互動式立體化軟件工程教學模式探索

梁秀波 黃啟春

文章編號：1672-5913（2015）03-0010-06

中圖分類號：G642

摘要：針對當前軟件工程教學內容與社會需求脫節、學生動手能力差等問題，分析國際軟件工程教學新模式；基于以更新教學理念、優化課程體系、強化校企合作、提高教師素質為要點的迭代優化方法，提出適合國內軟件工程碩士培養的互動式立體化教學模式，以培養理論與實踐并重，具有獨立分析問題和解決問題能力的復合型應用人才。

關鍵詞：互動式立體化教學模式；工程教育；復合型應用人才

1 背景

軟件和信息服務業作為戰略新興產業對社會經濟發展的支撐和引領作用越來越凸顯，未來市場對復合型軟件工程應用人才的需求將大大增加。軟件工程碩士專業學位獲得者應掌握軟件工程領域扎實的基礎理論和寬廣的專業知識，具有很強的工程實踐能力、團隊協作能力和技術創新能力.然而，目前國內大部分軟件工程專業碩士還遠未達到這一要求，其培養模式還存在諸多問題，主要表現在：培養目標與社會需求脫節，專業方向設置明顯滯后于市場，培養出的學生不滿足當前市場的技術需求；學生大多被動地學習知識，缺乏獨立分析問題和解決問題的能力；缺乏良好的產學研合作機制，沒有形成良好的校企互動，教學環節缺乏經驗豐富的企業教師參與；學生項目實踐經驗少，動手能力差。國內很多學者針對這些問題提出了一些新的教學模式、專業建設方案以及校企合作對策。

浙江大學軟件學院近年來也針對上述問題進行持續探索，充分發揮浙江大學的綜合辦學優勢，匯集政府、行業、產業等各方資源共同參與學生培養。特別是在研究生培養上，學院以專業方向為學生培養的基本單位，將每一個專業方向與本領域的知名企業或研究院所建立了合作關系，實行“院企合作”“院院合作”，建立了產學研一條龍的人才培養機制。

對于專業方向的設置，學院會根據當前的學術前沿和技術熱點進行動態調整，并與合作企業共同商討制訂相應的教學計劃和課程大綱。學院在課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創新、實習創業等不同教學階段設計了多方參與、環環相扣的立體化教學體系，尤其強調教學過程中的校企互動、師生互動，充分激發學生的學習興趣和動力，取得了良好的教學效果。學院近年來新設立了金融信息技術、移動互聯網與游戲開發技術等方向，良好就業效果充分體現了立體化教學體系的優勢。筆者將主要以移動互聯網與游戲開發技術方向為例介紹浙江大學軟件學院為培養復合型應用人才而建立起的一種互動式立體化軟件工程教學體系。

2 互動式立體化軟件工程教學模式的構建

2.1 構建迭代優化的教學模式

為解決傳統“學院派”教學模式存在的問題，浙江大學軟件學院經過多年的探索和實踐，構建了新的教學模式。教學模式主要從以下4個方面解決問題：更新教育理念、優化課程體系、強化校企合作和提高教師素質。

該方法在實際操作過程中，采取如下具體措施：

（1）更新教育理念，采用基于CDIO的軟件工程教育模式。參考當前國際工程教育改革的最新成果，按照構思（conceive）、設計（design）、實現（implement）和運作（operate）的流程將從研發設計到牛產運行的完整生命周期作為實踐教育的載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行學習。浙江大學軟件學院結合該教學模式和原有政產學研合作優勢，注重培養學牛的T程創新能力、職業技能和素質，探索出適合軟件T程專業教育的新方法。

（2）緊跟行業動態，持續優化專業教學內容與課程教育體系。學院持續不斷地將最新技術引入課堂教學，每年都會根據當前熱點技術調整教學計劃，甚至設立新的專業方向，使得學生能夠在第一時間掌握熱門技術，從而在實習、就業中保持競爭優勢。例如，為順應移動互聯網發展潮流，學院設立了移動互聯網和游戲開發技術方向；近期為了將云計算、大數據等熱門技術引入課堂，學院正在籌劃設立云計算、大數據處理等方向。

（3）加強校企合作，建立以就業為導向的校企合作聯動機制。學院結合多方需求，將更多的企業力量引入到教學體系中，使他們參與到課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創新、實習創業等教學和實踐環節中。為了增強企業參與教學的積極性，學院教師團隊密切研究跟蹤大型軟什企業的發展方向，找到教學內容與企業發展方向的契合點，同時結合企業在用人方而的需求進行針對性培養，形成互惠共贏的局面，建立長效的合作機制。

（4）提高教師素質，形成具有“雙師型”教育能力的專業教師隊伍。學院青年教師均具有博士學位，多年學術研究的經歷使他們具有扎實的理論功底，但工程實踐能力比較欠缺通過加強與社會及企業的合作，我們將更多的實際開發項目引入到實驗室，同時也將部分教師安排到知名企業中進行交流，在實際項目中鍛煉和提高教師的技術應用能力，逐步形成了一支理論知識豐富、應用技術過硬的“雙師型”教學隊伍，從而使得培養的學生具有理論功底扎實、動手能力強的特點。

通過迭代優化，課程體系得到及時更新，教師項目經驗得以不斷增強，企業參與教學獲得持續動力。教學內容變得全面而立體，理論與實踐并重，動手與互動并行，形成了互動式立體化軟件工程教學模式。在課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創新和實習創業5個重要教學環節中，均以學院專職教師為主、企業兼職教師為輔，雙方共同參與的形式進行。大量的互動交流增強了學生解決實際問題的能力，使學生在畢業時已具備參與實際項目開發的能力。

2.2 主要創新點

1）基于迭代的方法對教學體系的主要環節進行持續優化，形成了軟件工程教學的新模式

根據技術發展趨勢和市場人才需求，我們對教育模式、課程內容、實踐教學、教學方法等方面進行改革，按照更新教育理念一優化課程體系一強化校企合作一提高教師素質的過程進行循環迭代，持續不斷地改進每個環節中出現的問題。經過多年的探索實踐，結合國際先進的工程教育經驗和原有資源優勢，最終提出了面向復合型應用人才培養的互動式立體化教學模式。

2）基于國內外最新科研成果和技術動態，及時融入前沿知識，形成立體化課程體系。

我們緊跟國內外技術前沿，動態調整專業方向，淘汰落后方向，設立新興方向，采用系統科學的方法，按照自頂向下的方式對培養目標和課程內容進行設計和優化。將每個方向的教學課程分為公共基礎課、專業基礎課和專業提高課3個層次，分別注重拓寬基礎知識領域、強化專業應用技能和普及前沿技術熱點，形成分層次立體化的知識體系結構。

3）基于學校教育與企業利益的結合點克服校企合作困境，建立三方互動的教學機制。

我們結合知名企業發展方向和人才需求對部分課程內容進行調整，大大提高了企業參與教學的熱情。我們對課堂教學、課后實驗、項目實訓、科研創新、實習創業等教學環節進行精心設計，安排學院專職教師和企業兼職教師共同參與，前者注重理論授課和過程管理，后者注重實踐指導和經驗分享，以此建立學院教師、企業工程師、學生三方互動的教學機制。

4）基于校企雙向互動機制提高學院教師工程實踐能力，理論與實踐并重，彌補課堂教學的短板。

我們通過產學研平臺的建設加強學院教師與企業工程師的互動交流，鼓勵教師經常參加知名企業組織的技術研討會，直接參與企業人才培訓和工程項目開發，將更多的實際項目引入到學校實驗室，帶領學生一起完成開發任務；增加學院教師的實際項目經驗，增強他們的“雙師型”素質，使他們在教學過程中能夠理論聯系實際，培養學生動手解決實際問題的能力。

3 互動式立體化軟件工程教學模式的實施

互動式立體化軟件工程教學模式在新專業方向建設的過程中取得了良好的實踐效果。以下將以移動互聯網與游戲開發技術方向的設立和教學實踐為例介紹這種新型教學模式的具體實施過程。

3.1 移動互聯網與游戲開發技術方向的設立各級政府部門的高度關注和支持，并成為目前市場投資和開發的熱點方向。大量游戲和移動互聯網公司的高速成長預示著市場對本方向人才的巨大需求。為順應市場發展的需要，浙江大學軟件學院成立了移動互聯網與游戲開發技術方向，與微軟、巨人網絡等知名企業合作建立移動互聯網應用研究中心，進行合作教學和實訓、實習指導。

在軟件工程培養體系下，移動互聯網與游戲開發技術方向通過課堂教學、項目實訓和公司實習等方式，形成了鮮明的特色和技術優勢，重點研究方向包括：移動互聯網應用開發、游戲開發、數字娛樂、人機交瓦等。教學注重課堂、實驗室與產業界的無縫結合，注重強化訓練學生的動于能力、設計能力、溝通與整合能力、創新能力以及領導能力等，使之逐步具備國際化視野。本方向圍繞移動互聯網應用開發、游戲策劃與開發、用戶體驗與交互設計等領域開設具有鮮明特色的課程。授課以開發技術為主，交互設計為輔，面向當前信息技術產業的熱門領域進行有針對性的人才培養，為國內外知名的互聯網公司和游戲公司培養高水平的骨干人才。

3.2 教學與實驗環境建設

浙江大學軟件學院對移動互聯網與游戲開發技術方向的建沒給予了充分的支持，分配了專門的實驗室和實訓室，配備了數十臺蘋果一體機和圖形工作站。實驗室擁有可靠的Internet網絡環境資源和豐富的電子資源，浙江大學圖書館提供了豐富的學術資源庫，如ACM、IEEE、Springer、Elsevier、萬方、維普、中國專利庫、美國專利庫、歐洲專利庫等，為學生進行文獻搜集、國內外研究進展跟蹤等提供了便利條件。

通過引入知名合作企業，學院先后成立了數字媒體技術實驗室、微軟移動互聯網應用研究中心、巨人技術中心等聯合實驗室，并獲得了合作企業的手機、圖形工作站等硬件支持及Windows正版軟件、游戲引擎等軟件支持實驗室建設旨在基于與知名企業的教學互動，培養學生理論和實踐相結合的能力。學生通過實驗設備可熟悉Mac、Linux、Windows、iOS、Android等開發環境的建立和使用，使自身的開發能力得到良好的鍛煉。

3.3 課程體系建設

為了緊跟當前技術動態，學院主要專業課程的教學大綱每年都會跟合作企業商討調整，使教學內容始終保持領先。移動互聯網與游戲開發技術方向軟件工程專業碩士的課程體系包括英語自然辯證法等公共課，軟件項目管理、系統分析與設計等基礎專業課以及移動互聯網應用開發游戲開發等特色專業課。

每門專業課的授課均強調理論與實踐并重，教學過程分為課堂教學和課后實踐。

3.4 校企合作的推動

通過校企合作的方式進行工程專業人才培養已經成為廣大工科院校進行教學改革的重點內容，這種培養方式也得到了學生的熱烈歡迎。然而，由于現行學校機制、教師觀念、資金問題以及企業不愿意投入太多等原因導致目前校企合作教學面臨困境。浙江大學軟件學院經過多年探索，找到了一條產學研合作進行互動教學的道路，充分調動了企業參與教學的熱情和積極性。這從上一節中移動互聯網與游戲開發技術方向主要專業主要專業課程設置及教學內容就可以證明。之所以能做到這一點，主要原因包含兩個方面：

（1）研究知名企業發展戰略，將教學內容與企業技術發展推廣方向相結合。知名企業是行業技術的引領者，一些前沿、高端技術往往由這些企業提出，他們有推廣自身新技術的需求，而高校是推廣新技術的最佳場所，及時與這些企業取得聯系就很容易將企業工程師請人課堂。例如，在移動互聯網與游戲開發技術方向的教學中，微軟不但提供了設備支持，還派出了數名資深工程師進行現場授課。

（2）了解中小企業的技術要求，將學生的實習就業與企業用人需求相結合。中小企業是行業技術的追隨者，他們不愿意也沒精力去主動推動一些新技術的普及，但這些企業的發展需要大量人才。而高校是最大的人才聚集地，從滿足企業用人需求的角度出發也很容易建立合作培養學生的關系。例如，在移動互聯網與游戲開發技術方向的教學中，杭州無端科技、上海毅睿網絡等公司通過設立實訓項目的形式對教學進行了支持。

4 教學模式應用效果

1）招生數量逐年增加。

移動互聯網與游戲開發技術方向研究生招生數量近年來持續增加：第一年為33人，第二年為84人，第三年為91人。這說明新的教學模式對學生產生了持續的吸引力，相信該模式對其他院校軟件工程人才培養也將產生良好的借鑒意義。

2）課堂教學成果更加豐富。

將知名企業引入到學院教學中，豐富了課堂教學內容，企業工程師與學生形成良好互動，學生也做出了更多有創意、有技術含量的作品。例如，學生學習Windows Phone應用開發技術課程，完成數十款App的開發，并成功發布到了應用商店；游戲開發關鍵技術課程學生也分組完成了十余款跨平臺游戲作品，并發布到了多個應用商店。

3）科研創新成果突出。

經過學院教師和企業工程師的聯合授課，很多學生已經具備了參與實際項目開發的能力。一些合作企業會將合適的項目放到實驗室由學院教師帶領學生完成開發，這進一步促進了校企合作，形成良性循環。近年來，以學生為主力開發完成的項目包括：寧波團市委“最青春”、仁通科技牛扣網及客戶端、蘭州智慧旅游、智慧醫療手機客戶端、寧波海關移動辦公、機器零件互動展示等。

4）科技競賽成績顯著。

學院鼓勵學生積極參加各類科技競賽和程序設計競賽，使學生既鍛煉了動手實踐能力，又提高了創意設計能力，同時培養了團隊合作精神。例如，軟件學院有多支隊伍報名參加一年一度的微軟“創新杯”全球學生大賽，每年都有隊伍晉級中國賽區半決賽，并多次獲得了中國賽區三等獎等獎項。

5）實習就業效果良好。

學院通過互動式立體化軟件工程教育模式進行專業學位研究生的培養，學生的實習就業質量得到明顯提升。2012-2014年，學生實習率每年都達100%，進入一流IT企業實習的比例保持在70%左右。畢業生就業率每年都達100%，畢業生進入世界500強和重點企業的比例也在逐年上升。

6）地方人才教育和產業水平得以提升。

該專業方向有多門專業課程入選寧波市智慧產業人才基地核心引導課程和寧波市數字圖書館網絡視頻公開課，每年考核結果均為良好以上。學院教師還面向寧波其他高校和企業舉辦了移動互聯網開發技術等專題培訓，提升了寧波人才教育和產業水平。

5 結語

互動式立體化軟件工程教學模式是浙江大學軟件學院在多年教學經驗的基礎上，參考國際先進的工程教育理念提出的一種新型軟件工程教育模式。該模式克服了傳統“學院派”教學方法中重理論、輕實踐的問題，通過立體化的課程體系和互動式的實踐教學，充分調動了學生的學習積極性。在后續的教學過程中，我們將繼續對教學體系進行迭代優化，使其發揮更好的效果。同時，我們也將與國內外其他高校軟件學院加強交流，對該教學模式進行改進和推廣，同共提高我國軟件工程專業學位研究生的培養水平。