軟件工程高質(zhì)量人才培養(yǎng)模式的探究與實踐
——以廣東海洋大學(xué)為例

劉桃麗 張 健 蔡莉華

（廣東海洋大學(xué)數(shù)學(xué)與計算機學(xué)院，廣東 湛江 524000）

1 引言

軟件工程專業(yè)自上世紀六十年代提出來至今，已經(jīng)走過了半個多世紀的發(fā)展歷程。國外對該專業(yè)各方面的研究，包括理論、實踐以及工具，包括人才培養(yǎng)模式，都形成比較成熟的體系。但是國內(nèi)起步較晚，發(fā)展歷程較曲折，經(jīng)歷了萌芽、發(fā)展及優(yōu)化成熟的過程。甚至在2016年后，教育部開展學(xué)科評估，諸多高校主動優(yōu)化學(xué)科布局，對學(xué)位點進行動態(tài)調(diào)整撤銷及增列，而軟件工程專業(yè)則成為了被撤銷的重災(zāi)區(qū)，從而一度引發(fā)了社會上所謂“軟件工程危機”的關(guān)注和討論[1]。與此同時，社會上對軟件工程專業(yè)人才的需求卻與日俱增。統(tǒng)計顯示，僅2021年1月至8月份，我國軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)實現(xiàn)收入近6萬億元，同比增速超過20%，居國民經(jīng)濟各行業(yè)之首；軟件出口額平穩(wěn)增長，從業(yè)人員規(guī)模持續(xù)擴大至近800萬[1]；行業(yè)薪酬持續(xù)上漲，工資總額同比增長11.9%[1]。迅猛增長的市場需求與高校軟件工程專業(yè)的萎縮，究其原因是供需失衡導(dǎo)致的[1]。目前，社會需要的是具有創(chuàng)新性的高質(zhì)量應(yīng)用型軟件工程人才，而我國大部分傳統(tǒng)的軟件工程教育偏重于理論教育，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，培養(yǎng)出來的學(xué)生，即使是比較優(yōu)秀的畢業(yè)生，在走向社會之后，也要花1年左右甚至更多的時間才能逐步建立相應(yīng)的工程能力，因此軟件工程專業(yè)建設(shè)的改革勢在必行[2]。

2 軟件工程人才培養(yǎng)存在的問題

目前，在軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)上，對于絕大部分非“雙一流”的普通高校，還存在不少問題。以廣東海洋大學(xué)為例，廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)在改革前，存在的主要問題是專業(yè)建設(shè)的教學(xué)理實關(guān)系需要進一步優(yōu)化，人才培養(yǎng)模式需要進一步優(yōu)化和完善，課程建設(shè)水平需要在深度和廣度上需要進一步提高，學(xué)生的創(chuàng)新能力需要進一步加強，專業(yè)建設(shè)特色不夠鮮明，人才培養(yǎng)質(zhì)量有待提高。具體表現(xiàn)如下：

一是軟件工程專業(yè)理論教學(xué)與實踐教學(xué)之間存在問題。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)計劃，重視理論教育，往往忽視實踐教學(xué)的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，這樣導(dǎo)致培養(yǎng)出來的畢業(yè)生實踐動手能力較差，理論容易與實踐脫節(jié)。軟件工程是一門實踐性、工程性要求非常強的專業(yè)，目前大部分學(xué)校采用的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式包含課堂講解、課后實驗，再加部分課程的課程實習(xí)的模式，此模式針對某一門課程展開，割裂了課程與課程之間的關(guān)聯(lián)，無法將所學(xué)的知識和內(nèi)容串聯(lián)起來，從而導(dǎo)致學(xué)生的實際動手能力達不到預(yù)期。

二是傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式不適應(yīng)軟件行業(yè)要求問題。傳統(tǒng)的工科人才培養(yǎng)計劃中，針對實踐部分，一般設(shè)置為三大部分：第一部分是課程實驗，這部分內(nèi)容對應(yīng)課程理論知識，與理論課程同時開展，主要針對課程中的某個具體知識點設(shè)置的小實驗，一個實驗對應(yīng)2~4學(xué)時，實驗和實驗之間，關(guān)聯(lián)性不大；第二部分為課程設(shè)計，即課程結(jié)束后，針對整門課程的主要內(nèi)容而設(shè)計的綜合性大實驗，綜合了本課程的重要知識內(nèi)容及其綜合應(yīng)用，難度較大，本階段一般安排20課時左右，教師給出要求，學(xué)時自行開發(fā)，最后答辯驗收，此階段由于缺乏教師的現(xiàn)場指導(dǎo)，學(xué)生容易導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)兩極分化，甚至出現(xiàn)全班只有幾個版本的情況，從而使實驗效果大打折扣；第三部分為畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，安排在大四階段，總時長共14周。此階段綜合整個大學(xué)階段所學(xué)，實現(xiàn)一個較為復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，并要求需求合理、功能齊全、運行流暢。此三部分的設(shè)置，從形式上，從簡單到復(fù)雜，從局部到整體，但是實驗內(nèi)容缺乏關(guān)聯(lián)性，而且沒有考慮到學(xué)生的不同情況，最終導(dǎo)致學(xué)生理論與實踐脫節(jié)，影響了教學(xué)效果。

三是高速發(fā)展的軟件工程新技術(shù)與教師原有的知識體系之間存在不匹配的問題。計算機自出現(xiàn)以來，相關(guān)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展，近年來軟件工程技術(shù)發(fā)展尤為迅猛。大部分學(xué)校教師的知識和技術(shù)儲備不足，往往處于追趕社會發(fā)展的趨勢，從而導(dǎo)致教師花費了大力氣更新自己的知識體系，學(xué)習(xí)新的軟件技術(shù)，但是教學(xué)效果反而達不到理想預(yù)期。如近幾年熱門的區(qū)塊鏈、人工智能、云計算等技術(shù)，高校為了滿足社會的需求，陸續(xù)開設(shè)相關(guān)的課程和專業(yè)，但是對于教師來說，掌握一門新的技術(shù)，教師需要大量的時間來學(xué)習(xí)與實踐，才能勝任相關(guān)教學(xué)工作，與已經(jīng)成熟掌握的技術(shù)相比，教學(xué)效果往往不盡如人意。想要達到好的教學(xué)效果，往往需要交流、培訓(xùn)和實戰(zhàn)，如何在短時間內(nèi)快速提高教師的相關(guān)能力以適應(yīng)高速發(fā)展的計算機軟件技術(shù)，是一個亟待解決的問題。

四是隨著各大高校連年擴招，生源質(zhì)量良莠不齊，對于大部分非“雙一流”高校來說，學(xué)生的各方面素質(zhì)呈現(xiàn)出整體下降、兩極分化日趨明顯的趨勢，這就導(dǎo)致了傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案無法滿足較復(fù)雜的學(xué)生情況。

根據(jù)以上實際情況，調(diào)整人才培養(yǎng)方案和目標(biāo)，已經(jīng)刻不容緩。

3 廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革舉措

3.1 構(gòu)建“以實踐教學(xué)為核心，理論教學(xué)服務(wù)于實踐教學(xué)”的特色課程體系

軟件工程的本質(zhì)是應(yīng)用工程化的開發(fā)方法，將現(xiàn)實世界的各種問題轉(zhuǎn)化為計算機世界的表達，并在計算機世界中求得解決方案，最后將計算機世界中的解決方案返回到現(xiàn)實世界，達到提供服務(wù)，解決工程問題的目的。

傳統(tǒng)的教學(xué)體系，更偏重于理論教學(xué)體系的研究和建立，本專業(yè)的理論課程，與其他專業(yè)類似，根據(jù)教育部的要求，將理論課劃分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及拓展類課程，但是以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的軟件工程專業(yè)，其核心是學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的課程設(shè)置遠不能到達此目標(biāo)。通過教學(xué)理論的研究，我們將教學(xué)重心轉(zhuǎn)移到實踐教學(xué)中來，確立了將“理論實踐并重”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫嵺`教學(xué)為核心，理論教學(xué)服務(wù)于工程實踐”的原則，構(gòu)建了獨立完整的實踐教學(xué)課程體系，課程由低級到高級，分布于8個學(xué)期，形成課程鏈，每一門實踐課程都有其相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)，層層遞進達到軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，此原則體現(xiàn)在了廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)2019和2021人才培養(yǎng)方案中。

具體的實踐課程體系設(shè)置如表1所示。

表1 軟件工程專業(yè)實踐課程體系設(shè)置

表1中列出了廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)實踐課程體系的設(shè)置。該實踐體系主要分為兩部分：一部分是課程實驗，該部分與傳統(tǒng)的課程實驗類似，主要針對課程中的重要知識點進行設(shè)置；第二部分是綜合實踐類課程，從新生入學(xué)的第一個學(xué)期開始，每一個學(xué)期都安排了一門綜合實踐課程。每一門綜合實踐課程，都是針對本學(xué)期或者之前已經(jīng)學(xué)過的課程，其對應(yīng)如上表所示，綜合實訓(xùn)任務(wù)都是讓學(xué)生完成一個完整系統(tǒng)的開發(fā)，其任務(wù)由簡到繁、從淺入深，難度、知識點以及代碼量都呈現(xiàn)層層遞進的關(guān)系，以逐步強化學(xué)生的工程能力。

從表1中所示可知，在大學(xué)一年級上期，即新生入學(xué)后，安排了企業(yè)認知實踐課程。學(xué)生普遍對本專業(yè)的特點、學(xué)習(xí)方法和方向以及就業(yè)前景缺乏客觀的認知，本課程安排的企業(yè)認知實踐，通過“走出去、請進來”方式，即帶領(lǐng)學(xué)生參觀本地的龍頭IT企業(yè)，同時請優(yōu)秀的企業(yè)家、工程師以及本行業(yè)杰出代表，甚至是本專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生，來給新生講解本專業(yè)的學(xué)習(xí)、發(fā)展現(xiàn)狀與前景以及個人的職業(yè)規(guī)劃等。經(jīng)過此次實訓(xùn)，能夠在很大程度上解決學(xué)生的困惑，并極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。從大一下學(xué)期到大三下學(xué)期，所有的實踐都是針對所學(xué)的課程內(nèi)容來進行綜合訓(xùn)練，對學(xué)生進行中等復(fù)雜度系統(tǒng)開發(fā)訓(xùn)練，最終是學(xué)生具有較強的代碼能力和動手能力。

經(jīng)過以上訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)具備了進行較強的開發(fā)能力，此過程主要由本系老師指導(dǎo)，在校內(nèi)完成，此時的學(xué)生缺乏真實的企業(yè)案例開發(fā)經(jīng)驗。因此最后大四兩個學(xué)期，重點加強學(xué)生的企業(yè)實戰(zhàn)能力。大四的整個學(xué)年，本專業(yè)安排了8周軟件項目開發(fā)企業(yè)實踐和4周畢業(yè)實習(xí)，這兩門實踐課程全部在企業(yè)完成，實踐內(nèi)容為企業(yè)真實開發(fā)案例，由企業(yè)工程師和校內(nèi)老師共同指導(dǎo)完成，接著15周的畢業(yè)設(shè)計，也全部在企業(yè)完成。經(jīng)過長達一個學(xué)年的企業(yè)實戰(zhàn)，學(xué)生已經(jīng)具備很強的企業(yè)開發(fā)經(jīng)驗，且能夠?qū)?fù)雜的系統(tǒng)進行分析和設(shè)計，在人才市場上具有一定的競爭力。

經(jīng)過多年的建設(shè)與優(yōu)化，本專業(yè)的實踐教學(xué)體系日臻完善，為培養(yǎng)應(yīng)用能力強的專業(yè)人才奠定了基礎(chǔ)。

3.2 構(gòu)建并實施“團隊開發(fā)+三步教學(xué)法”的實踐模式

隨著軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單人單機的實驗?zāi)Ｊ?，已?jīng)無法滿足團隊開發(fā)要求。為此，本專業(yè)建立了《軟件工程卓越智慧實驗教學(xué)云平臺》，該平臺采用了現(xiàn)代軟件企業(yè)廣泛使用的技術(shù)和管理辦法，再現(xiàn)了企業(yè)開發(fā)軟件的流程和場景，將廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)的實驗?zāi)Ｊ教嵘秊殚_發(fā)平臺上統(tǒng)一管理，多人多機分工協(xié)作的軟件開發(fā)模式，為提升學(xué)生的工程實踐能力奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。該平臺的應(yīng)用，徹底轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)單人作戰(zhàn)的模式，轉(zhuǎn)而采用團體開發(fā)模式，學(xué)生利用此平臺，學(xué)生可以不再受限于在同一時間同一地點的團隊開發(fā)要求，可以及時在平臺上進行互動、溝通于聯(lián)調(diào)，同時有利于指導(dǎo)教師對學(xué)生的開發(fā)過程進行查看、答疑與考核，從而端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其次，本專業(yè)所有的實踐課程，均采用“三步教學(xué)法”來進行，即“學(xué)習(xí)、模仿、創(chuàng)新”。學(xué)習(xí)指的是在實踐開始階段，針對重點、難點的知識點，學(xué)習(xí)一個具有基本功能的案例，使學(xué)生更快地掌握開發(fā)方法和相關(guān)知識；模仿即在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生將上一案例進行二次開發(fā)、完善，鞏固所學(xué)知識；創(chuàng)新階段即教師提出了一個具有更高復(fù)雜度要求的系統(tǒng)，或者學(xué)生通過自選題目，確定一個類似復(fù)雜度的系統(tǒng)，按分組的方式進行團隊開發(fā)，最終按項目作為考核項目，在該實踐課程結(jié)束后，現(xiàn)在進行演示答辯，并提交最終的開發(fā)報告。實踐課程考核采用依據(jù)學(xué)生提交的設(shè)計報告（40%）+報告人現(xiàn)場答辯（60%）的方式給出課程成績，做到了杜絕抄襲，鼓勵創(chuàng)新。

通過“三步教學(xué)法”的實踐課程學(xué)習(xí)，學(xué)生的實踐動手能力、對系統(tǒng)的分析應(yīng)用能力、對知識的綜合應(yīng)用能力以及對實際問題的解決能力，都得到了明顯的提升。此過程教師全程指導(dǎo)，及時解決同學(xué)在實踐中出現(xiàn)的各種問題，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

3.3 組建課程團隊進行課程資源建設(shè)并實現(xiàn)資源共享

課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)永恒的主題。本專業(yè)主要從爭取課程建設(shè)經(jīng)費、組建課程建設(shè)團隊、改進課程教學(xué)方法、創(chuàng)新課程考核辦法、校企協(xié)同共建課程資源和實現(xiàn)課程資源共享6個方面開展了工作。

全部實踐教學(xué)課程都組建了課程團隊，最優(yōu)秀的教師擔(dān)任帶頭人，以團隊的方式進行課程資源建設(shè)并集體授課，最大限度發(fā)揮了集體的力量，保障了課程質(zhì)量。本專業(yè)一共組件5個課程建設(shè)團隊，全部得到本校立項支助。團隊教師互相學(xué)習(xí)、互相幫助，共同完成各實踐課程項目的開發(fā)，對于本課程系統(tǒng)的開展，尤其是實踐教學(xué)體系的順利開展，起到了至關(guān)重要的作用。

對于新開課程，如人工智能、大數(shù)據(jù)處理、云計算等難度較大且熱門的高新技術(shù)，教師團隊成員通過參加企業(yè)培訓(xùn)、相互幫助學(xué)習(xí)以及經(jīng)驗交流、資源共享等方式，可在盡量短的時間內(nèi)成長為一名合格的任課教師，從而提高了教師的教學(xué)水平，擴大了知識面，獲得良好的教學(xué)質(zhì)量。

最好的工程案例來自企業(yè)，為此，我們采用購買企業(yè)服務(wù)的方式與企業(yè)協(xié)同共建課程資源，對于企業(yè)導(dǎo)師，采用“走出去，請進來”的方式，即將學(xué)生送入企業(yè)進行實習(xí)實訓(xùn)，或者將企業(yè)導(dǎo)師請進學(xué)校，對學(xué)生開展相關(guān)的講座與培訓(xùn)等方法，讓本專業(yè)的教師與企業(yè)一線工程師共同為學(xué)生授課，此方法有效提升了學(xué)生的工程實踐能力，取得了良好的教學(xué)效果，校內(nèi)企業(yè)實訓(xùn)即是最好的證明。

同時，為了適應(yīng)教育信息化的需要，軟件工程專業(yè)的全部主要課程均已實現(xiàn)課程資源上網(wǎng)，實現(xiàn)了資源共享，內(nèi)容涵蓋授課視頻、課后習(xí)題、小測驗等，學(xué)生可以在課外自主進行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)成績。

4 廣東海洋大學(xué)軟件工程人才培養(yǎng)效果

廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)的人才改革方案，經(jīng)過四年的實踐，到目前為止2017級學(xué)生已經(jīng)順利畢業(yè)，對比近三年的畢業(yè)生就業(yè)和繼續(xù)深造情況，本屆畢業(yè)在各方面都有明顯的進步，具體見圖1所示。

圖1 歷屆畢業(yè)生指標(biāo)數(shù)據(jù)對比圖

本專業(yè)每年的招生人數(shù)在150人左右，圖2中統(tǒng)計了近三年的往屆畢業(yè)生和目前待畢業(yè)2021屆學(xué)生的各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進行對比，以收集到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。本圖中的優(yōu)質(zhì)就業(yè)指的是學(xué)生畢業(yè)前后，簽訂的第一份工作，月薪在一萬人民幣以上的就業(yè)情況，大創(chuàng)項目指獲校級及以上立項的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。從圖中，可以明顯看到，2019屆和2020屆學(xué)生在各項數(shù)據(jù)比2018屆僅有小幅度的提升，但2021屆待畢業(yè)學(xué)生的各項指標(biāo)在前三屆基礎(chǔ)上有了大幅提高，各項指標(biāo)都成倍增加，攻讀研究生人數(shù)達到歷史最高水平，競賽獲獎人次和層次都與往屆不可同日而語。這充分說明軟件工程專業(yè)的改革舉措，對人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的促進作用。

5 結(jié)語

廣東海洋大學(xué)軟件工程專業(yè)通過人才培養(yǎng)模式的改革，建立了以“實踐教學(xué)為核心，理論教學(xué)服務(wù)于工程實踐”的教學(xué)體系，并通過改革實驗?zāi)Ｊ?、組建教學(xué)團隊、共享教學(xué)資源的方式，極大地提高了本專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，為社會提供了更多優(yōu)秀的軟件人才。地方院校數(shù)量眾多，如何提高軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，一直是各高校的重點難點，經(jīng)實踐證明，本模式有效且可行，此外，廣東海洋大學(xué)是一所普通綜合類大學(xué)，因此本專業(yè)的改革模式，更具普適性，為其他高校的改革與實踐提供了一個可行的參考，具有重要意義。