基于項目模式的軟件工程專業實踐教學的研究

汪克峰　梁洪峰　范洪輝

摘 要：為了促進高校轉型發展，提高應用型人才培養質量，增加服務經濟社會發展能力，建立有特色高水平應用型大學，提出一套基于項目式的軟件工程教學模式，來提高本專業學生的項目開發和創新的綜合能力，提高人才培養質量。

關鍵詞：項目式；軟件工程；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7394（2017）06-0089-05

1 傳統實踐教學模式的現狀

現在我國大部分高校計算機專業下的軟件工程方向培養出來的人才很難適應企業、學生就業率不高，主要原因是學生的實踐動手能力差，項目經驗少。從教師角度看，部分高校教師誤以為軟件工程就是教好教材和會編程序，只需重點掌握開發工具，而忽視培養對軟件的工程管理、團隊項目開發、文檔編寫和測試等能力，輕工程現象較為明顯；從學生角度看，課程內容可操作性較低，實踐課程多為驗證性的實驗設計，學生即便聽懂課堂內容，卻苦于解決實際問題，學專業課最后的目的就是能夠及格，不影響后期的畢業，只有少部分學生，想學專業知識，經常去做實驗、做項目。這個是當今很多高校存在的問題，所以現在高校在提倡教學改革、教學創新，國家也在注重教學型大學轉型為應用型的技術大學，能為國家和企業輸送出更多的優秀人才，為我國的國家實力發展做貢獻[1]。

2 項目式實踐教學模式的含義、特點及意義

信息化社會中，計算機類專業課教學受到知識更新快速、內容變化繁多等特性影響，傳統模式下計算機類專業課教學模式已難適應技術和理念的快速革新。正所謂實踐是檢驗真理的唯一標準，只有將專業課的理論知識與專業項目開發實踐密切結合，才能真正掌握計算機技術開發與應用的精髓之處。

“項目式”教學是在教學實踐中，整體貫穿工程項目的教學組織方式。該教學過程注重學生的創新意識、知識與技術運用能力、團隊合作、理論與實踐相結合能力的培養 以及項目經驗的積累。在“項目式”教學中任課老師從真實的項目中提煉問題，根據學生所在年級、專業基礎不同，轉變為不同層次課程實踐項目，循序漸進，由淺入深；學生以團隊合作方式，通過前期分析、需求設計、項目開發以及功能測試、成果展示、撰寫項目開發文檔和項目考核答辯這些教學與學習流程，最后才能決定是否通過這門課程的學習。

項目式實踐教學具有以下幾個特點：

（1）以“項目”為中心性 。“項目式”教學最大的特點就是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，改變了傳統的“教師講，學生聽”的教學模式。它是一種探索創新的新型教學模式。

（2）項目的真實性。在“項目教學”中項目的選擇都是來自企業單位中實際項目，這些項目有一定的代表性，代表當前最熱門、最新的技術，也代表目前市場上最需求的項目。老師根據學生當前專業水平和課本教材篩選出適當的項目進行改造歸納。

（3）團隊合作性。在“項目教學”中，師生共同參與，在完成項目中互教互學。教師引導，學生實施。當每個項目由老師發布下去，學生組建小組，以小組方式來完成項目，小組組員相互合作，相互討論，充分發揮學生的自主性和積極性留下足夠的空間。完成項目需要討論、分工、協作，學習過程成為人人參與的創造實踐活動，這也是與傳統教學模式不同的地方。

（4）教學效果顯著性。教學時間安排相對集中，在專門的培訓教室，有利于學生的學習、團隊討論與協助，在一段時間以后，教學與學習效果明顯。

理論意義：專業課程教學是高校人才培養的主要活動，是把教育思想、教育觀念付諸于實踐的紐帶，是影響受教育者知識、能力與素質結構的重要因素。因此，大學教學的核心問題莫過于專業課程教學效果的問題。我國正在實施“卓越工程師計劃”，在這樣的背景下，深入研究和探索計算機類專業課程教學模式對培養實踐型軟件工程師有重大的理論意義。

實踐意義：現階段我國的計算機類教育主要是知識傳授重于實踐培養，通過基于情景模式與項目導向增加校內學生計算機類專業課程知識的掌握，有益于提升學生的知識運用能力和就業競爭力，接近用人單位的需求，提升計算機類專業辦學的適應性，從而有力地促進我國計算機類教育走良性的可持續發展道路。

3 項目式實踐教學模式的構建、實施及考核方法

3.1 基于項目導向的課程體系構建

根據“十三五”教育事業的規劃，當今高校要培養創新性和實干型的應用性人才。從培養滿足產業需求的計算機類專業人才出發，對高等院校計算機類高層次應用型人才培養進行了研究根據國家的發展，把軟件工程專業的教學模式設計成“APD-CAS”模式，將相關的任務要求、理論知識以及任務實施順序有機融入，并根據“APD-CAS”的流程（即分析（Analysis）、計劃（Plan）、實施（Do）、檢查（Check）、調整（Adjustment）、總結（Summarize））實施，加強對項目實施準備工作和總結工作的管理，保證項目實施過程的完整性，彌補原有教學過程中對實際項目前期分析、項目實施的布置安排以及最終總結評價環節的不足。并且在項目完成后，通過“知識導航”對本課程所涉及到的知識點進行了梳理、總結、進一步完善知識體系。

項目是“項目式”實踐教學模式的核心，項目來源對“項目式”實踐教學模式的實施至關重要，所以項目的選擇都是經過老師進行市場調研和考察過的[2]。具體步驟如下：

（1）項目的設計與選擇，專業老師進行市場調研，下企業了解當前市場最需求的項目前景，選擇部分具有代表性的項目，要做到課堂知識與社會發展同步；

（2）項目式教學的教學大綱的設計與教學團隊的建設，聯系一些較好的企業中的工程師，讓他們進課堂，同時排教師進企業培養雙師型人才，最終實現教師講課，工程師輔助，學生主動學習，完成項目；

（3）項目式教學流程設計，具體如圖1所示。

3.2 “項目式”實踐教學模式的實施

項目式實踐教學模式的中心思想是以專業知識為核心，基于項目任務式教學方法，教學目標是通過項目任務的實施過程，讓學生積極學習，自主建構知識，提高學生的開發項目的實踐能力和創新能力。項目式實踐教學模式將學習、研究和實踐有效的結合起來，通過合理的項目設計和實施，給學生提供了自由發揮的空間，利用學生自身的專業知識和團隊的協助去解決實際問題，大大的提高了學生的實踐能力和創新能力，這個完全是把理論聯系到實際中[3]。具體的實施方案如下。

3.2.1教學目標和教材選定的改革

項目化課程的教學的目標不只是教學生學會理論知識，而是讓學生能夠完全掌門理論和實踐結合，把學的知識完全應用到真真實實的項目中，讓學生能夠對接企業。教材的選定對教學效果也是有很大的影響，不能夠像傳統的方式選擇熟悉的、多年使用的教材，這些教材內容成舊、重復，沒創新點，實際項目欠缺。現在很多企業和出版社聯合出版的軟件工程開發的新課程之類的慕課教材，內容豐富新穎，有視頻、有實際案例，這些教材符合項目化課程教學。

3.2.2項目化課程的教學組織和實施

在課程師資方面，可以選擇具有實際項目開發經驗的教師，在邀請企業項目工程師來輔助，這樣的選擇也是有助于校企合作的發展。學院定期派老師下企業，加入企業項目開發中，提高自身專業素質和項目經驗。

在課程安排方面，采用小班上課，把每個班的學生分成N個團隊（每個團隊通常由2～5人組成），并且給每個團隊制定一項開發項目任務，主要培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作精神，讓學生熟悉一套軟件開發項目全過程。“做中學，學中做”，才能不斷提高學生的項目開發能力[4]。案例項目的軟件開發過程分成規劃階段、概要設計階段、詳細設計階段、代碼開發和編碼測試階段、完成階段等部分，具體要求如下[5]。

（1）規劃階段：在學期初始階段，每個團隊分配到一項軟件問題描述，團隊制定實驗項目的開發計劃。

（2）概要設計階段：整個開發團隊分析實驗項目給出的問題描述，制定出需要產生什么文檔，用到什么工具。

（3） 詳細設計階段 ：開發人員確定開發環境、語言和開發工具。對系統整體進行規劃和布局，設計出系統模塊圖以及子模塊的結構圖、畫出系統的數據流程圖、UML圖、E-R圖等等。還要設計后臺數據庫模型和數據字典等等。詳細設計階段是銜接在需求分析和功能實現的二個階段之間，有非常重要的作用。

（4）代碼開發和編碼測試階段：把模塊進行合理劃分，把項目總體計劃的代碼開發測試階段劃分為多個時間段，每個時間段都包括代碼開發、單元測試和集成測試。在模塊開發完成后，將團隊模塊與自己開發的模塊整合起來成為一個完整的項目，并且進行綜合測試。

（5）完成階段：團隊成員撰寫文檔，文檔在項目開發中也占有重要位置。常見的項目文檔包含操作手冊、用戶手冊、維護說明。讓其他組成員作為用戶來驗收項目，驗收管理是各團隊共同檢驗工程是否達到預定目標并進行最終確認的重要一環，來保證項目達到預期的目標。

“項目式”實踐教學主要目的就是讓學生在學中練，練中學，鍛煉學生動手能力，積累學生的項目經驗，讓學生有著主動分析問題、解決問題的能力，這也是全國高校計算機軟件類的教學目標[6] 。

3.3 項目式實踐教學模式的考核方法

項目式實踐教學模式得考核方法，它不同于傳統教學根據最后期末考試來定最終成績，這樣培養出來的學生只會一些書本理論知識，根本做不了任何的項目開發，這樣違背了現代化計算機軟件工程的教學目的。項目式實踐教學考核成績是經過幾個過程產生：首先，每組團隊或小組把最后項目成果進行展覽，由全部學生進行打分；其次進行分組答辯，提交項目文檔，由答辯老師給出答辯成績；最后，最終的考核成績由老師根據平時成績、學生打分成績、答辯成績按照一定的比率得出。這樣的考核方法既保證了成績的公平公正，又能讓所有小組的同學相互比較、相互學習，可以發現潛在的問題，這樣才能提高他們的專業開發能力，對后期的畢業設計有很大的幫助。

4 項目式實踐教學模式的實施效果與創新

通過一年的“項目式”實踐教學模式在對軟件工程專業的實施，學生在專業的認知、理解、綜合知識運用能力、項目的設計與開發能力等方面都有顯著的提高。計算機工程學院分別對2011級和2012級的軟件工程方向的畢業學生做了數據統計，前提是2011級采用的是傳統模式的教學、2012級采用的全新的項目式教學，分別從學生的專業興趣度、學生的競賽獲獎和優秀畢業設計以及就業率做了調研，統計出一份報表。結果如表1所示。

從表1數據可以得出2012級的學生在學習興趣度、學生競賽和畢業就業率都高于2011級的學生，除了考研率的下降是因為2012級的學生企業就業率高了。項目式教學實施以來，2012級軟件工程學生參加了中國大學生計算機設計大賽獲得二等獎1項、三等獎2項，參加藍橋杯大賽一等獎 2項 、二等獎4項、三等獎5項，其他競賽獎項若干等的好成績。2016年畢業就業率高達95%。說明“項目式”實踐教學模式的實施，收效良好。

根據項目式實踐教學模式與傳統的教學模式進行了比較與總結，歸納出它具有以下的創新點：

（1）突破原有教學模式，用實戰項目解決專業課程內容抽象的問題，用基于項目開發過程的教學激發學生學習興趣提高學生對專業知識的理解與感性認識。

（2）教學過程在支持軟件工程的開發環境下進行，讓學生得到真正鍛煉，采用SDM軟件集成工具解決實踐教學內容中般重理論而輕實踐問題。

（3）科研項目帶動教學，將教師科研項目部分內容融入到到教學中， 和課堂內容相結合， 與理論知識掛鉤. 讓學生在學習理論知識的基礎同時了解該專業的前沿技術和應用領域， 達到學以致用。

5 結語

根據教育“十三五”規劃目標和計劃，當今高校的計算機類專業教育方面在未來都要進行大幅度的改革和提升，更注重培養出“三強”學生——學習能力強、動手能力強、創新能力強。這就要求我們必須改變傳統的教學模式，隨著近幾年“項目式”實踐教學的發展，通過項目的實踐，培養高素質、具有國際競爭力的創新人才，實現了為企業解決實際工程問題、學生提高工程實踐能力、教師了解企業實際需求并保持最新研究領域的“三贏”效果。

總之，“項目式”實踐教學改變了學校的教學模式，提高了學校教學理念；在教師層面上，轉變了對學生的指導方法，教育觀念和教學方式；在學生層面上，改變了學習方法，讓學生主動學習、自由發揮、提高了學生的學習積極性和實踐創新能力。

參考文獻：

[1] 范洪輝，葉飛躍，朱洪錦，等.基于項目導向與情景模式的軟件工程專業課程教學研究[J].計算機教育，2015（16）：70-73.

[2] 馮紀南，劉晶，楊德俊，等.項目驅動式實踐教學模式的探索[J].中國現代教育裝備，2015（15）：88-90.

[3] 盧艷軍.項目式專業實踐教學模式改革探索[J].計算機教育，2016（1）：67-70.

[4] .張波，劉春雷，劉琴，等.基于項目化課程模式的教學研究[J]. 西南師范大學學報（自然科學版），2014，39（11）：240-244.

[5] 張耀民.“項目驅動+案例教學”模式在軟件工程教學中的應用[J].中國職業技術教育， 2012（8）： 57-60.

[6] 張佩云. 項目驅動的軟件工程課程案例式分段情景教學研究[J].計算機教育，2013（3）： 77-79.

[7] 羅代忠，刁善會. 回歸工程實踐的應用型軟件人才培養體系改革[J]. 教育與職業，2014（8）： 102-103.

Research on Practical Teaching of Software Engineering Based on Project

WANG Ke-feng1， LIANG Hong-feng2 ， FAN Hong-hui1

（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology ， Changzhou 213001， China；

2. Jiangnan University-North American，WuXi 213001， China）

Abstract： In order to promote the transformation and development of colleges and universities， improve the quality of applied talents， increase the ability of students to serve the economic and social development， and establish a high level of applied universities， a new teaching mode project-based of software engineering is proposed to improve the project development and comprehensive ability and improve the quality of personnel training.

Key words： project； software engineering； practical teaching； teaching reform

責任編輯 祁秀春