面向新工科學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)及評價探索

郭良敏 陳傳明 俞慶英 陳付龍 接標 鄭孝遙

［摘 要］文章探討面向新工科軟件工程專業(yè)的學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)及評價問題：優(yōu)化學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，建立五層遞進式的實踐教學體系，加強培養(yǎng)學生的基本實踐能力；利用校企雙導師制的學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系，加強培養(yǎng)學生對實際工程問題的分析、解決能力和創(chuàng)新意識；通過多元化的實踐教學評價機制及時進行總結(jié)并持續(xù)改進，提高實踐教學質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］新工科；軟件工程專業(yè)；創(chuàng)新實踐能力；評價機制

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）02-0136-03

新工科強調(diào)跨領(lǐng)域知識轉(zhuǎn)化能力、應用能力和實踐能力，其中的“新”主要包含新理念、新模式和新技術(shù)。新理念是強化學生解決工程問題的能力，新模式是強調(diào)緊密結(jié)合課程體系與實踐教學體系，新技術(shù)則是強調(diào)產(chǎn)教的有效融合。新工科的教育理念是培養(yǎng)未來具有戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、開放性特征的多元化、創(chuàng)新型優(yōu)秀工程人才[1]。社會的發(fā)展進步對具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的工程應用型人才的需求不斷增加，同時還需要更多和更新型的工科人才的支撐，這對高等學校工程教育的變革提出了新的挑戰(zhàn)。軟件工程專業(yè)主要培養(yǎng)能夠勝任軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)研究以及軟件的設計、開發(fā)、管理和維護等工作的應用型人才。新工科建設更加注重軟件工程專業(yè)人才的創(chuàng)新實踐能力，而實踐是創(chuàng)新的基石，因此加強對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是軟件工程專業(yè)新工科建設的關(guān)鍵。實踐教學在培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的應用型人才的過程中起著關(guān)鍵性的作用，高質(zhì)量的實踐教學對于在新工科專業(yè)教學中提高學生的創(chuàng)新實踐能力非常重要，因此要重視提高實踐教學質(zhì)量[2-7]。

軟件工程專業(yè)實踐教學內(nèi)容中理論知識所占比例過大，新技術(shù)和前沿知識在課程教學環(huán)節(jié)更新不夠及時[4]，教學內(nèi)容和人才市場需求銜接不夠，學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相對滯后。另外，軟件工程專業(yè)的師資隊伍大多是學術(shù)型人才，缺乏企業(yè)項目工作經(jīng)歷，工程實踐經(jīng)驗也相對缺乏，不能很好地適應新工科建設對軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需求。在軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中，很多高校采取了校企合作方式[8]，但產(chǎn)學合作通常不夠深入，缺乏好的合作平臺，校企雙方難以做到有效合作，從而使其人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升效果不夠好。

一、學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式

軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式要注重學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，在充分利用校內(nèi)實驗平臺的基礎(chǔ)上，堅持走產(chǎn)學研相結(jié)合的途徑，推進校企合作、產(chǎn)教融合，密切聯(lián)系本地區(qū)與本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)，創(chuàng)新校企合作新模式，發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)和平臺優(yōu)勢，拓寬合作渠道，在技術(shù)培訓、項目合作、實習實訓等方面深入合作，提高學生的實踐能力。培養(yǎng)方案的制訂要堅持整體優(yōu)化、學科融合、創(chuàng)新性和個性化的原則，引導學生通過“學習—實踐—再學習—再實踐”的過程，利用實踐教學、課外實踐和學科競賽實施雙創(chuàng)教育。要以多個實踐平臺為基礎(chǔ)，建立產(chǎn)學研結(jié)合的協(xié)作教學模式，構(gòu)建校校、校企協(xié)同育人新機制。

應將實踐教學貫穿于人才培養(yǎng)全過程，引入項目驅(qū)動教學模式，通過實驗課程、創(chuàng)新訓練、學科競賽、畢業(yè)設計以及專業(yè)見習、研習、實習與創(chuàng)業(yè)實踐等多元實踐能力培養(yǎng)路徑提高學生創(chuàng)新實踐能力。鼓勵教師將學科前沿動態(tài)、教師最新研究成果和實際項目引入課程教學中。實踐項目應具有綜合性、可行性、科學性強等特點，為學生開展實踐活動搭建高質(zhì)量的平臺，使學生通過實踐提高對項目總體目標的解讀能力、任務分解能力、自主學習相關(guān)知識的能力、分析解決問題能力、團隊協(xié)作能力。同時，要邀請企業(yè)兼職教師參與實踐教學，引入真實或仿真項目。

將學生創(chuàng)新訓練常規(guī)化，引導學生通過項目參與培養(yǎng)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。采取多種措施引導和鼓勵高年級學生進入科研實驗室，讓他們在完成學習任務之余參與導師科研項目，提高科研興趣和創(chuàng)新能力。積極組織學生個人或團隊申報國家級、省級和校級雙創(chuàng)項目以及學校的優(yōu)秀培育論文項目等。在教師的指導下，學生經(jīng)過課題立項、調(diào)研、確定研究內(nèi)容、制訂研究方案、開展研究以及接受中期檢查與結(jié)題驗收等過程，其多方面的能力與素質(zhì)都會得到鍛煉，更重要的是會提升創(chuàng)新實踐能力。

積極探索“三個課堂”有效聯(lián)動，形成新生專業(yè)導航、本科生導師制、實習與就業(yè)一體化、研本共建領(lǐng)航等工作機制，促使教學管一體化育人格局的形成。設立“企業(yè)家說”“魅力導師團”等論壇，打造杰出工程師、專業(yè)導師、優(yōu)秀學子與普通學生近距離交流的平臺，幫助學生走好成長成才的每一步。要構(gòu)建完善的學生工作體系，實施“優(yōu)質(zhì)輸出”——實習就業(yè)修行工程、“高級語言”——專業(yè)提升修能工程、“增值處理”——學風建設修心工程、“變量賦值”——素質(zhì)拓展修身工程、“目標代碼”——思想引領(lǐng)修德工程等“五大工程”培養(yǎng)計劃，建立“三全育人”長效機制。

二、五層遞進式的實踐教學體系

為了達到新工科對軟件工程專業(yè)人才的能力要求，該專業(yè)的畢業(yè)生首先應具有基本實踐能力。開展基本實踐能力的培養(yǎng)是為了確保畢業(yè)生具備較強的編程能力和項目實施能力。我們以知識、能力和素質(zhì)為目標，構(gòu)建五層遞進式的實踐教學體系，如圖1所示。

驗證性實驗、設計性或綜合性實驗是實驗課程的教學內(nèi)容，開展實驗教學是為了及時鞏固和檢驗學生對課程知識的掌握效果，培養(yǎng)學生分析解決問題的基本能力。在課程設計環(huán)節(jié)，通過企業(yè)人員和專業(yè)教師共同教學，并采用項目管理模式，培養(yǎng)學生團隊合作能力以及解決軟件工程領(lǐng)域復雜工程問題的實踐能力。

組織開展專業(yè)實習是為了讓學生對企業(yè)實際項目的管理和實施加深了解，并能在其中擔任一定的角色和完成一定的任務。為了更好地區(qū)分實習在不同階段的目的和強化實習環(huán)節(jié)，我們將實習分成一年級的見習、二年級的研習和三年級的實習三個階段，以循序漸進的方式提高學生的綜合實踐能力。三個階段都是由校內(nèi)導師和校外企業(yè)導師共同指導完成，校內(nèi)導師主要指導學生完成前期的實習準備工作以及后期的實習總結(jié)工作，校外導師則是在實習過程中給予學生與實習任務密切相關(guān)的實際指導。見習的時長是兩周，主要是讓學生了解相關(guān)技術(shù)在實踐應用的現(xiàn)狀，幫助其確定專業(yè)學習方向，形成對解決一線工作實踐問題需要的能力和素質(zhì)的基本認識，促進其提高專業(yè)知識和技術(shù)學習的主動性與針對性。研習的時長是兩周，主要是讓學生鞏固在學校所學的基本原理以及基本應用和開發(fā)技術(shù)，拓寬視野，增強實踐能力，了解行業(yè)所需的知識及人才類型，掌握軟件工程領(lǐng)域的最新動態(tài)，能把所學到的軟件工程基本理論及基本技能應用到工程實踐中去，提高分析解決問題的能力與創(chuàng)新能力。實習的時長是八周，其目的是進一步鍛煉和增強學生的實踐能力、分析能力、綜合運用計算機與軟件工程專業(yè)知識和方法的能力、解決復雜工程問題的能力，從而增強學生的職業(yè)競爭力和適應社會發(fā)展的能力，推動其實現(xiàn)理論知識向?qū)嵺`能力的轉(zhuǎn)化。

畢業(yè)設計環(huán)節(jié)一般要求學生圍繞一個實際項目完成軟件工程全生命周期的過程，以進一步提高學生解決復雜工程問題的能力和訓練學生的創(chuàng)新能力。在完成畢業(yè)設計過程中，學生要能獨立查閱文獻資料、開展相關(guān)調(diào)研，了解軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和研究熱點，理解畢業(yè)設計任務并提出實施方案；能完成畢業(yè)設計的論證、設計、建模等，在畢業(yè)設計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，使其具有實用價值，并綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化與環(huán)境等制約因素對畢業(yè)設計的影響；能根據(jù)設計方案進行系統(tǒng)構(gòu)建，安全地開展實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)對實驗中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象進行分析、解釋和處理，從而得到合理有效的結(jié)論；能遵守畢業(yè)設計相關(guān)規(guī)范，使畢業(yè)設計結(jié)構(gòu)嚴謹、文字通順、用語符合技術(shù)規(guī)范、圖表清晰等；要理解畢業(yè)設計中所涉及的技術(shù)問題，并對其進行分析、歸納、總結(jié)，按計劃完成畢業(yè)設計任務。

三、校企雙導師制的學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系

本研究根據(jù)新工科人才培養(yǎng)的要求，對學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系進行改革和完善，構(gòu)建適應軟件行業(yè)需求、理論與實踐相結(jié)合的培養(yǎng)體系；將工程教育與創(chuàng)新實踐的理念貫穿其中，注重培養(yǎng)學生對實際工程問題的分析解決能力和創(chuàng)新意識；采用校企合作育人機制，實現(xiàn)企業(yè)與高校的深度合作，改善培養(yǎng)條件和合作條件，強化學生的專業(yè)實踐技能、職業(yè)創(chuàng)新意識；依托學院實驗實訓中心和校外專業(yè)實踐基地，同時建立校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練基地，利用現(xiàn)代學徒模式、學科競賽、企業(yè)導師和校內(nèi)導師共同指導創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；以“學以致用，服務社會”為目的，通過校外專業(yè)實踐基地與企事業(yè)用人單位合作，實施“產(chǎn)品做媒、師資共享”和“實訓、實習、畢業(yè)設計、就業(yè)”一體化合作育人新模式；強調(diào)將理論知識融入實際工作中，力爭讓每位學生均能真正參與與專業(yè)緊密相關(guān)的生產(chǎn)活動，按照專業(yè)人才培養(yǎng)計劃分別開展企事業(yè)單位的產(chǎn)學研活動；每項產(chǎn)學研活動均由專業(yè)導師帶隊，進行現(xiàn)場指導，闡釋軟件工程相關(guān)理論在生產(chǎn)過程中的應用和軟件工程領(lǐng)域科研前沿動態(tài)。

實行本科生導師制，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。本科生在大學一年級就有校內(nèi)導師，一般在導師的指導下開始開展創(chuàng)新探究活動直至本科畢業(yè)。部分科研實踐能力較強的學生有機會參加教師的課題或進入省級重點實驗室，從事科學研究或應用開發(fā)等工作，或進入學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)苗圃、學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心（孵化基地）開展雙創(chuàng)實踐活動，從而提高科研興趣和雙創(chuàng)能力。

另外，參加技能和科技競賽活動對于培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識、合作精神和專業(yè)實踐能力進而促進其培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高同樣具有重要意義。為了引導和激勵導師和學生積極參與技能和科技競賽活動，我們成立了學科競賽工作小組，設立了學科競賽專項經(jīng)費，出臺了學科競賽的保障和獎勵制度。

四、多元化的實踐教學評價機制

為推動新工科建設，做強一流本科、建設一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才，全面提升本科專業(yè)辦學水平和人才培養(yǎng)能力，需要認真貫徹工程教育專業(yè)認證三大核心理念。開展質(zhì)量評價時不僅僅要評價教師教得怎么樣，更要評價學生學得怎么樣。評價教師的教學效果，主要采取校院兩級教學督導員、學院領(lǐng)導和專業(yè)負責人隨堂聽課以及學生對課堂教學質(zhì)量進行網(wǎng)上評教等手段。學生的學習成果是評價人才培養(yǎng)質(zhì)量最重要和最直接的依據(jù)，評價學生的學習成果主要通過課程考核。課程考核方式應該多元化，而且每個考核環(huán)節(jié)都要有具體的評價依據(jù)和標準。

一般將課程考核分為過程性考核和期末考核兩個方面。對于實踐教學，更注重對學生進行過程性考核，通常將過程性考核和期末考核的成績比重設為5∶5或者6∶4或者7∶3。過程性考核成績通常根據(jù)隨堂考核情況、實驗代碼質(zhì)量、實驗報告情況等方面來評定。為了減少學生抄襲作業(yè)的現(xiàn)象，我們通過隨堂考核來檢驗學生的實驗作業(yè)是不是經(jīng)過其自身思考獨立撰寫的。一般以實驗作業(yè)中的相關(guān)問題為切入點，考核學生對實驗作業(yè)的理解和完成質(zhì)量，可進行兩次考核，分別安排在學期中和學期末。實驗代碼質(zhì)量主要根據(jù)學生每次提交的實驗作業(yè)的代碼完成情況來做出具體的評價，比如是否設計了正確的算法、是否有語法錯誤、是否完成了實驗作業(yè)要求的所有功能或任務、能否得到正確的結(jié)果等。實驗報告主要對報告撰寫的規(guī)范性、分析的合理性、測試用例的完整性等方面進行評價。對于期末考核，可通過上機測試、答辯展示、課程設計報告等方式。無論是何種期末考核方式，若涉及代碼部分，則按照前述標準來評價；若涉及答辯展示，要根據(jù)答辯時的表達能力等來評價；若涉及課程設計報告，則同樣按照前述實驗報告的標準來評價。

課程考核結(jié)果是課程目標達成情況評價的關(guān)鍵，課程目標的達成是畢業(yè)生畢業(yè)要求達成的基礎(chǔ)。開展基于成果導向的課程目標達成情況評價有助于實現(xiàn)以學生為中心、產(chǎn)出為導向，教學內(nèi)容、教學方法等都圍繞學生成果目標展開，注重個性化教育和學生的全面發(fā)展。成果導向理念改變了傳統(tǒng)的課程教學、考核及評價模式，通過課程目標達成情況評價，由課程目標的制定（為什么教）、課程目標的實現(xiàn)（怎樣教）、課程目標的效果評價（教得如何），到持續(xù)改進，形成環(huán)環(huán)相扣、以學習產(chǎn)出為導向的閉環(huán)系統(tǒng)?；谡n程考核結(jié)果分析課程目標達成的情況，發(fā)現(xiàn)課程教學、學生能力等方面存在的問題，及時分析研究解決辦法并對課程的教學內(nèi)容、教學方式、考核方式等進行持續(xù)改進。

五、結(jié)語

本文針對新工科背景下軟件工程專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)存在的問題，如教學內(nèi)容與人才市場需求銜接不夠、專業(yè)教師的企業(yè)工程實踐經(jīng)驗不足等，闡述了軟件工程專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式，探討了五層遞進式的實踐教學體系、校企雙導師制的學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系以及多元化的實踐教學評價機制，以提升軟件工程專業(yè)的實踐教學質(zhì)量。在今后的人才培養(yǎng)中，要始終秉承新工科理念，貫徹工程教育專業(yè)認證的三大核心理念，進一步加強對學生創(chuàng)新實踐能力與行業(yè)競爭力的培養(yǎng)。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：龐丹丹］