強化能力培養的專業學位研究生課程教學模式探索與實踐

陸鑫+任立勇

摘要：針對軟件工程學科的專業學位研究生課程教學，本文分析探討了課程教學模式如何支撐專業能力培養，提出一種強化能力培養的專業學位研究生課程教學模式。該模式借鑒國際先進的CDIO、OBE工程教育思想，融合“案例導向教學”“研討式教學”“做中學”等課程教學方式，強化研究生課程教學中的能力培養。在本校研究生專業學位課程教學實踐應用中，該教學模式有效地提升了專業能力培養成效，其實踐經驗對同類課程教學具有一定的示范意義。

關鍵詞：教學模式；CDIO理念；專業能力；工程教育

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0147-03

軟件工程專業作為一個工程實踐性非常強的工科專業，其培養基本目標就是造就符合軟件行業要求和深受用人單位歡迎的卓越軟件工程師人才。按照中國工程教育專業認證協會所頒布的工程教育認證標準（2015版）要求，軟件工程專業畢業生除應具有通用標準[1]的能力和素質要求外，還應符合計算機及軟件工程專業補充標準[2]中的專業能力要求，如具有利用專業知識和技術方法對復雜軟件系統進行分析、設計、驗證、確認、實現、應用和維護等能力。特別是對于重點大學的軟件工程專業，行業對其研究生的專業能力、專業水平、綜合素質等方面都有更高的期望。在進行軟件工程專業學位研究生課程教學時，只有采用先進的工程教育理念和行之有效的課程教學模式，才能培養出專業水平高、工程實踐能力強、綜合素質好的合格畢業生。因此，將先進的工程教育理念和教學模式應用到軟件工程專業課程教學中是十分必要的。本文以軟件工程專業“信息系統分析與設計”課程為示例，研究如何在專業學位研究生課程教學中注重學生實踐能力、工程能力和創新能力培養，探索出一種強化能力培養的專業課程教學模式，并將它應用于軟件工程學科的專業學位研究生課程教學。

一、課程培養目標及要求

“信息系統分析與設計”課程是軟件工程專業中工程實踐性較強的一門專業技術課程。通過該課程理論知識學習和工程實踐能力訓練，使學生達到軟件行業對畢業生的“具有對復雜信息系統進行分析、設計、驗證、確認、實現、應用和維護等能力”專業要求。在研究生培養階段，該課程培養目標是使學生掌握信息系統分析與設計的高級技術方法，具備較高水平的系統規劃、系統分析、系統設計、系統實施以及系統運行維護等方面的專業能力，能夠勝任復雜信息系統開發以及項目管理等工作。

在本校軟件工程專業學位研究生培養方案中，“信息系統分析與設計”課程培養目標具體設計如表1所示。

上表中所給出的“信息系統分析與設計”課程培養目標是按照OBE工程教育思想[3]來設計的，即圍繞軟件工程專業培養目標和研究生畢業要求來確定課程目標。為實現這些課程培養目標，課程教學內容和教學環節都需要制定相應教學方案，同時也需要在課程教學中采用相應的教學模式來確保學生的學習成果達到課程培養目標要求。

二、強化能力培養的課程教學模式

在研究生課程學習階段中，培養學生的專業能力取決于課程培養目標、課程教學模式和課程教學方案。其中，課程教學模式決定了課程培養學生專業能力的教學理念、教學設計、教學方法、教學手段等要素。下面以“信息系統分析與設計”課程教學模式改革為例，探討不同教學模式對學生軟件工程專業能力培養的影響，并提出一種強化能力培養的專業學位研究生課程教學模式。

（一）傳統教學模式

傳統的“信息系統分析與設計”課程教學模式主要有兩種。

1.課堂知識傳授+課外作業。在這種課程教學模式中，以教師為中心，講解“信息系統分析與設計”理論知識、開發技術方法、前沿技術等內容。在課程外，布置一些課外作業讓學生進行實踐練習，培養學生一些基本的系統分析與設計方法應用，如完成某信息系統的技術解決方案。

2.課堂知識傳授+課內實驗。在這種課程教學模式中，除了講解“信息系統分析與設計”理論知識、開發技術方法、前沿技術內容外，還通過課程實驗環節培養學生一定的信息系統分析與設計實踐能力，如完成某信息系統的軟件建模設計。

在第一種課程教學模式中，教師圍繞課程知識體系，將信息系統分析與設計的理論基礎知識和技術方法傳授給學生。此外，教師通常也會要求學生自己通過作業方式去完成一些基本的系統分析與設計實踐。該教學模式是一種以教師為中心的傳授型教學模式。在這種教學模式下，即使學生在課堂中理解了課程知識內容，通過實踐作業也掌握了一些基本系統分析與設計方法，但是他們仍不知如何動手解決一些工程實際問題。例如，不知道如何設計一個滿足大規模用戶訪問的信息系統架構。探究其原因，這種教學模式局限于課程理論知識傳授和基本操作練習，不能培養學生靈活應用這些理論方法解決實際工程問題能力。更進一步來講，該教學模式沒有將課堂教學內容與工程項目實踐有機聯系起來，缺乏對學生進行針對性的工程實踐能力培養。此外，由于該教學模式局限于基本的課外作業實踐，對學生工程實踐能力培養力度是不夠的。

在第二種課程教學模式中，教師除了講解課程理論知識外，還通過課程實驗引導學生完成特定項目系統的開發實踐。該課程教學模式能夠使學生在學習基礎理論和基本技術后，獲得基本的實踐能力訓練。不過這種教學模式難以將專業理論知識學習與工程能力培養進行深入的有機結合，容易出現課程實驗訓練與課程理論知識內容脫節。此外，有限時間的課程實驗只是訓練學生基本的實踐動手能力，不足以支撐工程能力和創新能力培養。

綜上所述，傳統課程教學模式局限在以教師為中心的傳授式教學，課程對學生的實踐能力、工程能力和創新能力培養力度不夠，教學內容探討工程問題的針對性不強，更談不上學生創新設計能力培養。

（二）強化能力培養的課程教學模式

通過對傳統課程教學模式的分析可知，僅僅基于課程理論知識學習和課程基礎實驗訓練對于工程教育是遠遠不夠的，無法在實踐能力、工程能力、創新能力等方面對學生進行深入培養。本文提出一種多環節、階梯遞進能力培養的課程教學模式以解決傳統教學模式的局限問題。該模式融合“案例導向教學”“研討式教學”“做中學”等工程教育教學方法，采用課程堂教學、課程實驗、實踐作業、專題研討教學環節，分層遞進強化學生的實踐能力、工程能力和創新能力培養，其課程教學模式體系如圖1所示。

在強化能力培養的課程教學模式中，借鑒CDIO工程教育教學方法[4]，注重在課程教學中對學生實踐能力、工程能力以及創新能力的培養。在課程教學中，除進行課程理論知識教學外，還將課程能力培養目標貫穿到“課堂教學”“實踐作業”“課程實驗”“專題研討”各個環節中，并進行一體化分層次能力培養。例如，在“課堂教學”和“實踐作業”環節，采用“案例導向教學”“做中學”“練中學”教學方法培養學生的基本動手實踐能力。在“課程實驗”環節，則通過適應工程教育的綜合性實驗培養學生解決工程領域問題的工程能力和項目團隊協作與溝通能力。在“專題研討”環節，以工程項目案例開發為背景，采用“案例導向教學”“研討式教學”方法，引導學生探索解決信息系統中復雜領域問題，側重培養學生分析與解決復雜領域問題的創新能力。

三、課程教學模式實踐方案

為了在專業學位研究生課程教學中加強學生的能力培養，我們將上述強化能力培養的課程教學模式應用在本校軟件工程學科的專業學位研究生“信息系統分析與設計”課程教學中，具體實施方案如圖2所示。

（一）課程教學環節

將總學時為40的“信息系統分析與設計”課程教學組織為28學時課堂教學、8學時課程實驗、4學時專題研討。通過“課堂內案例實踐→課后實踐作業→課程實驗→專題研討”四個環節的階梯遞進式課程專業能力訓練，培養學生具備信息系統分析與設計能力。同時，通過課程項目分組開發實驗，培養學生的交流溝通能力、協作能力以及團隊項目管理能力。

（二）課程教學方法

在“信息系統分析與設計”課程教學中，針對不同章節教學內容分別采用了“做中學”“案例教學”“研究性教學”等教學方法。如在“系統需求分析”章節課程教學中，采用案例導引教學方式講解在信息系統開發中，如何“需求獲取”、如何“描述需求”、如何“需求建模分析”、如何“驗證需求”等。此外，在該章教學中也采用“做中學”教學方法，引導學生采用UML建模工具創建描述系統功能需求的用例圖模型和活動圖模型，同時也對系統需求分析難點問題進行深入的專題研討。

（三）課程教學內容

在“信息系統分析與設計”課程教學內容中，引入反映行業的主流系統分析與設計技術和工程項目案例，增強課程理論知識與行業應用實踐的有機融合。課程教學內容充分體現面向行業需求的知識體系構建、實際工程項目背景、主流工程技術方法應用。例如，課程教學以系統規劃、系統分析、系統設計、系統實施為主題切入點，結合工程項目系統的開發案例，采用行業主流系統建模工具（如Rational Software Architect、Enterprise Architect、Power Designer）講解系統分析與設計技術應用方法，深入探討應用系統的工程問題分析與解決實施方案。

（四）課程培養目標

在制定“信息系統分析與設計”課程培養目標時，采用國際工程專業認證OBE思想，針對軟件工程學科的專業學位研究生培養目標和畢業要求，確定課程培養目標。本課程根據專業要求，設計CO1、CO2、CO3、CO4、CO5五個課程培養目標，具體定義見前面的表1所示。

將所設計的課程教學模式應用在“信息系統分析與設計”課程教學中，通過近幾屆研究生課程教學實踐，取得如下效果：①學生的信息系統分析與設計工程實踐能力得到明顯提升，同時在進行系統分析與設計時培養了較強的工程素養和創新意識。②解決了課堂教學與課程實驗、課程研討、課外作業相互脫節問題，使專業能力培養能夠在課堂教學、課程實驗、專題研討和課外作業之間進行有機銜接。③有效解決了傳授式教學模式的學生能力培養不足問題，可充分調動學生參與課程學習的能動性，突出了以學生為中心的課程教學。

四、結語

本文所提出的強化能力培養的課程教學模式可突破傳統教學模式在專業能力培養方面的局限。該模式采用先進的CDIO、OBE工程教育理念，融合“案例導向教學”“研討式教學”“做中學”等課程教學方法實現以學生為中心的工程教育，使學生在實踐能力、工程能力、創新能力等多方面得到深度培養。該教學模式適合于專業學位研究生課程教學，對在工程教育中實施專業課程教學具有較好的參考意義。

參考文獻：

[1]中國工程認證協會.中國工程教育認證通用標準（2015年版本）[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/column.php？cid=17，2015-03-01.

[2]中國工程認證協會.中國工程教育認證計算機類補充標準（2015年版本）[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/column.php？cid=18&ccid=27，2015-03-01.

[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[4]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J].高等工程教育研究，2014，（1）：163-168.

Abstract：According to the teaching of professional degree in software engineering，this paper discusses the teaching mode of how to support the professional ability training，and put forwards a teaching mode for strengthening ability training in professional degree graduate course. This mode references the international advanced CDIO，OBE engineering education idea，and fuses "case oriented teaching"，"discussion teaching"，"learning by doing" and other teaching methods，strengthens major ability training in the graduate course. In my university graduate professional course teaching practice，this teaching mode has enhanced the ability training results，which practical experiences have certain significance for similar courses teaching.

Key words：teaching model；CDIO education idea；professional ability；engineering education