卓越計劃驅動的軟件工程雙導師一體化教學模式

楊　誼，喻德曠

(南方醫科大學　醫工學院,廣東　廣州　510515)

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·教育教學改革·

卓越計劃驅動的軟件工程雙導師一體化教學模式

楊誼，喻德曠

(南方醫科大學醫工學院,廣東廣州510515)

醫工學院響應卓越工程師計劃，在應用型人才培養方面加大了改革力度，堅持以社會需求為導向，以醫療應用型軟件人才培養為目標，改革專業人才培養方案，突出對學生的工程素質和工程實踐能力的培養，摸索出一條具有醫工專業特色的軟件工程雙導師一體化教學模式，顯著提高了課程學習實效和學生實踐能力，初步實現了復合型醫療軟件應用人才培養與社會需求的有效對接。本文以軟件工程課程為代表，詳細介紹了雙一制教學模式的內容、特色和實施方案，并指出了存在的問題和今后努力的方向。

卓越計劃驅動；雙導師一體化；教學模式；軟件工程

一、軟件工程教學模式改革背景

近年來，隨著計算機軟件技術和產業的飛速發展，軟件和信息服務業在應用領域中迅速普及，對社會經濟發展起著越來越重要的作用。據信息產業部的數據，2010年以來，社會對復合型軟件工程應用人才的需求，不僅在數量上，而且在質量上，都處于大幅度持續增加的勢頭[1]。軟件企業對軟件人才的需求標準越來越高，包括：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，目前大部分高校軟件工程專業畢業生還遠遠不能達到這些要求。原因是復雜多樣的，其中主要原因有：專業方向設置滯后于市場，人才培養模式較為固定，結構較為單一；課程中缺少對學生工程實踐能力的足夠的訓練過程，學生被動地學習知識，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[2]。學生在面試、試用環節很快就暴露出實踐經驗少，動手能力不足等缺陷，出現了畢業生就業難與企業招聘難的矛盾現狀。

教育部于2010 年6 月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”(下簡稱“卓越計劃”)，其宗旨是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，促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國。軟件工程被國務院學位委員會正式增為一級學科，對于工程應用型軟件人才的培養，在國家戰略上已被提升到一個新的高度[3]。傳統的軟件人才培養模式、特別是實踐教學模式遭遇到嚴重的挑戰。為此，從2012 年起，南方醫科大學生物醫學工程學院，在工程應用型復合型軟件人才培養方面加大了改革力度，堅持以社會需求為導向，以醫療應用型軟件人才培養為目標，認真修訂專業人才培養方案，突出對學生的工程素質和工程實踐能力的培養，不懈探索，大膽嘗試，敢于創新，經過近五年不斷的實踐和完善，逐步摸索出一條具有醫工專業特色的軟件工程雙導師一體化教學模式(下簡稱“雙一制”)，顯著提高了課程學習實效和學生實踐能力，初步實現了復合型醫療軟件應用人才培養與社會需求的有效對接。

二、雙一制的主要內容和特色

(一)培養目標：高質量復合型醫療軟件人才

我校醫工學院在培養軟件工程專業人才方面，貫徹“卓越計劃”的明確要求，重點放在高質量和復合型兩個要點，以培養具有較強實踐能力和創新精神的醫療應用軟件人才為目標，以創新實踐教學為特色，以校內外實踐基地為支撐，以開放管理為保障的雙導師一體化實踐教學體系，探索并形成了 “雙一制”教學模式，順應軟件產業的發展，走產學研相結合的辦學道路，與軟件企業合作培養軟件人才，不斷滿足科技和社會經濟發展的需求。軟件工程是一門理論與實踐并重的課程，具有綜合性、實驗性很強的特點，能夠提升學生的綜合能力和專業素質，包括編程能力、分析與設計能力、工程素養及團隊協作精神，對卓越軟件工程師的培養起著舉足輕重的作用，因此，我們把這門課作為改革的首批重點課程之一。經過三年實踐努力，取得了一定的成功經驗，并鋪展開來，輻射到其他課程、專業和學科。

(二)教育理念：突出實踐加強管理的雙導師一體化制度

學院與技術企業建立廣泛聯系，在此基礎上遴選適合開展本科生共同培養的技術企業，創建并形成了“雙導師”實踐教學模式。該模式的主要理念是，校企雙方在廣泛調研與充分論證的基礎上，由校內外兩名教師共同負責指導學生課程學習、課內實驗與課外實踐的全過程，校內教師以專業基礎理論教學和專業基礎實驗教學為主，同時參與課外實踐教學，校外教師則主要負責課外實踐，同時參與課堂和課內實驗的教學和輔導指導[4]。兩方教師目標一致，各有側重，互助互補，相輔相調，共同開展教學實驗中的講授、指導和管理。雙導師制實現了理論知識與操作技能的一體化，教學與實踐的一體化，技術與產品市場的一體化，專業學習與工作崗位的一體化。

為保證雙師制新模式的順利開展，我們建立了學生—企業—學校三方責權利明確的實踐教學管理規定。學生方面，要求學生不僅要認真完成校內課程，而且要遵從企業的管理完成多個實踐項目；校內教師方面，積極鼓勵教師進入企業軟件開發第一線，增長實際工程才干，從而提高課程教學水平；校外指導教師的培訓和遴選方面，與技術企業進行充分溝通合作，確保企業導師的工作能力和實踐教學能力符合醫療應用軟件培養要求。雙師制模式得到保障，構建了適合學校自身特點的軟件工程教學體系，較好地發揮了雙方在工程應用型軟件人才培養上的優勢，培養方式具有知識面寬、技能綜合性強、與醫療應用結合密切等鮮明特點。

(三)課程設置：以實驗環節為重心

2013年以前，我們的軟件工程課程結構采用理論課36 學時+上機課12 學時的形式，課程結構設置直接制約了教學模式，以教師講授為主、實踐教學為輔，學生實踐訓練的時間和力度很小，完全達不到實踐教學的培養目的。為此，我們對課程結構做了整體性改革，將課內理論學時壓縮為24學時，而在實驗方面大幅度增加了學時。軟件工程所涉及的實驗分為基礎實驗和綜合實驗兩部分，基礎實驗為24學時，在課內完成；綜合實驗則由學生在課余(晚上、周末和暑假)完成，實踐內容包括小、中、大三種類型的項目，要求每名學生完成的小型項目不少于2個，參與的中、大型項目分別不少于1個。項目難易程度呈階梯遞增，實施地點包括校內實驗室和校外實習基地，全過程都得到校內老師和企業導師的管理、指導和協調。學生完整地經歷一遍綜合項目訓練，所花時間不少于180學時，所投入的精力和所接受的項目訓練分量均為以前的十幾倍，所得到的收獲也必然大大增加。這樣，軟件工程課程不僅僅覆蓋教學任務所規定的較短時期，而且延展到了一個較長的時期，便于學生綜合運用多門課程的知識和技術。另外，學生必須完成課內外的理論學習和所有實驗項目才能拿到學分，在動手能力和綜合素質方面他們因此得到了很大的深化和提高。

(四)課程教學：新穎，鮮活，實用

為了使軟件工程課程緊跟行業動態，雙師通力合作，持續優化專業教學內容，不斷地將軟件產業的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，增加刪減相應的內容，使得學生能夠在第一時間了解、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，我們精選了移動互聯網和游戲開發技術中的軟件工程實踐案例，在課程中介紹這些項目的設計和開發經驗，并鼓勵學生自我探索；精準醫療是目前醫療發展的新方向，精準軟件的設計和開發與云計算、大數據分析等新興技術密切相關，課內學時有限不便于展開講解，我們就把紛繁的資源整理成較為系統的格式，提供給學生課外學習，從而使得軟件工程課程內容緊緊貼合目前蓬勃發展的醫療應用實際。

在軟件工程的課堂講述中，會采用多個軟件開發的案例，傳統的做法把主要精力放在需求分析、概要設計和詳細設計的原理上，直接給出案例的結果，較少講述具體案例的分析和設計過程，學生似乎能夠看懂聽明白，但輪到自己動起手來卻往往無從下手。為了改變這種情況，我們在講授方式上做了重大的變更，讓學生不僅看到設計的結果，更主要的是看到并參與整個過程。例如，在講授一個具體軟件項目的需求分析時，教師扮演客戶、投資方等關系人的角色，學生作為開發方，在教師的指導引領下從頭開始進行功能、性能、接口、并發性、容錯性、安全性等需求的提取、驗證、迭代和確認，從零開始逐步構建相應的分析模型，經過多次迭代調整，最后得到符合客戶要求的準確、全面、詳盡的需求分析結果，并寫出需求規格說明書。教師善于在關鍵環節進行引導點撥，學生全心全力投入，主動提出各種思路想法，分享討論，從中習得豐富直觀的第一手經歷，及時地演練需求分析、系統設計的技能，在模擬訓練中鞏固分析流程和細節，在教師的指導下對模擬的結果進行動態的對照，發現自身理解的偏差和問題，從而加深對案例的理解和掌握，案例學習收到明顯的效果。通過這種大量練習，學生逐漸掌握的軟件工程方法和思想，在實踐中建立了自信，運用起來也越來越熟練。比起傳統的被動聽講、只會記憶幾大過程模型、幾大開發流程來，新的課程教學模式顯著提升了學生的學習效率、積極性和參與度。

(五)實踐教學：任務驅動+項目開發

對于軟件工程專業，實踐教學是加深理論知識認識的有效途徑，是培養具有創新意識的高素質工程技術人員的重要環節，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要手段[5]。過去的課外練習方式主要是紙質的和靜態的，缺乏環境的支持，無法做到學練互動，不利于真正提高學生的實踐能力。

如前所述，我們將軟件工程所涉及的實驗分為基礎實驗和綜合實驗兩部分，基礎實驗在課內完成，主要目的是配合所學理論知識進行基礎技能的鞏固性練習。實踐的重點在于綜合實驗。學院和企業教師根據學習進度，將企業中的實際項目進行拆解、改裝，根據小中大等階梯型實驗項目的不同要求，編寫成相應的實驗課題布置給學生。這樣的綜合實驗具有明確的任務驅動目標和很強的項目特征，不僅實用性強，內容豐富，而且實現動態更新，技術企業源源不斷地提供新的開發項目的產品或半產品作為實驗案例，無論是數量，還是真實性、貼切度，都很好地滿足了實踐教學的要求。具體的實踐教學流程為：

1.任務接受：教師按階段發布多個相應的實踐任務供學生選擇，小型項目要求學生在規定的時間內獨立完成，中、大型項目分別具有相應難度，但經過努力可以較好地完成，要求學生以小組形式合作完成，時間期限也相應較長。

2.組織形式：中、大型項目以小組的形式來進行組織，包括一名組長和4-6名組員。學生小組通過實踐環境，動態創建軟件開發項目。每周安排2 學時的交流課程，各組組長介紹本組項目的進展情況和碰到的問題，將項目開發的過程細節和結果與其他學生進行分享，讓其他的學生參與其中，教師對項目的實施進行指導，引導學生就某一細節問題展開討論。學生具有自己的學習空間，將課程學習和實踐中的心得、體會等進行記錄，將一些好的技術、方法等資料與其他學生進行分享。

3.成績評定：課程實訓結束時，每組需提交所完成的軟件系統和相關的文檔、實踐報告等，采用驗收答辯的形式評定成績，每個小組演示開發完成的軟件系統，總結項目實踐中所獲得的體會、經驗，并自我總結不足之處，做下一步的實驗規劃。由教師主持實踐項目驗收答辯，由其他小組的代表參與組成評委，歸納答辯小組的優點、特色，指出其不完善的地方并提出改進意見，最后由學院和企業教師共同進行綜合評定，對實踐項目的成果進行評審并打分，給出每組的最終實驗成績。

(六)師資培養：校企合作聯動，三方受益

廣州市是一個以改革開放、包容為特色的城市，有著豐厚的教育科研和醫療資源，科技交流十分頻繁，高新科技產業和創新型產業的發展前景十分可觀，擁有大量的創新型技術企業，為開展校企合作帶來了得天獨厚的優勢。學院貫徹“卓越計劃”，把醫療軟件技術公司作為教育變革的新依托力量，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件企業的發展方向，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面的需求進行針對性培養，形成互惠共贏的局面，建立了較為穩定的長效合作機制。

通過校企聯動及時更新課程體系和內容，企業參與教學獲得持續動力。教學內容變得豐富而實用，理論與實踐并重，動手與互動并行，在課堂教學、課內實驗、綜合項目、科研創新和實習創業等教學環節中，均有學院教師與企業教師之間、學生與雙師之間的大量互動交流，增強了學生解決實際問題的能力，初步具備了參與實際項目開發的能力。

通過校企聯動提高教師素質，形成具有雙師型教育能力的專業教師隊伍。學院中青年教師大多具有博士學位，他們經過多年的學習，并開展了多個科研項目，具有扎實的理論功底，但在與醫療領域結合的應用軟件的開發方面經歷較少，對當前技術市場的了解和把握也比較欠缺。我們每年都安排部分教師到合作企業中進行為期2-3個月的半脫產交流，在實際項目中鍛煉和提高教師的技術應用能力，將更多的新技術和開發項目引入到學校、課堂，同時也有效提高了教學能力，目前的教學團隊很好地完成了軟件工程等課程的實踐教學。企業教師借助校企聯動，不僅了解了高校軟件工程專業的培養方向和過程，為技術公司有針對性地培養和發現人才，而且自身也獲得了很多收益，如在高校進修的機會，參與到高校的科研項目中提升理論水平。

三、收獲與今后的發展

學院以強化實踐教學為手段，以提高學生實踐與創新能力為目標，構建的雙一制教學新模式在軟件工程等首批5門課程中取得了較大的成功，目前已經推廣到第二批14門課程中去。在卓越計劃驅動下，雙一制實踐教學體系符合軟件人才培養規律，在人才培養方面取得了顯著成效。學生在各類學科競賽中表現出了較強的實踐能力和良好的創新能力，獲得2013、2014、2015年廣東省大學生創業競賽一、二等獎多項，全國大學生電子競技大賽二、三等獎多項，全國JAVA程序員競賽二等獎、華南賽區二等獎多項。在課外科研方面，由校企合作綜合項目而拓展延伸深化的多個項目，獲得了廣東省大學生創新創業計劃項目并順利完成。畢業生因基礎較為扎實、實踐能力較強，在人才市場中享有良好的聲譽，近3年每年畢業季都有多家廣東省和省外的醫療軟件企業直接來到學院面試挑選學生，對能力和素質符合要求的學生優先發放入職offer，2013、2014、2015屆軟件工程專業畢業生一次就業率分別為88.4%、91.6%和90.3%，比實行教改之前的一次就業率提高了20%左右。

既肯定成績，也看到問題。在雙導師一體化教學模式中，還存在不少需要探索和研究的問題，主要有課程和管理兩方面的問題。

在課程本身方面，實踐教學質量系統評價的指標體系不是一成不變的，需要根據技術的發展和產品市場的變化動態調整。軟件工程與同類型課程的綜合實驗有部分相近之處，如何將同類型課程的綜合實驗進行有機地合并，減少內容重復的實驗，提高實驗的跨課程屬性，也是需要探索的問題[5]。軟件工程一門課的綜合實驗占去學生大量的課余時間，有時導致與其他類型的課程和活動的沖突，需要更好地協調。軟件工程課程教改模式在其他課程中如何推廣應用[6]，都需花力氣來研究與解決。

在管理方面，目前已經制定并實施了校企合作培養醫療應用型人才指導意見、崗位職責、管理規定和評價準則等制度及管理規定，從制度上保障各個階段工作有序推進，但要保證校企深度合作和持久合作，還應開展如下工作：

1.成立專門的合作管理機構，對校企合作各環節進行規范管理，對合作過程中出現的問題進行及時處理和解決；

2.建立和完善安全教育制度和備案登記制度，對學生進行技術、崗位和安全全方位教育管理；

3.在課程改革的基礎上開發校企合作管理平臺，加強校企聯合長效機制，實現對各類資源、人力、設備等的有效管理。

(責任編輯：王金明)

[1]周慧，熊耀華，陳明華. 軟件工程人才培養中校企合作實踐存在的問題分析[J]. 軟件工程師,2014,17 ( 10) : 30-31,29.

[2]彭昱忠,元昌安, 王汝涼. 地方普通院校卓越軟件工程師培養模式探究與實踐[J]. 高教論壇, 2016(2): 21-25.

[3]李鋒, 夏小玲. 計算機軟件工程專業卓越計劃實踐教學[J]. 計算機教育, 2013,11(13): 18-21.

[4]王文發，武忠遠，許淳. 地方高校軟件工程專業校企合作實踐教學的探索與實踐——以延安大學為例[J]. 高等理科教育, 2016,24(12): 114-119.

[5]王燦輝,林郎碟. 軟件工程思想在計算機語言類課程教學中的貫徹實施[J]. 高教論壇, 2010(1):87-89.

[6]楊誼，喻德曠，馬建華. 一個中心，雙管齊下，多方聯動——網絡程序課程強化實踐能力建設[J].高教論壇, 2015(8):57-61.

Double Tutors Integrated Teaching Mode in Software Engineering Driven by Excellent Engineers Program

YANG Yi,Yu De-kuang

(Biomedical Engineering School, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China)

Responsive to the Excellent Engineers Program, biomedical engineering college has intensified the reform in the cultivation of applied talents. Directed by the society demands, targeted at the medical applied software talents, the training program has been greatly innovated and changed which lay emphasis on students' engineering quality and engineering practice ability, and a novel double tutors integrated teaching mode with distinguish features has been built and applied, resulting in the obvious improvement of course study and the practical capability of the graduates, and have gained the preliminary docking of the composite medical software application personnel training and social needs. This paper introduced the content, properties and implementation program of the new teaching model in software course in detail, and showed the existing problems, corresponding countermeasures and future directions.

driven by excellent engineers program；double tutors integrated；teaching mode；software engineering

G642.0

A

1671-9719(2016)8-0038-04

楊誼(1973-)，女，廣東河源人，副教授，博士，研究方向為網絡應用軟件設計與開發、計算機算法設計、軟件工程。

2016-05-21

2016-06-10

2013年廣東省產業技術研究與開發專項資金項目“基于主動式RFID技術的檢傷分類和傷員轉運管理系統的研發”(2013B051000054)；2014年南方醫科大學本科教學改革發展工程建設項目“應用型本科網絡程序設計課程改革”(B1012291)；2015年廣東省教育教學獎培育項目“校企結合，工學互促，優化網絡程序設計課程”(C1032165)；2014年廣東省科技計劃項目“基于數字化醫學網格的乳腺腫瘤自動診斷與預警機制關鍵技術與應用研究”(2014A020212545)。