)別熱點(diǎn)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和應(yīng)用研究打下基礎(chǔ)，提升實(shí)踐應(yīng)用能力。如圖1所示。

不同于以書本為主的知識(shí)傳授，改革后的內(nèi)容以實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用案例為入口，拆解出各教學(xué)單元中的軟件工程課程知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)化和凸顯重點(diǎn)和難點(diǎn)，使得課程教學(xué)過程有所側(cè)重，達(dá)到部分知識(shí)學(xué)生可自學(xué)、難點(diǎn)知識(shí)由教師點(diǎn)撥的彈性學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，利用課程群的建設(shè)機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，將軟件工程課程內(nèi)容與其他課程學(xué)習(xí)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，形成鏈條式教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用前序課程的知識(shí)點(diǎn)解決后序課程的實(shí)際問題，在經(jīng)過軟件工程課程的工程化思維鍛煉后，能夠更好地從應(yīng)用角度理解圖像以及視覺識(shí)別等復(fù)雜理論問題。

三、改革優(yōu)化的教學(xué)效果

按照工程教育認(rèn)證教學(xué)規(guī)范，本文以2019—2020年秋季學(xué)期的整個(gè)教學(xué)活動(dòng)為例，根據(jù)改革優(yōu)化給出的表2和表3中的課程目標(biāo)、考核、評(píng)價(jià)和畢業(yè)要求之間的關(guān)系，以及整個(gè)學(xué)期學(xué)生的實(shí)際考核結(jié)果，計(jì)算軟件工程課程目標(biāo)達(dá)成和畢業(yè)要求指標(biāo)達(dá)成的情況，如表4所示。

上述評(píng)價(jià)結(jié)果將基礎(chǔ)知識(shí)、課堂表現(xiàn)、個(gè)人作業(yè)和團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目結(jié)合在一起，具備知識(shí)考核和能力評(píng)價(jià)的雙重功效。從達(dá)成度結(jié)果來分析，課程目標(biāo)1至目標(biāo)4屬于對(duì)主要或重點(diǎn)知識(shí)的掌握和理解，通過采用改革措施中的將課程知識(shí)點(diǎn)融入課程群建設(shè)下的實(shí)際應(yīng)用案例的方式，以及優(yōu)化考核方式和評(píng)價(jià)等方案，整體達(dá)成情況均滿足期望要求。課程目標(biāo)5屬于過程考核的重點(diǎn)，達(dá)成情況滿足要求，但也說明學(xué)生的過程學(xué)習(xí)還有進(jìn)一步提升的空間。對(duì)于畢業(yè)要求指標(biāo)達(dá)成而言，學(xué)生均達(dá)到了要求，其中編號(hào)10.2和11.4的指標(biāo)點(diǎn)側(cè)重于實(shí)際的工程問題解決能力，這方面的培養(yǎng)和鍛煉還可以進(jìn)一步通過完善課程群建設(shè)機(jī)制來提升，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，提高達(dá)成度。

教學(xué)是一個(gè)不斷迭代和持續(xù)改進(jìn)的過程，根據(jù)課程目標(biāo)以及培養(yǎng)成效的評(píng)價(jià)結(jié)果，我們可以分析課程教學(xué)的成效和存在的問題，并進(jìn)一步形成課程群及其內(nèi)部各個(gè)課程教學(xué)的改進(jìn)方案，從而不斷提升教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證的實(shí)施促進(jìn)了專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革，提高了工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文在我校自動(dòng)化專業(yè)智能技術(shù)課程群建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過分析課程群中原軟件工程課程與專業(yè)認(rèn)證理念不相符合的問題，有針對(duì)性地提出了改革和優(yōu)化措施，分別明確了課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)系，提出了新的多樣化課程考核方式和評(píng)價(jià)策略，給出了課程群支持的項(xiàng)目案例型教學(xué)方法以豐富教學(xué)內(nèi)容。

經(jīng)過改革與實(shí)施，智能技術(shù)課程群中的軟件工程課程以工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心思想為指導(dǎo)，以培養(yǎng)人才為中心，推進(jìn)考核形式多樣化、教學(xué)方式現(xiàn)代化，突出過程學(xué)習(xí)，使課程真正地關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，令學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)與技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、分析與解決問題、溝通交流等方面得到良好的訓(xùn)練，具備良好的綜合素質(zhì)，樹立軟件開發(fā)系統(tǒng)化與工程化觀念和質(zhì)量意識(shí)，為將來從事相關(guān)行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

本文以智能技術(shù)課程群中的軟件工程課程為對(duì)象，闡述了工程教育專業(yè)認(rèn)證指導(dǎo)下的改革措施，同時(shí)，課程群內(nèi)的各課程均開展了符合專業(yè)認(rèn)證理念的改革優(yōu)化方案的研究。本課程群是以理論與工程并重的形式應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)來解決實(shí)際問題的教學(xué)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過理論知識(shí)學(xué)習(xí)、工程思維訓(xùn)練和應(yīng)用實(shí)踐鍛煉來培養(yǎng)人才，今后將持續(xù)推進(jìn)工程認(rèn)證教育改革，在課程思政方面有所創(chuàng)新，并在工程認(rèn)證理念指導(dǎo)下建立高水平的“金課”和一流課程。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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[2］ 覃征，王國龍.軟件文化課程教學(xué)法研究與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2019（6）：64-67.

[3］ 陳志剛，夏旭，廖志芳，等.新工科背景下基于價(jià)值引導(dǎo)的軟件工程專業(yè)教學(xué)建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2019（10）：62-67.

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[7］ 陳志剛，夏旭，廖志芳，等.新工科背景下基于價(jià)值引導(dǎo)的軟件工程專業(yè)教學(xué)建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2019（10）：62-67.

[8］ 王學(xué)軍，李俏，李中華.面向“軟件開發(fā)課程群”的復(fù)雜工程案例庫設(shè)計(jì)[J］.計(jì)算機(jī)教育，2020（4）：36-38.

［責(zé)任編輯：劉鳳華］