面向成果轉(zhuǎn)化的軟件工程課程評價改革與實踐研究

喬雨　楊玉環(huán)

關(guān)鍵詞：軟件工程課程；課程實踐；成果轉(zhuǎn)化；學(xué)習(xí)效果評價

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）03-0148-03

0 引言

在教育部發(fā)布的關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知中，提出高校培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備更強的實踐能力[1]；同時，伴隨著社會建設(shè)的不斷發(fā)展，社會對軟件研發(fā)方面的人才需求和要求不斷提升?，F(xiàn)代工程問題早已超越純粹的科學(xué)技術(shù)范疇，涉及社會、政治、經(jīng)濟、文化等諸多非技術(shù)要素，把科技要素、非技術(shù)要素與系統(tǒng)工程實踐融合，強調(diào)工程的系統(tǒng)性與完整性[2]。因此，在新工科建設(shè)的背景下，國家對高校的課程體系建設(shè)和教學(xué)質(zhì)量提出了新的要求[3]，以適應(yīng)各方對多樣性人才的需求，同時這也成為高校課程教學(xué)改革中面臨的新挑戰(zhàn)。

1 軟件工程教學(xué)背景及現(xiàn)狀

軟件行業(yè)由于其特殊性，相關(guān)技術(shù)知識更新迭代頗為頻繁，需要從業(yè)人員不斷地學(xué)習(xí)，將行業(yè)中最新的技術(shù)應(yīng)用于項目研發(fā)過程，這也就要求高校中的相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和形式也需要與時俱進。近年來，已經(jīng)有越來越多的教育教學(xué)人員從不同角度對軟件工程課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)、課程評價等方面進行改革探索與實施。目前主要分為基于案例驅(qū)動的教學(xué)模式[4-5]，融合工程實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)實施[6]，面向競賽、認證、就業(yè)等目標的教學(xué)實踐探究[7-8]等幾個方面。其中，案例驅(qū)動教學(xué)模式是指在教學(xué)過程中根據(jù)知識點的特征選取合適的案例進行講解，通過對實際應(yīng)用場景的介紹，引導(dǎo)學(xué)生代入課程知識點加以理解；任健等人融合工程實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)實施是在進行理論授課的同時安排項目實踐[6]，要求學(xué)生遵照軟件開發(fā)規(guī)范進行系統(tǒng)的分析與設(shè)計，完成一個系統(tǒng)的綜合開發(fā)任務(wù)，并提交規(guī)范化的實驗報告，進而提升學(xué)生在軟件技術(shù)文檔方面的寫作能力；而文獻[7]和文獻[8]提出的面向競賽、認證、就業(yè)等目標的教學(xué)實踐則是從課程目標出發(fā)，對畢業(yè)要求、用人單位的就業(yè)崗位能力要求等進行梳理，并將其融入授課環(huán)節(jié)，保證教學(xué)效果。

軟件工程課程作為軟件專業(yè)的一門核心課程，課程內(nèi)容主要包括軟件研發(fā)周期中涉及的各個階段工作任務(wù)的介紹，以及所用到的方法和工具。通過課程的學(xué)習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生綜合運用工程性的思維和理論去分析需求，同時學(xué)會借助相關(guān)工具來解決軟件開發(fā)過程中遇到的復(fù)雜問題。但是，該課程內(nèi)容本身的理論性較強，容易讓學(xué)生覺得知識點“過于懸浮”，這就要求教師在教學(xué)過程中務(wù)必結(jié)合現(xiàn)實情況進行授課，例如項目實踐、行業(yè)現(xiàn)狀、未來職業(yè)發(fā)展等場景。

基于上述對教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)研和分析，并結(jié)合我校軟件工程專業(yè)建設(shè)的實際情況，本文提出“豐富行業(yè)資訊至理論背景，下沉理論技術(shù)至實踐過程，引領(lǐng)實踐成果轉(zhuǎn)化至課程評價”的教學(xué)思路來降低由于“理論性強”帶來的“枯燥感”和“懸浮感”，進而提升學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，并強化學(xué)習(xí)的獲得感。

2 基于成果轉(zhuǎn)化的課程教學(xué)過程設(shè)計與實施

2.1 軟件工程課程教學(xué)目標

作為計算機軟件專業(yè)的核心課程，軟件工程課程的設(shè)立旨在幫助學(xué)生掌握軟件工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和重要概念，理解軟件開發(fā)的生命周期，并學(xué)會使用相應(yīng)的分析和設(shè)計工具，掌握軟件測試和項目管理等方面的知識。此外，在軟件工程專業(yè)的課程體系設(shè)置中，該課程能夠幫助學(xué)生進一步了解本科學(xué)習(xí)的知識體系、學(xué)習(xí)方法以及軟件人才職業(yè)發(fā)展路線等內(nèi)容。

2.2 課程知識體系

軟件工程課程通常安排在第5學(xué)期或者第6學(xué)期，這是一門幫助學(xué)生培養(yǎng)工程性思維、學(xué)會軟件開發(fā)的分析與設(shè)計方法，涉及計算機學(xué)科的多個先修課程，比如數(shù)據(jù)庫設(shè)計、編程語言的應(yīng)用等[9]。因此，在進行課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)之初，首先將該門課程的知識點加以整合和梳理，軟件工程課程知識體系主要包括三大部分：過程、方法和工具，依據(jù)軟件生命周期分別對應(yīng)了相關(guān)分析和設(shè)計方法，以及在此過程中要求學(xué)會使用的軟件工具。

1）“ 過程”是指為了構(gòu)建高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需要遵循的過程框架，相較于傳統(tǒng)的開發(fā)模型，更是出現(xiàn)了敏捷開發(fā)這類為了更快響應(yīng)客戶或用戶需求的過程模型，以此適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代對軟件提出的“快速響應(yīng)，擁抱變化”的要求。

2）“ 方法”是指在軟件研發(fā)過程中進行一系列設(shè)計、分析、管理、質(zhì)量監(jiān)測環(huán)節(jié)所用到的思想和方法，本課程按照軟件的基本生命周期將分別介紹問題提出、可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計及實現(xiàn)、測試、維護各個階段中重要的思想和方法，比如可行性分析中常進行包括技術(shù)、經(jīng)濟、社會等維度的可行性分析；需求分析階段常用的需求獲取的途徑、分析的方式等；設(shè)計階段常用的自頂向下、自底向上等方法；代碼設(shè)計時考慮到后期測試和維護的難度，在代碼結(jié)構(gòu)涉及和代碼實現(xiàn)過程中如何對代碼進行封裝、如何定義常用參數(shù)、如何重構(gòu)代碼等方法；測試環(huán)節(jié)中測試點常見的劃分方式、測試方法的選擇等。

3）“ 工具”則是指在上述過程中用于實現(xiàn)分析與設(shè)計思路所借助的工具，例如項目管理中的任務(wù)跟蹤工具、原型制作工具、UML建模工具、源代碼管理工具、持續(xù)集成管理工具、Bug跟蹤工具以及常見的自動化測試工具等。

2.3 項目“成果轉(zhuǎn)化”教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

在學(xué)期之初，教師發(fā)布課程“項目實踐”的要求，即：班級學(xué)生自組成隊，每組不多于4 人，每個小組自行完成項目選題、技術(shù)選型和后期任務(wù)的分配，利用一學(xué)期時間最終完成軟件系統(tǒng)的整套過程，包括提出問題、對問題進行可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計、編碼實現(xiàn)和測試工作。隨著課程進度的推進，這些實踐任務(wù)也隨之展開，由學(xué)生完成對應(yīng)階段的工作，之后將以課堂討論的方式開展相應(yīng)的需求評審會、系統(tǒng)設(shè)計交流會、測試報告評議會等教學(xué)活動[8]。通過對各小組提交的分析與設(shè)計方案進行公開展示和討論，廣泛地聽取老師和其他小組的意見和建議，會后小組成員再根據(jù)提出的優(yōu)化意見對項目進行修改。

在項目完成過程中，教師將引導(dǎo)學(xué)生對課程的實踐項目進行孵化，通過提升內(nèi)容立意、突出亮點、突破創(chuàng)新點、優(yōu)化文檔寫作的方式，鼓勵學(xué)生根據(jù)小組項目的特色，以現(xiàn)有的原型申報相關(guān)學(xué)生課題、競賽、知識產(chǎn)權(quán)等。以此實現(xiàn)從理論知識→案例理解→實踐應(yīng)用→方案打磨→優(yōu)化改進→成果輸出的良性循環(huán)過程。

2.4 課程多樣性、全方位的考核方式改革

基于本專業(yè)人才培養(yǎng)的目標，結(jié)合軟件工程的課程特色，分別從課程的知識結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計面向問題的學(xué)習(xí)任務(wù)，促進學(xué)科理論向解決問題方向的有機轉(zhuǎn)化。通過對課程考核方式的重新設(shè)定，來持續(xù)跟進學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更加細化地評價學(xué)習(xí)效果，從而推動從理論學(xué)習(xí)向?qū)嶋H成果的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

課程考核方式從原先以理論評價為主的“平時成績+期末考試”方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅剡^程和結(jié)果評價的“理論學(xué)習(xí)+工程實踐+成果轉(zhuǎn)化”（如圖1所示），并重新進行比例分配，具體如表1所示。其中，理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、期末筆試等；實踐環(huán)節(jié)則根據(jù)小組的選題，按照軟件研發(fā)不同階段的工作內(nèi)容分別完成項目需求分析書、軟件設(shè)計報告、功能代碼實現(xiàn)以及項目的測試報告，并根據(jù)各小組完成的情況分別進行評分與評價；成果轉(zhuǎn)化則是鼓勵學(xué)生將課程中的實踐內(nèi)容進行成果轉(zhuǎn)化，如利用課內(nèi)完成的小組課題作為“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)”“互聯(lián)網(wǎng)+”等課題原型來申報校級或省級課題，待完善后將其技術(shù)核心內(nèi)容撰寫為學(xué)術(shù)期刊論文或者將項目源碼申請國家軟件著作權(quán)等，完成進一步的成果轉(zhuǎn)化。這部分將會在課程綜合評價中體現(xiàn)出來，并占有相當?shù)乇壤?，這樣能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容期間直接將理論應(yīng)用于實踐，更有機會讓自己的作品進一步走出班級、走出校園、走向全國，更是提升了本門課程的評價分數(shù)。因此，設(shè)置這樣的課程環(huán)節(jié)和課程評價方式從多方位提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力、獲得感和成就感。

通過如表1所示的評價方式，教師能夠持續(xù)地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并對各個學(xué)習(xí)過程進行量化評價，尤其突出“工程實踐”在整個課程中的地位，強化學(xué)生對專業(yè)課理論知識的應(yīng)用效果，落實“工本位”培養(yǎng)的要求。在課程評價體系改革過程中，定期對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行數(shù)據(jù)分析，包括課程的實踐成績、理論成績以及學(xué)生的自我反饋情況，并根據(jù)反饋的情況進一步對教學(xué)過程的細節(jié)進行調(diào)整和優(yōu)化。通過這樣的課程訓(xùn)練和評價方式，學(xué)生能夠從思想上對課程學(xué)習(xí)更加重視，還可以幫助學(xué)生通過量化的評價指標清楚地了解到個人當前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，更加清晰、理智地認識自己的專業(yè)以及后期的職業(yè)發(fā)展方向，做到“基于課程”的同時又能取得“高于課程”的學(xué)習(xí)效果。

3 改革實施的教學(xué)效果

通過落實上述的教學(xué)過程設(shè)計和評價方式的改革，以2021-2022年度和2022-2023年度秋季學(xué)期的整個軟件工程教學(xué)活動為調(diào)研背景，其中2022-2023 年度的軟件工程課程進行了新的教學(xué)評價體系的實踐。兩輪教學(xué)的課程學(xué)習(xí)和成果轉(zhuǎn)化情況如表2 所示。

從表2中可以看出，在2022-2023年度秋季學(xué)期的軟件工程課程增加了成果轉(zhuǎn)換的評價環(huán)節(jié)后，直接成果轉(zhuǎn)化效果明顯，由原來的1項成果提高到12項成果，包含進一步申報為校級、省級的學(xué)生課題、參加專業(yè)性的比賽、撰寫學(xué)術(shù)論文、申報國家軟件著作權(quán)等方式。更是由于“成果轉(zhuǎn)化”的目標驅(qū)動，反作用于學(xué)生對待課程的學(xué)習(xí)態(tài)度，更多的同學(xué)愿意將理論知識嘗試著應(yīng)用于實踐，這一點從表2中的理論成績和實踐成績可以看出這方面的提高。在后續(xù)的教學(xué)過程中，將繼續(xù)實施此教學(xué)方案和評價體系，期望通過此課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生以成果轉(zhuǎn)化為目標，利用課程實驗項目作為實踐訓(xùn)練的基礎(chǔ)，在此過程中將課程的技術(shù)理論進行應(yīng)用，從而達到“理論-應(yīng)用-成果”的多維教學(xué)效果。

4 總結(jié)

本教學(xué)改革方案是在以往案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、課程實踐的基礎(chǔ)上進一步落地各個教學(xué)環(huán)節(jié)并提高教學(xué)效果，通過引入“成果轉(zhuǎn)化”這一過程更加顯著地提升學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的閉環(huán)性，真正地做到有始有終；并將這些環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況體現(xiàn)在課程評價方式上，鼓勵學(xué)生將課程中的實踐選題繼續(xù)延伸到課堂外，對課程實踐項目原型進行更加深入、全面地完善，從而實現(xiàn)由實踐訓(xùn)練到訓(xùn)練成果的轉(zhuǎn)化。接下來的課程教學(xué)中，將以此為基礎(chǔ)，進一步落實“新工科”的建設(shè)要求，并在實踐中不斷完善和改進課程的教學(xué)環(huán)節(jié)和評價細節(jié)，以期獲得學(xué)生積極的學(xué)習(xí)反饋和良好穩(wěn)定的教學(xué)效果。

【通聯(lián)編輯：王力】