面向工程教育專業(yè)認證的課程群體系中的軟件工程課程教學改革

［摘 要］工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質量保證制度，是實現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎。高校課程群體系是各學科課程之間的融合，以幫助學生建立知識整體聯(lián)系。為進一步提高工程認證教育理念下課程群體系教學質量與效果，文章以智能技術課程群內(nèi)的軟件工程為案例，對該課程進行了教學改革與實踐。改革后的教學方案符合專業(yè)認證標準，聚焦“以學生為中心”的能力培養(yǎng)，教學效果良好，課程教學達成度達到專業(yè)畢業(yè)要求，為今后持續(xù)深入的工程教育專業(yè)認證教學改革提供了借鑒。

［關鍵詞］軟件工程；工程教育專業(yè)認證；課程改革

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）12-0043-04

工程教育專業(yè)認證是針對高等教育工程類專業(yè)實施的專門性認證[1-2]，其核心就是要確認工科專業(yè)畢業(yè)生是否達到行業(yè)認可的既定質量標準要求。圍繞工程教育專業(yè)認證的核心理念，北京科技大學（以下簡稱“我?！保┳詣踊瘜I(yè)確定了專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求指標，并根據(jù)各課程之間的內(nèi)在邏輯與內(nèi)容的承接關系構建了課程群體系。

智能技術課程群是典型的自動化專業(yè)課程群體系之一，由隨著人工智能與工程技術發(fā)展而相互關聯(lián)的若干門課程構成，包括兼顧工程思想與實踐的軟件工程、側重技術基礎的面向對象程序設計、以智能理論為主的模式識別和以知識應用為輸出的數(shù)字圖像處理技術課程。該智能技術課程群以工程教育專業(yè)認證為指導，從基礎知識到實踐應用，在圖像、數(shù)據(jù)和應用研發(fā)等方面，將學生作為教學活動的中心，關注學生能夠獲得的工程技術能力與解決實際工程問題的能力，開展了一系列的教學改革及實踐工作，以培養(yǎng)高水平、厚基礎、強能力的自動化專業(yè)人才。

本文以智能技術課程群中的軟件工程課程為抓手，闡述在工程教育專業(yè)認證背景下的教學改革與實踐工作。軟件工程是一門指導計算機軟件開發(fā)與維護的綜合性課程[3]，旨在培養(yǎng)學生的軟件應用研發(fā)相關能力以及團隊協(xié)作等綜合能力[4-5]。我國社會各行業(yè)對軟件人才的需求較為強烈[6]，高校迫切需要在軟件工程的人才培養(yǎng)上進行規(guī)劃與實施。

以工程教育專業(yè)認證要求為導向，軟件工程課程對教學的三個方面開展改革，包括：（1）明確課程目標與專業(yè)認證畢業(yè)要求的關系；（2）調整和優(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到專業(yè)認證目標必須進行的改革任務。

一、原課程存在的問題

（一）尚未明確課程目標與畢業(yè)要求指標關系

原軟件工程課程以章節(jié)組成的教學日歷形式給出教學目標，并未考慮工程教育專業(yè)認證的學生畢業(yè)要求指標。在這種情況下，相關教學活動沒有站在人才培養(yǎng)的高度上，沒有體現(xiàn)出對學生畢業(yè)要求指標的支撐關系。

（二）單一的課程考核與評價方式

原軟件工程課程的考核與評價方式存在“重知識，輕能力”的現(xiàn)象，主要以平時作業(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)認證提倡的面向行業(yè)需求的、強調能力培養(yǎng)和能力訓練的教育模式是相悖離的?？己诵问降亩鄻有耘c平時考核比重的提升是專業(yè)認證指導下需要改進的方面。

（三）孤立的課程教學內(nèi)容

原軟件工程課程的教學內(nèi)容以書本為主，概念性知識點繁多且文字量大。另外，因學時有限，講授過程只能以描述概念與現(xiàn)象為主[7]。這一點與工程教育專業(yè)認證中的“目標導向”理念不相符，即未能理論聯(lián)系實際，從而拓展學生的學習興趣和能力。思考如何采用課程群中各課程之間的前后承接關系，達到知識貫通和相互應用的效果，是該課程在專業(yè)認證啟發(fā)下的優(yōu)化方向。

二、課程方案的改革和優(yōu)化措施

（一）確立課程目標與畢業(yè)要求指標的關系

軟件工程課程使學生掌握軟件與軟件工程基本概念和基本知識，能夠運用結構化程序設計的編程思想，通過面向對象分析和常用的設計工具，建立軟件設計模型等，最終實現(xiàn)軟件項目的分析、設計、實現(xiàn)和維護工作。由此，確立的課程目標如表1所示。

為了能有效地支撐畢業(yè)要求指標，將畢業(yè)要求的指標點經(jīng)過細化分解，落實到每一個課程目標上，從而確定課程目標與畢業(yè)要求之間的關系，如表2所示。

確立課程目標與畢業(yè)要求指標的關系之后，課程教學目標將從傳統(tǒng)的知識掌握轉換為“以學生為中心”的能力培養(yǎng)。此外，根據(jù)如表2所示的關系，課程中的教學環(huán)節(jié)與內(nèi)容設置將以畢業(yè)要求為中心，側重不同知識點對指標點的不同支撐貢獻，達到優(yōu)化教學活動的目標，如表3所示。

（二）多樣化的教學考核與評價優(yōu)化措施

工程教育專業(yè)認證要求課程評價在“知識、能力、素質”多個方面有所體現(xiàn)。為此，將課程考核方式分為三個方面：（1）過程成績，包括課堂出勤、平時作業(yè)和隨堂參與度，其中隨堂參與度采用了信息化教學軟件平臺，如雨課堂等方式，增加教師與學生的互動頻率；（2）小組成績，課程將設置若干個應用于實際工業(yè)企業(yè)的軟件系統(tǒng)的題目，每6～8個學生形成一組，小組內(nèi)部根據(jù)軟件工程的基本原理和方法，討論在設計這些軟件系統(tǒng)時應該使用的技術、方法和流程，來實現(xiàn)預先設想的目標，并給出小組討論結果；（3）報告成績和考試成績，報告是讓學生針對單一明確的軟件設計任務，使用所學的方法來撰寫一份設計報告，考試即期末閉卷考試，考查學生對總體課程知識點的掌握情況。

以上三種方式的考核評價應與課程目標點相對應，體現(xiàn)以學生為中心的思想，將評價標準落實到學生畢業(yè)要求的具體指標上，達到可操作、可檢查、可執(zhí)行的考核評價目的，從而反饋到課程教學環(huán)節(jié)中，檢驗是否達到學校標準要求。

改革優(yōu)化后的考核方式與評價，采用了多種形式相結合的方法，加大了平時考核的比例，減少了期末考核的比重，且貫穿整個教學過程，更加注重過程化考核。這樣可以有效地促進學生對平時知識積累的重視，教師也可在考核中發(fā)現(xiàn)問題，及時反饋調整，以獲得更好的教學效果。

（三）課程群內(nèi)相關聯(lián)的鏈條式教學內(nèi)容

首先，考慮工程教育專業(yè)認證中的“目標導向”理念，以提升工程素質和實踐能力為出發(fā)點，在教學內(nèi)容的設計上，將課程知識點融入軟件工程的實際應用項目，將講授過程轉換為從案例到一般性原則的過程，由淺入深地讓學生掌握知識概念及應用層面。其次，考慮智能技術課程群建設，這是由軟件工程與面向程序語言設計、數(shù)字圖像處理技術和模式識別三門課程形成的一種小型教學培育網(wǎng)絡[8]，其所提供的課程內(nèi)容相互關聯(lián)、相互依托。由此，改革軟件工程的教學內(nèi)容，形成一種項目案例型教學方法。

該教學方法主動引導和聯(lián)系課程群內(nèi)不同課程之間的承接關系，設計相應的鏈條式教學環(huán)節(jié)，引導學生在實際應用案例中，學習到軟件工程的基本知識，實現(xiàn)在課堂中理論聯(lián)系實踐的目的?；谡n程群教學內(nèi)容的改革優(yōu)化，學生能夠在學習軟件工程的同時，為后續(xù)的圖像處理和模式識別熱點領域的學習和應用研究打下基礎，提升實踐應用能力。如圖1所示。

不同于以書本為主的知識傳授，改革后的內(nèi)容以實際實踐應用案例為入口，拆解出各教學單元中的軟件工程課程知識點，強化和凸顯重點和難點，使得課程教學過程有所側重，達到部分知識學生可自學、難點知識由教師點撥的彈性學習效果。同時，利用課程群的建設機制，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的能力，將軟件工程課程內(nèi)容與其他課程學習內(nèi)容有機結合，形成鏈條式教學內(nèi)容，啟發(fā)學生應用前序課程的知識點解決后序課程的實際問題，在經(jīng)過軟件工程課程的工程化思維鍛煉后，能夠更好地從應用角度理解圖像以及視覺識別等復雜理論問題。

三、改革優(yōu)化的教學效果

按照工程教育認證教學規(guī)范，本文以2019—2020年秋季學期的整個教學活動為例，根據(jù)改革優(yōu)化給出的表2和表3中的課程目標、考核、評價和畢業(yè)要求之間的關系，以及整個學期學生的實際考核結果，計算軟件工程課程目標達成和畢業(yè)要求指標達成的情況，如表4所示。

上述評價結果將基礎知識、課堂表現(xiàn)、個人作業(yè)和團隊項目結合在一起，具備知識考核和能力評價的雙重功效。從達成度結果來分析，課程目標1至目標4屬于對主要或重點知識的掌握和理解，通過采用改革措施中的將課程知識點融入課程群建設下的實際應用案例的方式，以及優(yōu)化考核方式和評價等方案，整體達成情況均滿足期望要求。課程目標5屬于過程考核的重點，達成情況滿足要求，但也說明學生的過程學習還有進一步提升的空間。對于畢業(yè)要求指標達成而言，學生均達到了要求，其中編號10.2和11.4的指標點側重于實際的工程問題解決能力，這方面的培養(yǎng)和鍛煉還可以進一步通過完善課程群建設機制來提升，優(yōu)化課程教學內(nèi)容，提高達成度。

教學是一個不斷迭代和持續(xù)改進的過程，根據(jù)課程目標以及培養(yǎng)成效的評價結果，我們可以分析課程教學的成效和存在的問題，并進一步形成課程群及其內(nèi)部各個課程教學的改進方案，從而不斷提升教學質量。

四、結語

工程教育專業(yè)認證的實施促進了專業(yè)建設與教學改革，提高了工程教育人才培養(yǎng)質量。本文在我校自動化專業(yè)智能技術課程群建設的基礎上，通過分析課程群中原軟件工程課程與專業(yè)認證理念不相符合的問題，有針對性地提出了改革和優(yōu)化措施，分別明確了課程目標與畢業(yè)要求指標點的關系，提出了新的多樣化課程考核方式和評價策略，給出了課程群支持的項目案例型教學方法以豐富教學內(nèi)容。

經(jīng)過改革與實施，智能技術課程群中的軟件工程課程以工程教育專業(yè)認證的核心思想為指導，以培養(yǎng)人才為中心，推進考核形式多樣化、教學方式現(xiàn)代化，突出過程學習，使課程真正地關注培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力，令學生在基礎知識與技能、團隊協(xié)作、分析與解決問題、溝通交流等方面得到良好的訓練，具備良好的綜合素質，樹立軟件開發(fā)系統(tǒng)化與工程化觀念和質量意識，為將來從事相關行業(yè)打下堅實的基礎，提高人才培養(yǎng)質量。

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

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 韓娜，何鳴，劉文強.工程教育專業(yè)認證背景下的軟件工程專業(yè)課程體系建設探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（13）：85-87.

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

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

[4］ 宋薇，郭東恩，韓義波.面向工程教育專業(yè)認證的軟件類課程考核方式的改革與實踐[J].微型電腦應用，2020（11）：17-19.

[5］ 張洪，張志強，程付超，等.軟件工程專業(yè)改革探索：以成都大學為例[J].教育現(xiàn)代化，2019（10）：88-90.

[6］ 劉強.基于OBE理念的“軟件工程”課程重塑[J].中國大學教學，2018（10）：27-33.

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

[8］ 王學軍，李俏，李中華.面向“軟件開發(fā)課程群”的復雜工程案例庫設計[J］.計算機教育，2020（4）：36-38.

［責任編輯：劉鳳華］