新工科背景下軟件工程專業課程設計課程群研究

周晶平，覃俊，曾廣平

（中南民族大學計算機學院，武漢430074）

0 引言

2017年2月18日，教育部在復旦大學召開綜合性高校會議，達成“復旦共識”[1]，教育部高教司發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》[2]，4月8日教育部在天津大學召開工科優勢高校會議，發布了“新工科”建設行動計劃（天大行動[3]），為新工科建設指明了方向。相對于傳統工科教育，新工科對學生的實踐能力的培養提出了更高的要求，更加強調學生工程實踐能力和創新能力的培養。課程設計是軟件工程專業實踐能力培養體系的一個重要組成部分，但是在課程設計教學中還存在一些不足，如教學方法落后、課程建設孤立、課程群意識薄弱，不能形成以工程能力為主線的訓練體系。在新工科背景下，提出將軟件工程專業實踐教學環節中的課程設計類課程組成課程群，開展以工程技術為主線、以提高學生工程實踐能力和創新能力為目標的課程群建設，構建一個“個體編程能力+團隊編程能力+項目開發能力”的課程設計實踐教學體系。并以中南民族大學軟件工程專業為例，構建了課程群建設方案，為新工科背景下的實踐教學改革提供一種思路和方法。

1 課程群的內涵

課程群建設是高校改革的重要舉措之一，它倡導課程整體優化和交叉整合，根據統籌安排、突出重點的課程建設理念，對高校課程教學改革，教學資源優化配置、師資隊伍建設都具有一定的指導作用[4]。課程群的組成一般具有以下幾個特點：①課程群是由三門以上單門課程組成的有機系統；②課程同屬于某一學科，課程的內容密切相關，具有互補性；③課程群建設是為了使各門課程相互配合、協調發展，完成共同的教學目標。

2 軟件工程專業課程設計課程群的構建

2.1 課程群建設的思路

課程設計是軟件工程專業實踐能力培養體系的一個重要組成部分，課程設計作為一門獨立的課程，一般安排在實踐教學周，時間為兩個星期，以個人獨立完成或團隊分工合作等方式完成課程設計。課程設計不僅強調培養學生具有綜合運用所學的多門課程知識解決實際問題的能力，也注重系統分析、設計和集成能力的培養[5]。課程設計對提高學生的工程實踐能力和創新能力具有重要作用，為此，將軟件工程專業課程設計類課程組成課程群，引入CDIO工程教育理念作為課程設計教學的理論指導，從知識體系設計入手，一體化設計教學方案，分階段實施，構建一個“個人編程能力+團隊編程能力+項目開發能力”的課程設計實踐教學體系，以提高課程設計的教學質量。

2.2 課程群中課程設計課程的教學安排

中南民族大學計算機學院軟件工程專業根據相應的理論課程開設了《程序設計語言課程設計》、《面向對象程序設計語言課程設計》、《數據結構課程設計》、《數據庫課程設計》、《軟件工程導論課程設計》等5門課程設計課程。課程群建設從整體出發，按照培養個體編程能力、團隊編程能力、工程實踐能力的思路及相應理論課程的教學時間，課程設計的安排如表1所示。

表1 課程群課程規劃表

2.3 課程內容的設計

為了發揮課程設計課程群的整體效益，提高教學質量，課程群中各課程需要相互協調、協同作用。因此，課程群中課程設計除完成本課程的教學任務外，還需要根據課程群的建設目標，課程在課程群中所承擔的任務對教學內容進行調整。《程序設計語言課程設計》和《面向對象程序設計語言課程設計》教學內容安排應側重個體編程能力的培養，《數據結構課程設計》和《數據庫課程設計》教學內容應側重團隊編程能力的培養，《軟件工程導論課程設計》教學內容則側重項目開發能力的培養，在教學項目的選擇上，教師提出的項目應該是企業的實際項目或來源于工程實踐。

3 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是教育部大力倡導的先進工程教育模式，CDIO 代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Imple?ment）和運作（Operate），CDIO強調以產品從研發到運行的完整生命周期為載體，讓學生在其中以主動的、實踐的課程之間有機聯系的方式學習工程理論知識，積累工程實踐經驗和提升各種工程能力[6]，根據新工科建設要體現工程教育新理念的要求，軟件工程專業課程設計課程群中的所有課程均采用CDIO工程教育模式。

3.1 課程設計的教學過程

課程設計課程群中的所有課程設計課程均采用CDIO工程教育模式，為方便教學管理和教師指導，將課程設計的教學過程均劃分為立項、設計、實施和運作四個管理環節，分別對應構思、設計、實現、運作四個階段，如圖1所示。

圖1 課程設計的過程

（1）立項：立項階段的主要任務是組織團隊（團隊項目），確定任務（選題）和制定項目計劃，要求學生對選題進行充分的調研與分析，形成自己的構思方案。

（2）設計：設計階段要求學生根據項目計劃，收集資料、分析資料，完成軟件系統的需求分析和設計，使學生掌握相關課程的基本原理、方法、工具，并能夠實際應用。

（3）實現：實現階段要求學生根據設計結果完成編碼、測試及相關的文檔，注重培養學生的動手能力、務實精神和團隊協作能力。

（4）運作：該階段包括兩部分，項目評價與成果交流，主要考察項目完成情況及成績評定。項目評價分為三個子階段，系統演示、系統交付演講和項目評分。

3.2 課程設計的組織

根據課程群建設的要求，《程序設計語言課程設計》和《面向對象程序設計語言課程設計》，由個人獨立完成；《數據結構課程設計》和《數據庫課程設計》由團隊合作完成；《軟件工程導論課程設計》由項目小組合作完成。由于高校教育的特點，課程設計指導教師可能并不了解學生的實踐能力，對于需要分組的課程設計，最好與班級管理人員配合對全班學生進行分組，保證每個小組成員結構合理，課程設計能夠順利進行，使所有學生都能得到良好鍛煉。整個課程設計期間，指導教師應全程跟蹤指導，采用定期檢查任務進度、召開團隊會議、討論問題等形式關注并檢查學生的學習情況，督促項目按計劃進行。

3.3 課程設計的考評

科學合理的實驗課程考核方法可以激發教師、學生的教學熱情，引導學生改變學習方式，積極、自主地學習。因此，要改變課程設計根據實驗報告定成績的方法，根據整個項目過程進行評分。評分標準如下：

（1）構思，占 20%

（2）設計，占 20%

（3）實現，占 20%

（4）運作，占 10%

（5）文檔，占 20%

（6）答辯與交流，占10%

4 課程群教學平臺的設計

課程群教學平臺是完成教學過程、提升教學效果的一個重要手段。教學平臺分為兩部分，一是教學平臺，以課程為中心集成網絡教學的環境。教師可以管理教學，可以將教學計劃、教案、多媒體課件、學習資料等資源放在網上，可以在平臺上備課、答疑、批改作業和組織在線考試等。學生可以在平臺上選課、學習、提交作業、討論交流等，網絡教學平臺將成為師生教與學的橋梁。二是管理平臺，對教師、學生課程進行管理。教師可以在平臺上交流討論，可以查看學生各門課程的成績、開發的軟件、文檔等，有針對性地教學指導。學生也可以查看自己所開發的系統、文檔等。平臺將按課程群建設的目標對課程群的教學構成一個比較完整的網上教學支撐環境。

5 課程群教學團隊的組建

課程設計課程群包含的課程多，時間跨度長，建設一個結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好的教學團隊是保證課程群得以實施、取得良好教學效果的關鍵。在教學團隊建設中需要解決好2個問題：一是課程內容的銜接，課程群中的5門課程既有各自的特色與任務，課程之間也有相互的聯系，必須從課程群建設的目標出發解決好課程之間的銜接關系，才能將這些課程的教師凝成一個有效的團隊。二是教學方式的創新，教學團隊要根據實踐教學的特點創新教學方式，引入先進的CDIO工程教育模式，并不斷改進教學內容、考核方法，在教學實踐中，形成一支穩定的、具有較高水平的教學團隊。

6 結語

在新工科背景下，針對軟件工程專業實踐教學存在的不足，提出將軟件工程專業實踐教學環節中的課程設計類課程組成課程群，開展以工程技術為主線、以提高學生工程實踐能力和創新能力為目標的課程群建設，構建一個“個體編程能力+團隊編程能力+項目開發能力”的課程設計實踐教學體系。為了達到課程群建設的目標，在課程群建設實施過程中要注意以下幾點：

第一，要注意教學團隊的建設，課程群包含的課程多,時間跨度長,建設一個結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好的教學團隊是保證課程群得以實施、取得良好教育效果的關鍵。第二，要注意教學平臺的建設，課程群教學平臺是教師與教師、教師與學生、學生與學生的溝通平臺，是完成教學過程、提升教學效果的重要保證。第三，要創新教學方式，采用CDIO工程教育模式，并改進教學內容和教學方法。