面向卓越計劃的軟件—V程專業課程實踐教學模式探索

陸鑫　胡旺　張寧

摘要：面向卓越工程師人才培養是當前國內高等工程教育改革的一項重要舉措。文章針對卓越工程師人才培養要求，提出一種融合能力目標導向、項目案例驅動、核心技能專訓、工程能力實踐、多層次實踐貫穿的課程實踐教學模式。該模式借鑒CDIO工程教育理念思想，突出專業課程實踐教學體系的一體化設計、分層次實施、工程案例結合，注重學生的卓越工程師核心潛質能力培養，同時結合數據庫課程教學給出軟件工程專業培養卓越工程師人才數據庫專業能力的具體實施方案。

關鍵詞：卓越工程師；核心潛質能力；課程實踐；教學模式

0、引言

近幾年來，中國高等教育快速發展，高校規模現已超越美國，成為世界第一的教育大國。然而，國內高校畢業生在專業能力、工程經驗、創新意識、人文素養、國際化視野等方面與世界教育強國的高校畢業生相比，競爭力較弱。這與當前中國成為世界經濟市場中心，亟需大量優秀工程型人才的需求不相適應。

為此，教育部在2010年啟動“卓越工程師教育培養計劃”項目（簡稱“卓越計劃”項目）。該項目旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。目前，國內先后有近200所高校申報加入以教育部為牽頭部門的卓越工程師教育培養計劃項目。從這些高校實施的卓越計劃看，其大都進行了專業人才培養模式、培養方案與課程體系、產學研合作模式、課程教學模式等方面的教育教學改革。

1、卓越軟件工程師的核心潛質能力分析

軟件工程專業是一個工程實踐性非常強的工科專業，主要培養IT及相關行業所需求的軟件工程人才。評價該專業辦學是否成功，主要看該專業是否培養出大量深受行業和企業歡迎的軟件工程師人才。在實施卓越計劃時，我們需要明確軟件工程專業培養軟件工程師人才的針對性。對于“985”重點大學的軟件工程專業，社會和行業對其畢業生的專業理論水平、工程實踐能力、創新思維素養等方面都有較高的期望。在軟件工程專業人才培養過程中，只有凸顯卓越工程師培養目標，采用先進的工程教育理念和行之有效的課程實踐教學模式，才能培養出專業理論水平高、工程實踐能力強、創新思維意識好的合格畢業生。

作為一個軟件工程專業的畢業生，需要具備諸多的從事軟件系統開發和工程技術應用的專業知識、能力和素質，才能成為一個卓越軟件工程師后備人才。在眾多的能力要求中，專業技能、工程實踐能力和創新思維能力是軟件工程師的主要核心能力。因此，面向卓越軟件工程師的人才培養需要注重學生的這些核心潛質能力培養。

針對軟件工程專業的數據庫課程進行分析，可以發現數據庫能力是軟件工程師應具有的一項重要專業技能。該課程作為一門重要的專業基礎課，承擔了培養學生掌握數據庫理論知識和具有數據庫能力的重任。在數據庫課程教學中，如何有效地建立學生的軟件工程師潛質核心能力，培養符合行業要求的軟件工程人才，是一個需要深入探討的教學改革課題。

2、面向卓越計劃的專業課程實踐教學模式

課程實踐教學模式是課程教學的有機組成部分，決定課程對學生專業技能、工程實踐能力、創新思維能力的培養思路、培養方法以及培養質量。在實施面向卓越工程師人才培養計劃中，迫切需要探索一種適合卓越工程師人才培養的專業課程實踐教學模式。

2.1 傳統的課程實踐教學模式

在傳統的專業課程教學中，教學過程一般分為課堂教學和課程實踐兩個環節。教師首先按照教學計劃完成課堂教學，然后再組織課程實驗。例如，針對56學時的數據庫原理及應用課程教學，教師首先在課堂中講解40學時的數據庫原理知識、數據庫分析和設計方法、數據庫基本應用等教材知識內容；在課堂教學結束后，組織學生進行16學時的課程實驗，完成一些數據庫系統基本操作實驗，如數據庫基本SQL操作實驗、數據庫管理實驗等。

由上可見，傳統課程實踐教學僅僅是課程實驗，實踐活動大致是實驗教師指導學生完成若干基本課程實驗，學生完成實驗報告，再由實驗教師根據學生提交的課程實驗報告給出評價成績。這種專業課程實踐教學模式實施簡單、操作容易，對學生實踐能力有一定的訓練，但該實踐教學模式對于工程實踐性強的數據庫專業課程教學是不夠的。

深入研究這種課程實踐教學模式后，我們發現一種現象：不少學生在課堂中雖然聽懂了課程知識內容，也領會一些基本數據庫操作，但在課程實驗中只能完成一些基本設計實驗。對于一些數據庫綜合設計和應用編程問題，學生感覺動手實踐困難，更不知如何解決一些工程實際問題。分析其原因，我們認為傳統課程實踐教學模式存在如下幾個問題：①課程實踐教學環節少，僅通過課程實驗訓練學生專業技能和工程實踐能力顯然不能滿足工程師潛質能力培養要求；②課堂教學與課程實驗獨立，課程理論知識與實踐操作之間缺乏有機聯系；③由于在課程實驗前，學生沒有必要的操作基礎，而且在有限的時間內，通常只能完成一些基本實驗，因此難以結合工程應用場景解決實際工程問題，更談不上在課程實驗中培養創新思維能力；④該實踐教學模式對學生實踐能力的評價僅局限于實驗報告的審閱結果，難以全面反映學生實踐能力的培養效果，若存在部分學生抄襲實驗報告的情況，評價將失去意義。

因此，傳統的專業課程實踐教學模式不太適合培養卓越工程師人才，需要采用一種更合適的課程實踐教學模式培養學生的專業技能、工程實踐能力和創新思維能力。

2.2 專業課程實踐教學模式改進

從上述對傳統專業課程實踐教學模式的分析看，面向卓越計劃的專業課程實踐教學需要有一種新穎的教學模式。借鑒CDIO工程教育思想，我們提出一種面向工程師核心潛質能力培養的課程實踐教學模式，如圖1所示。

具體地，在數據庫課程實踐教學中，圍繞課程所承擔的軟件工程師核心潛質能力（專業技能、工程實踐能力和創新思維能力）目標，以工程案例項目為背景，開展數據庫系統開發的專業技能訓練和工程能力實踐培養。課程教學過程組織不再簡單地分為課堂教學和課程實驗環節，而是將數據庫課程的核心能力培養貫穿到課堂教學、實踐作業、課程實驗、課程設計等多個環節中，并進行一體化分層次能力培養。此外，通過綜合性的項目課程設計培養學生的數據庫項目團隊協作與溝通能力以及設計創新能力。endprint

3、數據庫課程實踐教學模式實施方案

電子科技大學軟件工程專業的數據庫課程實踐教學應用了上述新的專業課程實踐教學模式，在課程實踐教學的各個環節注重軟件工程師數據庫能力的培養。數據庫課程實踐教學具體實施方案如圖2所示。

1）課程實踐教學環節。

數據庫課程實踐教學環節分為課堂實踐教學40學時、課程實驗16學時、課程設計24學時，通過“課內上機實踐→課后實踐作業→課程實驗→綜合課程設計”一體化的分層次課程實踐訓練，培養學生具備“構想一設計一實施一操作”的數據庫能力。同時，通過分組進行綜合課程設計項目實踐，培養學生的團隊溝通能力、協作能力以及工程系統實踐能力。在一體化課程實踐教學體系下，統一規劃各個環節的潛質能力培養目標和實踐教學內容，確保各個環節實踐內容的銜接性。

2）課程實踐教學方法。

在數據庫課堂實踐教學中，針對不同主題章節分別采用了做中學、案例教學、探究式教學的教學方法。在第2章關系模型的課程教學中，采用探究式教學方法和案例教學方法講解在數據庫中關系模型有什么用途、如何表示系統數據關系、關系模型如何規范化設計、關系模型如何解決工程應用問題等。在第3章數據庫SQL語言教學中，結合SQL Server數據庫SQL操作工具的使用，采用做中學教學方法，訓練學生對數據庫各類SQL語句執行的理解和動手操作能力，掌握數據庫對象的訪問方法和實現原理。

在數據庫課程實驗教學中，采用項目任務驅動方法將一個工程實例項目分解為多個實驗主題，指導學生完成一個實際數據庫應用系統項目的開發。例如，針對圖書借閱管理系統項目，要求學生分別完成SQL Server數據庫軟件安裝及配置、圖書借閱管理系統概念數據模型設計、圖書借閱管理系統物理數據模型設計、SQL Server系統管理與數據庫實現、圖書借閱管理系統Web數據庫訪問編程等主題實驗。

在數據庫課程設計教學中，組織多位教師分組指導學生進行課程設計，保證每組學生的課程設計題目不相同。課程設計題目要面向實際應用需求并解決若干工程問題。例如，典型的課程設計題目為汽車4s店會員管理系統、國際會議投稿系統、學生公寓管理系統等。在課程設計過程中，教師指導學生應用數據庫理論知識、專業技術方法、產品開發工具完整地完成一個數據庫應用系統開發，并給出相應過程的開發報告和軟件作品等成果，同時也要求學生分工協作，培養學生在數據庫應用開發中的團隊交流、溝通與協作能力。

3）課程實踐教學評價。

數據庫課程實踐教學評價由平時實踐作業、課程設計報告、上機能力測評組成。在實踐教學模式改革實施方案中，按照軟件工程師的數據庫能力目標對學生進行實踐教學考核并側重學生上機能力實測，使課程實踐教學評價能客觀真實地反映學生數據庫能力的提升情況。同時，通過評價方式引導學生更加注重核心潛質能力的培養。

4、數據庫課程實踐教學模式應用效果

通過近幾年的數據庫課程實踐教學模式改革實踐，每屆學生都取得如下學習成效：①通過數據庫課程實踐學習，能夠較好地掌握主流數據庫產品系統（如SQL Server、Oracle）的技術和應用方法；②利用數據庫設計工具（如PowerDesigner）完成基本數據庫應用系統的分析、設計和實施；③掌握基本數據庫編程訪問及其軟件開發，明顯提升工程實踐能力。

數據庫課程實踐教學模式探索并解決了傳統課堂教學與課程實驗、課程設計內容脫節的問題，使得專業技能培養能夠在課堂教學、課程實驗和綜合課程設計之間進行有機銜接，同時結合工程項目背景培養學生的工程實踐能力。實踐教學評價更加客觀合理，能夠確切地反映學生實踐能力的培養效果。

5、結語

面向卓越計劃的專業課程實踐教學模式的基本思想就是圍繞課程所承擔的工程師潛質能力培養目標，以工程案例項目為背景，在專業課程中開展針對工程師核心潛質能力培養的專業技能訓練和工程實踐能力培養。該模式應用做中學、項目案例學習、探究式教學的教學方法，使學生的專業技能、工程實踐能力、創新能力等卓越工程師核心潛質能力得到充分培養。該課程實踐教學模式適合于卓越工程師人才培養，對同類課程實踐教學具有一定參考意義。endprint