基于能力培養(yǎng)的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革的探索和研究

楊微　肖佳　朱曉風(fēng)

摘要：實踐教學(xué)在軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要地位，是培養(yǎng)具有合作競爭意識、探究精神、創(chuàng)新思維和實踐能力的創(chuàng)新型高素質(zhì)軟件人才的重要環(huán)節(jié)。論文分析并總結(jié)了時代背景下軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)尤其是實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合行業(yè)企業(yè)對軟件人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求，從頂層軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)計劃制定、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、實踐教學(xué)體系師資培養(yǎng)等多個層面對軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：軟件工程專業(yè);能力培養(yǎng);實踐教學(xué)

中圖分類號：G420 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0136-02

軟件工程專業(yè)是計算機科學(xué)學(xué)科之一，是我國理工類高校設(shè)置的重點專業(yè)，是一門實踐性很強的專業(yè)，承擔(dān)著為軟件產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才的重任，對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展具有重要的影響[1]。近年來隨著以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，行業(yè)企業(yè)對軟件人才提出了更高的要求，要求高校在軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中要注重程序設(shè)計與開發(fā)能力、軟件工程管理及分析能力、軟件測試能力、文檔寫作能力、產(chǎn)品分析與建模能力、數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)管理能力、學(xué)習(xí)探究能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等能力的培養(yǎng)[2]，總結(jié)來講重點強調(diào)專業(yè)動手實踐能力、合作競爭意識、探究精神、創(chuàng)新思維能力。以上能力的培養(yǎng)重點依靠軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此改革軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，順應(yīng)時代新背景對軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求，注重人才培養(yǎng)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展結(jié)合，強調(diào)軟件工程專業(yè)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型高素質(zhì)工程科技人才具有重要意義。

近年來諸多高校結(jié)合各自辦學(xué)定位、特色和該專業(yè)自身特點，先后對軟件工程專業(yè)實驗教學(xué)改革進(jìn)行了系列有力的探索。例如：彭慧等強調(diào)軟件工程專業(yè)對軟件人才培養(yǎng)的重要性，分析了目前軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)的現(xiàn)狀，提出軟件構(gòu)建軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)體系[1];楊小勁等提出基于工程教育的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)模式構(gòu)建的研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[3];付曉琳等提出成果導(dǎo)向（OBE）下軟件工程專業(yè)實驗課程教學(xué)改革研究，介紹了OBE及其實施流程，給出基于OBE的軟件工程專業(yè)實驗課程教學(xué)改革步驟，并詳解每個步驟旨在提升學(xué)生創(chuàng)新實踐能力[4];王龍等對學(xué)科競賽驅(qū)動下的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革進(jìn)行了探索，提出以賽促教，以賽促學(xué)，并對實踐教學(xué)管理模式及實踐教學(xué)評價模式進(jìn)行了研究[5]。論文從時代背景下行業(yè)企業(yè)對軟件工程專業(yè)能力要求出發(fā)，對基于能力培養(yǎng)的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革進(jìn)行了探索和研究。

1 軟件工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

軟件工程專業(yè)實踐性很強，依據(jù)2018年計算機類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，軟件工程專業(yè)要求培養(yǎng)學(xué)生將基本原理與技術(shù)運用于對復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計、驗證、確認(rèn)、實現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)以及軟件系統(tǒng)開發(fā)管理等工作的能力。調(diào)研并總結(jié)本科軟件工程專業(yè)在實踐教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)不同程度存在的問題有：（1）軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)律性、整體性和系統(tǒng)性把握不夠，專業(yè)課程設(shè)置傳統(tǒng)，沒有及時依據(jù)社會需求技術(shù)發(fā)展進(jìn)行更新;（2）課程實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容來源單一，例如程序設(shè)計類實驗類別多為演示性實驗、驗證型實驗，設(shè)計型和綜合型實驗少，對學(xué)生逆向思維訓(xùn)練不夠不利于學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化，實驗內(nèi)容難易層次單一，不能很好地區(qū)分不同層次學(xué)生的能力;（3）教師對實驗教學(xué)重結(jié)果不重過程，違背專業(yè)特點，對學(xué)生解決問題、程序設(shè)計能力的引導(dǎo)和訓(xùn)練不夠;（4）軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)沒有在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，科學(xué)依托學(xué)科競賽、專業(yè)競賽、教師科研項目、實訓(xùn)實習(xí)等環(huán)節(jié)去深化教學(xué)成果，提升學(xué)生編程設(shè)計、合作探究、知識遷移能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;

2 軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革思路探索

1）從頂層把握好軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的整體性和系統(tǒng)性，以能力培養(yǎng)梯度為導(dǎo)向，構(gòu)建實踐教學(xué)框架體系。

首先，當(dāng)前我國人才培養(yǎng)和社會需求未能有效銜接的問題比較突出，要研究經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新對軟件人才的要求，對接國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，重點以工程教育認(rèn)證要求的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為依據(jù)，重新梳理軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)設(shè)計軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)生能力要求，確保行業(yè)企業(yè)需求與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相對應(yīng)，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求相對應(yīng)，專業(yè)畢業(yè)要求與專業(yè)課程體系，專業(yè)畢業(yè)要求與教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)。其次，結(jié)合專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)，以能力提升梯度為導(dǎo)向，構(gòu)建實踐教學(xué)框架體系。以廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)人才為例，以程序設(shè)計基礎(chǔ)能力、軟件工程工程及系統(tǒng)能力培養(yǎng)和訓(xùn)練、專業(yè)方向知識能力、對接企業(yè)綜合實踐能力及職業(yè)素養(yǎng)四個能力梯度為導(dǎo)向，專業(yè)人才能力培養(yǎng)遵循“全程化”、“層次化”、“模塊化”的原則：“全程化”，是將培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力貫穿到他們在校學(xué)習(xí)的全過程;“層次化”，就是將應(yīng)用能力分解為不同的能力層次，分階段進(jìn)行培養(yǎng)，即：將應(yīng)用能力分解為專業(yè)基礎(chǔ)能力、專業(yè)能力、綜合能力、創(chuàng)新能力等四個不同的能力層次，由淺入深、由易到難，按照不同的學(xué)期，分階段地進(jìn)行培養(yǎng);“模塊化”，就是根據(jù)培養(yǎng)不同能力層次的需要，依托不同的課程模塊和實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)模塊進(jìn)行培養(yǎng)，構(gòu)建層次化、階梯化能力培養(yǎng)體系。如表1所示，按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置四個能力培養(yǎng)層次，按照第一學(xué)年、第二學(xué)年、第三學(xué)年、第四學(xué)年設(shè)置不同能力目標(biāo)，其中：（1）專業(yè)能力培養(yǎng)以專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)方向能力課程、專業(yè)選修課程等課程的實驗教學(xué)為中心，設(shè)置驗證型實驗、設(shè)計型實驗、綜合性實驗，圍繞課程群設(shè)置聯(lián)合實驗，夯實學(xué)生基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、分析問題、工程實踐應(yīng)用能力。（2）專業(yè)能力培養(yǎng)以項目實訓(xùn)為拓展，包括暑假的項目實訓(xùn)、軟件工程綜合實踐I、軟件工程綜合實踐Ⅱ、軟件工程綜合實踐Ⅲ，讓學(xué)生通過不同能力訓(xùn)練層次企業(yè)實際案例，實踐從問題到需求、設(shè)計、編碼、實現(xiàn)、測試、展示各個環(huán)節(jié)，強化提升學(xué)生分析問題、解決問能力的同時，團(tuán)隊合作、競爭意識、創(chuàng)新思維能力也得到了培養(yǎng)和訓(xùn)練。（3）專業(yè)能力的培養(yǎng)輔以專業(yè)比賽，包括專業(yè)學(xué)科競賽、學(xué)術(shù)類講座;校內(nèi)科技比賽;大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及省級國家級各類專業(yè)比賽等等。輔以專業(yè)比賽，幫助學(xué)生通過專業(yè)比賽完成從學(xué)到動手實踐，從動手實踐到專業(yè)綜合能力提升的過程轉(zhuǎn)化。

2）以能力培養(yǎng)為指導(dǎo)，嚴(yán)把實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，圍繞課程的實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和方法探索改革。

針對實驗教學(xué)內(nèi)容，圍繞實驗課程框架體系及畢業(yè)要求，構(gòu)建單一課程知識點集、綜合知識技能訓(xùn)練集，并針對性設(shè)計實驗內(nèi)容。在實驗內(nèi)容設(shè)計過程中，要注意開放性、整體性、局部性，實驗教學(xué)內(nèi)容來源打破傳統(tǒng)單一來自教師設(shè)計，要引入生產(chǎn)環(huán)境真實的項目;站在課程教學(xué)目標(biāo)的整體高度，把課程知識點融入實驗內(nèi)容中，豐富實驗的類別，即要有驗證性實驗，也要包括設(shè)計性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新型實驗、研究性實驗，提升逆向思維的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生對知識的運用，能夠有效促進(jìn)知識的內(nèi)化;每次實驗內(nèi)容設(shè)計時要考慮學(xué)生各自的差異，包括基礎(chǔ)型、提高型、創(chuàng)新型等多個層次性實驗內(nèi)容，由淺入深、由易到難，能讓不同層次的學(xué)生得到實踐和提升，激發(fā)學(xué)生的積極性。打破封閉課堂的傳統(tǒng)教學(xué)，采取開放式多維教學(xué)手段，依托數(shù)字化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)資源、虛擬實驗教學(xué)平臺等，采取線上線下教學(xué)相結(jié)合方式，打破封閉課堂的傳統(tǒng)教學(xué)，把實驗理論內(nèi)容和實踐緊密結(jié)合，提升實驗教學(xué)效果，例如黨向盈等就提出軟件工程專業(yè)移動學(xué)習(xí)混合教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生強烈學(xué)習(xí)動機和興趣[6]。注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，在實驗教學(xué)過程中，教師要突出對學(xué)生實驗過程的指導(dǎo)和監(jiān)控，加強師生之間、生生之間對實驗過程的交流，挖掘?qū)W生編程、設(shè)計思維潛能;把項目管理思維方式納入實驗教學(xué)改革，尤其是綜合實訓(xùn)類課程，讓學(xué)生按角色分組去完成并模擬企業(yè)當(dāng)中項目管理方式，將文檔設(shè)計要求納入此類實驗教學(xué)中，對學(xué)生進(jìn)行綜合、全面、完整的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、團(tuán)隊協(xié)作等綜合能力。優(yōu)化軟件工程專業(yè)實驗教學(xué)團(tuán)隊的師資結(jié)構(gòu)，提升教學(xué)團(tuán)隊實踐教學(xué)水平，一方面，目前教育系統(tǒng)教師教學(xué)經(jīng)驗豐富，但缺少企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境工作經(jīng)驗，工程實踐經(jīng)驗不足，因此要完善教師培訓(xùn)制度，提供機會組織教師進(jìn)入企業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，加強教師實踐能力培養(yǎng);另一方面，加強校企合作，引進(jìn)外聘企業(yè)工程師，構(gòu)建“雙師型”師資隊伍;再者，要激發(fā)教師在軟件人才培養(yǎng)中的牽引作用，激發(fā)教師積極投身到教學(xué)實踐改革和踐行中。最后，要成立專門軟件工程專業(yè)實驗教學(xué)教研室，負(fù)責(zé)軟件工程實驗教學(xué)的審查和監(jiān)督工作，落實實驗教學(xué)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，定期對實驗課程進(jìn)行聽課評課，加強監(jiān)督力度，保障實驗教學(xué)工作有序完成。

3）以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，積極開展課外教學(xué)實踐，以賽促學(xué)，升華實驗教學(xué)成果。

以廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)學(xué)生為例，每學(xué)期一次課程學(xué)科競賽，例如編程類課程、算法類課程，通過學(xué)科競賽，解決問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的情緒，促進(jìn)知識內(nèi)化;不定期邀請行業(yè)、企業(yè)、高校領(lǐng)域的專家開設(shè)學(xué)術(shù)類講座，拓寬學(xué)生視野;定期舉辦的校園科技學(xué)術(shù)節(jié)舉辦的校內(nèi)各類科技比賽，例如軟件設(shè)計概念組比賽、成品組比賽、網(wǎng)頁設(shè)計類比賽等等，學(xué)生在第三個學(xué)期，經(jīng)過3個學(xué)期基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)之后，掌握了專業(yè)入門基礎(chǔ)知識，可以組隊參加這一類的比賽，鍛煉學(xué)生分析問題解決問題的能力的同時，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力;大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目申報，參加完校內(nèi)相關(guān)比賽訓(xùn)練之后可以在第四個學(xué)期申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，通過一個完整項目的訓(xùn)練提升學(xué)生的編程能力及團(tuán)隊協(xié)作能力等綜合能力，也引導(dǎo)學(xué)生深入專業(yè)課程的學(xué)習(xí);省級國家級各類專業(yè)比賽，例如藍(lán)橋杯、大挑小挑、攀登計劃等各類學(xué)科競賽，以賽促學(xué)，推動學(xué)生專業(yè)實踐能力不斷提升，升華實踐教學(xué)成果等。此外，在專業(yè)下成立專門的“創(chuàng)新實踐教學(xué)團(tuán)隊”，團(tuán)隊由實戰(zhàn)經(jīng)驗豐富的教師隊伍組成，定期開展技術(shù)沙龍和比賽指導(dǎo)交流活動，有計劃地鼓勵、引導(dǎo)、組織學(xué)生參加不同層次的專業(yè)比賽，幫助學(xué)生通過專業(yè)比賽完成從學(xué)到動手實踐，從動手實踐到專業(yè)綜合能力提升的過程轉(zhuǎn)化，為以賽促學(xué)提供有力保障。

3 總結(jié)

以上舉措在持續(xù)改革實踐中，目前實踐效果良好。在全球軟件技術(shù)日新月異，軟件產(chǎn)業(yè)作為為各國綜合國力競爭的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)背景下，高校軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)要準(zhǔn)確把握行業(yè)企業(yè)對軟件人才需求，以學(xué)生工程實踐能力、合作競爭能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等綜合能力，提高人才培養(yǎng)的目標(biāo)達(dá)成度和社會適應(yīng)度，服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，各高校要積極探索軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革，科學(xué)制定人才培養(yǎng)方案，在頂層做好實踐教學(xué)框架體系設(shè)計，切實嚴(yán)格把關(guān)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，改革教學(xué)內(nèi)容、手段，積極開展豐富課外實踐，深化實驗教學(xué)成果。這是一項長遠(yuǎn)而艱難的工程，需要不斷去反思、改革、踐行，需要教育工作者共同的努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭慧.論軟件工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，32（13）：262-263.

[2]李丹丹，趙玲玲，邵秀鳳.軟件工程專業(yè)學(xué)習(xí)路線圖實證研究[J].教育教學(xué)論壇，2019（04）：78-79.

[3]楊小勁，魏星.基于工程教育的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)模式構(gòu)建的研究[J].教育觀察（上半月），2017，6（09）

[4]王龍，李杰，趙其昕.學(xué)科競賽驅(qū)動下的軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)改革探索[J].西部素質(zhì)教育，2019，5（01）：162-163.

[5]付曉琳，湯淼，劉鋼，張麗杰.成果導(dǎo)向（OBE）下軟件工程專業(yè)實驗課程教學(xué)改革研究[J].軟件導(dǎo)刊，2018，17（10）：216-219.

[6]黨向盈，程紅林，申珅.軟件工程專業(yè)移動學(xué)習(xí)混合教學(xué)模式的研究與APP開發(fā)[J].軟件工程，2019，22（01）：54-56

【通聯(lián)編輯：王力】