軟件工程專業“四層次一體化”實踐教學體系的研究

高為民

摘要：實踐教學是學生理論聯系實際最直接、最有效的環節，是教學工作非常重要和不可缺少的部分。結合我院軟件工程卓越計劃專業教學的實際，按照CDIO國際化工程師人才培養的需求目標框架，以“軟件工程過程”為核心，以“軟件工程方法、工具和應用能力”主線，在制定人才培養方案和完善課程教學大綱的基礎上，對該專業實踐教學體系的構建進行了一些思考和研究。關鍵詞：軟件工程；實踐教學體系；CDIO中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0146-02

國家十大產業振興規劃中的電子信息產業和物流產業與軟件行業緊密相關，電子信息產業的三大任務都包括了軟件產業，并且以每年20%的速度遞增，社會對軟件專業的人才的需求數量較大。整個軟件行業急需系統分析/設計師、軟件工程師及程序員，但有較多的畢業生專業能力與軟件產業界的需求存在脫節，應屆畢業生很難適應崗位要求。

為更好地幫助學生順利實現從學校跨入到企業，減緩學生就業和企業需求之間的供求矛盾，已成為當前高等院校和用人單位共同面臨的問題。“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是我國工程教育進行改革的重要舉措，我校的“軟件工程”是校級“卓越計劃”培育專業，對怎樣培養具有軟件應用能力的工程師進行了一些探索。

一、現狀分析

通過到就業單位調研和畢業生就業跟蹤反饋表明，就業單位的實際要求和軟件工程專業畢業生的實際應用能力有很大差距，特別是IT企業對員工的編程能力很看重，對應屆畢業生的實際編碼和應用能力不甚滿意。對學生發放問卷調查統計：學生對課堂教學興趣不濃、課后也不愿意與老師或同學之間交流學習上的疑點和難點；同時普遍認為實際教學中過于注重基礎驗證型實驗，不能調動起學生的求知欲。這樣一來導致應屆畢業生的就業處境比較尷尬，追本溯源，主要有以下幾點：

1.教學實踐體系滯后。傳統的軟件工程專業實踐教學環節以學生對課堂知識的驗證為主，而且教學內容的設計一般依據人才培養方案。如程序設計類課程實驗要求有結果、代碼無錯誤就行，不分析實驗的實現過程算法分析；人才培養方案中的軟件工程類課程很難做到與IT行業實際應用接軌，實驗課程內容或課程設計側重軟件分析的一些方法、代碼的實現，而不去考慮軟件的生存周期和知識產權等。整個實踐教學環節缺少將專業所必備的各個知識點串聯起來的綜合性、設計性及創新性實驗項目，缺乏一條以學生動手能力為主、系統性綜合運用所學知識與技能的主線。

2.專業定位不清晰，領域知識教育匱乏。軟件工程專業目前在很多高校都設有專門的軟件學院，學生數量和規模較大，但同其他計算機類專業相比較，專業教育同質性強，人才培養目標大同小異。而軟件工程是以智力為主的朝陽產業，整個產業鏈上需要不同工種的專業人才，如：程序員（碼工）、軟件評測師、系統分析師等，由于近些年部分高校盲目追求高大上，導致人才培養質量低、結構不合理，畢業就業難。此外，由于我國高等教育模式受原蘇聯影響，學科中心地位突出。專業課程涉及理論、技術、工程方面，沒有足夠的領域知識。校企聯合制定人才培養方案的較少，工程項目案例和工程素養教育滲透不足，無法培養出企業所需的工程應用型人才。

3.雙師雙能型教師匱乏。隨著軟件行業及IT產業的不斷發展，現有的師資隊伍及實驗人員已難以適應地方應用型高校辦學及軟件工程專業學生的需求。雙師雙能型師資匱乏是實踐教學的“軟肋”。國家鼓勵地方應用型高校要進行產教融合、轉型發展，現階段大多高校普遍缺乏具有一定行業背景和國際化認證資質的實踐教師，因而，在很多地方應用型本科中，教師隊伍中雙師雙能型教師所占比例較低。

二、基于CDIO的“四層次一體化”實踐教學體系

按照軟件工程專業CCSE2004方案和CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）國際化工程師人才培養的需求目標框架[1]，軟件工程專業定位為培養軟件開發技術能力為主的重基礎、重能力、重技術、高素質的應用型人才，培養目標為：具有創新精神、實踐能力和開放意識；具有較好的學習能力；分析與解決問題的能力；創新與創業能力；交流與溝通表達能力；較強的工程實踐能力；團隊協作能力的高素質應用型人才。

該模型以產品從設計研發到發布使用的生命周期為載體，使學生通過主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，以培養學生的工程能力，該理念是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達。[2，3]

依據我院軟件人才培養目標和規格，我們通過多年的努力嘗試，探索“四層次一體化”實踐教學體系。“四層次”按能力培養的漸進規律，劃分為基礎、提高、綜合、創新創業四個層次，包含實驗、課程實訓、項目實訓、企業實習、畢業設計、科學研究、社會調查、競賽與認證等多個實踐教學環節，構成分層、多模塊的實踐體系框架。“一體化”是以CDIO和CCSE2004為人才培養標準，將所有課程貫穿成一條主線，達到知識體系的完整性、開放性、應用型。

基礎層包括課程設計與課程實驗，提升學生對基本技能的運用能力。提高層分為項目實訓與企業實訓，實施卓越專業特色培養，著重培養學生的工程能力。綜合訓練層包含企業實習與畢業設計，重點是培養學生綜合實踐能力與軟件開發能力。創新創業層主要是學生自主創業，通過組建跨學科、跨專業的實訓平臺進行創新性實驗，從而培養學生的創新創業能力。

具體來說，首先要精練基礎，把軟件工程專業所有基礎類課程的實驗內容與理論知識實現同步，實驗類型以驗證性為主小課程實訓為輔，做到理論知識與基礎應用技能的融合，重點體現在課程設計與項目實訓上。從大三開始逐步增加綜合性、設計性實訓，重點表現在實訓項目的綜合性和交叉性，達到程序開發的應用技能與學科實際的深度融會貫通。在“重基礎、重技術、中實踐”的基礎上，從而培養出“高素質”的人才。此外，在大四第一個學期中開設一些專業方向類的實驗課程，以工程化設計為主，培養學生發現、分析、解決問題的能力。

三、以工程應用能力為主的實踐教學模式與組織

軟件工程應用能力培養的關鍵要素有4個，即實踐教學體系、實踐教學模式、雙師雙能型教師隊伍以及工程實踐環境與組織管理[2，3]。下面重點闡述實踐教學模式與教學組織管理：

1.實踐教學模式。應用型高校人才培養關鍵在教學模式的實施，軟件工程專業的人才培養要突出工程應用能力，必須要在實踐教學模式上進行改革。“四層次一體化”的實踐教學體系中主要強調項目實訓和綜合訓練，在具體實施過程中，要遵循漸進性和學生對科學知識的認知理論，可采用“學習—實訓）—再學習—再實訓”的螺旋式教學模式和以項目驅動的“做中學”教學模式。[4]具體來說，“螺旋式”教學模式按照人才培養方案在大學第1至第6學期展開課程實驗、課程設計及集中性項目實訓。到第6學期末，利用暑假期間安排學生到企業或實訓基地進行為期一個月的企業實訓，第7～8學期進入企業中進行實習并完成畢業設計；而項目驅動的“做中學”教學模式是指在課程實訓中采用“案例牽引、項目驅動、團隊合作、引導互動”的教學方法，突出學生的主體地位，教師引導學生主動學習，學生以團隊方式按照企業過程標準完成一個產品或系統由構思、分析、設計、實現到交付的完整過程訓練。“做中學”的教學模式可以提高學生的職業素養和軟件項目的開發能力，培養團隊協作能力、質量控制及組織管理等工程實踐應用能力。

2.實踐教學的組織管理。根據我院卓越班的實踐與探索，對實踐教學的組織和管理初步實現了互聯網+模式。即對學生實踐過程進行全方位、規范化的過程管理，課程設計與項目實訓由校內教師和企業教師共同負責設計和教學，校企聯合專家組參與評審。企業實訓在校外企業實習基地開展，由基地指導教師負責，學生分組以項目方式組織實施。進行為期一年的企業帶薪實習，實習期間學生以企業員工的身份，在企業開展工作，并完成其畢業設計。在上述實踐教學環節中，學生所有的項目都必須按照軟件工程的思想在管理系統中提交相應的文檔，系統可以對項目進行需求分析、建模、設計、源代碼、錯誤跟蹤、軟件測試、項目進度、實驗報告等管理。

四、結語

軟件工程“四層次一體化”CDIO模式應用于我院“嘉杰卓越班”，構建了完善的實踐教學體系，與合作單位建立了良好的校企合作關系，成果得到不斷完善和修正。實踐結果表明，經過該實踐教學體系培養的學生具有較強的工程實踐能力，深受企業歡迎，多名學生已成功申報省級、國家級大學生創新性實踐項目等。但本項目的評價機制尚需進一步研究，各實踐環節的內容與標準需進一步完善。

參考文獻：

[1]廖志芳，胡志剛，等.軟件工程CDIO“五位一體”實踐教學體系[J].計算機教育，2010，（11）：128-131.

[2]唐衛東，劉昌鑫.地方高校軟件工程專業實踐教學改革與創新研究——以井岡山大學為例[J].計算機教育，2013，（20）：87-92.

[3]李紅梅，張紅延，盧葦.面向能力培養的軟件工程實踐教學體系[J].高等工程教育研究，2009，（3）：43-45.

[4]浙江省新世紀教育教學改革課題 構建化學教學示范中心“一體化、三層次”實驗教學新模式[EB/OL].http：//wenku.baidu.com，2012.