軟件工程專業多元協同實訓體系的建設研究

摘? 要：目前，我國工科教育模式中存在一些重點問題[1]，如強調個人學術能力而忽視團隊合作精神、重視理論知識的講授而忽視創新創造能力的培養等，軟件工程專業實踐教學迫切需要在這些方面進行改進，以培養學生更好的實踐能力和團隊合作能力。在TOPCARES-CDIO（構思、設計、實現和運作）工程教學理念和思想的指導下，軟件工程專業建立了課下與課上一體化、理論學期與實踐學期一體化的項目主導、多元協同的實訓教學體系。實踐證明，通過該模式培養的專業人才，就業競爭力和個人職業發展能力顯著增強，建設成果也得到社會、企業及同類型兄弟院校的廣泛認可。

關鍵詞：TOPCARES-CDIO;項目主導;多元協同;實訓教學體系

中圖分類號：TP31? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：2096-1472（2021）-01-51-03

Abstract： At present， a few key issues exist in China's engineering education model， such as overly emphasized personal academic ability and ignorance of team spirit building， too much emphasizing on theoretical knowledge and ignoring cultivation on innovation and creativity. In view of these issues， it is urgent for software engineering major to reform practical teaching， so to enhance students' teamwork and practical ability. Under the guidance of the TOPCARES-CDIO （Conceive， Design， Implement and Operate） engineering teaching concepts， software engineering major in the author's college has established a project-oriented multiple cooperative training system， integrating under-class teaching and in-class teaching， theoretical semester and practical semester. It has been proved that the professional talents cultivated through this model are more competitive and capable in the job markets， and the achievements have also been widely recognized by society， enterprises and other colleges of the same type.

Keywords： TOPCARES-CDIO; project-oriented; multiple collaboration; practical training teaching system

1? ?引言（Introduction）

軟件工程專業一直致力于應用型軟件人才的培養。尤其是自2009年學校全面開展TOPCARES-CDIO教育教學改革以來，以先進的工程教育理念為指導，以國家級、省級質量工程項目（教學團隊、精品課程、品牌專業等）、省級教學改革研究項目（基于TOPCARES-CDIO校企專業共建模式的研究與實踐、基于應用型人才培養中CDIO課堂設計的研究與實踐、基于CDIO工程教育理念的高素質軟件服務外包人才培養模式的研究與實踐等）為平臺，依照“以學生為中心”的人才培養理念，從CDIO工程教學理念出發，重點針對軟件工程專業的軟件服務外包人才培養目標進行優化調整，在專業人才培養方案、實踐教學體系建設、教學模式改革、教學資源建設、實踐環境建設、雙師雙能型師資隊伍建設、教學質量管理體系與教學效果評價體系等方面進行了富有成效的探索與實踐。通過總結凝練，形成了一套特色鮮明、人才培養各環節覆蓋全面的一體化實訓教學體系和實踐教學模式[2]。

2? 實訓體系建設思路（Construction thoughts of training education system）

軟件工程專業對實訓體系的改革實際上從2010年就已經開始實施，在人才培養實踐中逐漸完善成熟。自2016年開始探索實踐專業教育與創新創業教育相融合的途徑與模式，近年來，通過不斷調研社會需求、分析創新創業教育與專業教育融合的課程設置現狀，以及深入探討創新創業教育與專業教育相融合的保障機制，對如何培養具有創新創業意識和能力的軟件人才進行了更進一步的探索和研究[3]。

經過近幾年的分析和研究發現，項目教學資源研發對于高校應用技術型人才的培養至關重要，只有進行有效的實踐實訓項目教學資源開發和利用，才能夠更好地發揮整體實踐教學效果。學校與企業有效整合高校優質教學資源、企業項目資源、實訓資源、培訓資源及系統平臺資源等，避免重復建設和資源浪費，有效緩解高校發展空間不足、社會教育資源欠缺、師資隊伍薄弱等一系列問題，實現教學資源共享，充分發揮教學資源的最大效益，有效提升校方整體的軟硬件教學環境和教學水平。

學校與企業的教研合作包括共同開發實訓平臺教學資源、共同開發在線教學平臺及資源、共同研發教材、共同建設實驗室，以及成果與科研課題的共同申報。另外，企業為學生參加各類型比賽提供技術指導等。

實踐實訓體系建設主要從兩個方面入手：第一方面，建設與課程教學緊密結合的全方位立體化實踐實訓項目教學資源，項目內容涵蓋多門課程，并且可以滿足各類實踐需求。建設指導思想是以IT崗位技能要求為目標、以企業真實項目為導向、以CDIO工程教育理念為指導，整合各方優勢資源，從知識、能力、素質三方面設計高度融合、高度關聯的IT類課程及項目資源模塊，結合數字化平臺及工具，構建工學結合的一體化、立體化IT類項目資源，從而達到系統化培養符合行業企業需求的軟件工程專業人才。第二方面，建設慕課資源平臺和實訓平臺等信息化平臺。慕課平臺以微課視頻作為核心教學素材，與教學交互活動有機組織在一起，通過精心的設計、制作和編排，將課程知識點和技能點用最有效方式傳達給學習者[4]。另外，學生還可以通過基于企業崗位需求的技能測評快速了解所掌握的知識和技能與企業崗位的實際差距。通過階段性學習及評估測評，樹立學習目標，為高質量就業奠定堅實的基礎。項目實訓平臺根據軟件企業對人才的要求，提供基于企業真實案例的不同難度、不同規模、不同主流技術方向的優質一體化實訓項目教學資源包，供教學使用，支持項目實踐、項目設計、實訓周（小學期）、技能競賽、雙創實踐、畢業設計等各類場景的實踐教學。

企業免費提供實訓平臺，并結合校企共建專業免費提供專業課程包。實訓平臺分為課程實訓與項目實訓，課程實訓主要針對某一門或某幾門課程進行實踐演練;項目實訓則是按照企業項目流程進行的綜合項目實訓。實訓平臺為學生提供軟件開發、軟件測試、數據建模等領域的大型項目的真實案例及資源包，資源類型包括鏈接、文本、問答、下載等，方便學生自主學習。同時，教師及管理員還可以對實訓平臺資源進行擴充，上傳教師授課或項目指導所需的課件、視頻、文檔等。通過實訓平臺，學生可以實現隨時隨地學習、參與實訓;教師也可以通過實訓平臺進行遠程項目指導和全程監控，實時跟蹤項目進度。

3? 實訓體系中各個項目的關系（Relationships between projects of training education system）

在TOPCARES-CDIO工程教學理念和思想的指導下，軟件工程專業建立了課下與課上一體化、理論學期與實踐學期一體化的實訓教學體系，建立了包括涵蓋四年所學知識的一級項目、涵蓋學年知識的二級項目及涵蓋單一課程知識的三級項目的完備的項目體系，如圖1所示。

在網聯網和智能手機已經普及的情況下，軟件項目已經很少只采用一種形式，而是多種技術相結合。基于此，我們對第6學期、第9學期和第10學期的實踐實訓項目資源、體系結構等進行了整體規劃，第6學期重點培養桌面系統的開發能力，第9學期重點培養Web應用的開發能力，第10學期重點培養移動應用開發能力。另外，為了培養學生的創新創業能力，在第10學期的后半部分完成一個自選項目的開發。

4? ?實訓體系的技術方案選擇（The technical scheme selection of the training education system）

開設在第6學期的《軟件工程項目訓練》屬于二級項目，要完成對大二學年主要課程的支撐，這些課程包括：數據結構、數據庫原理與應用、Java語言程序設計和面向對象系統分析與設計，如圖2所示。

“數據結構”課程中需要支撐的主要內容如下：數組、鏈表、查詢和排序、圖和樹等，圖和樹作為可選內容。“數據庫原理與應用”課程需要支撐的主要內容如下：數據庫的設計、常用的SQL語句、視圖、觸發器和存儲過程。“Java語言程序設計”課程需要支撐的主要內容如下：基本語法、常用工具類（數組、集合框架、Math、Random、String、日期等）和常用API（JDBC、多線程、網絡通信、GUI）。“面向對象系統分析與設計”課程需要支撐的主要內容如下：常用設計模式和代碼優化。

以上這些特點決定了《軟件工程項目訓練》項目應該采用如下結構：

（1）多客戶端的C/S結構;

（2）數據使用數據庫存儲。

《軟件工程項目訓練》應該具有以下功能：

（1）要求查詢比較復雜的結果，讓學生使用視圖;

（2）要求對某個表進行操作的時候會影響其他數據，讓學生使用觸發器;

（3）設計復雜業務，讓學生必須使用存儲過程才能提高效率;

（4）設計復雜業務，讓學生必須使用圖和樹的相關知識才能解決問題;

（5）設計報表，包括圖形方式和表格方式，讓學生使用圖形界面元素;

（6）設計功能，讓學生應用常用的設計模式;

（7）鼓勵學生自己提出功能并加以實現。

《軟件工程項目訓練》體系結構及主要相關技術如圖3所示。

《軟件工程項目實戰》開設在第9學期，屬于二級項目，要完成對大三學年主要課程的支撐。考慮到第三學年的課程比較多，并且在接下來的第10學期要綜合運用的還是這些課程的內容，所以考慮在第9學期重點強化Web方面的能力，對如下課程進行綜合應用：界面設計、人機交互設計、軟件測試、軟件工程、分布式應用系統開發技術和軟件體系結構與架構技術。項目的功能考慮與第6學期的客戶端程序對接，前者實現的是客戶端功能，后者實現Web部分的功能，第10學期實現移動開發功能。

《軟件工程項目實戰》的主要內容如下：

（1）按照軟件工程的流程完成各階段任務;

（2）確定需求，教師指定題目或者學生自選題目（需要教師審核）;

（3）界面原型設計，給出效果圖;

（4）將界面原型轉換為網頁HTML代碼;

（5）搭建開發框架（BootStrap+SpringMVC+MyBatis+ MySQL）;

（6）項目開發，需要考慮安全、日志、異常、備份等功能;

（7）項目測試。

《軟件工程項目實訓》開設在第10學期，屬于一級項目，要完成對前面兩個二級項目的支撐，以及移動開發相關內容，并為接下來的畢業設計做準備。移動應用開發部分需要四周時間，剩下六周時間完成一個綜合使用這些技術的應用，采用團隊開發的模式。另外，第10學期還要為畢業、就業做準備，并且要培養學生創新和創業能力。準備專題為學生的面試就業做準備，讓學生在就業的時候有更好的競爭力。在技術和題目的選擇上給予學生更大的自由，便于學生創新和創業。

《軟件工程項目實訓》主要內容如下：

（1）在前半階段，先完成移動部分功能的編寫。按照軟件工程的流程完成各階段任務，并完成文檔的編寫。

（2）在后半階段，完成一個自選項目。整個項目的實現過程包括：首先，確定需求，由教師指定題目或者學生自選題目（學生和實訓教師共同確定）;然后，開始進行技術調研，學生自行聯系企業，或者學生到教師指定企業調研，形成技術調研報告，并運用到自己的項目中;接下來，采用團隊開發的形式，需要項目管理和版本控制等功能;最后，進行項目測試，主要考慮性能測試和自動化測試。

在這個項目實現過程中穿插如下講座：

（1）開發新技術和技術發展趨勢專題講座;

（2）面試、就業技巧和職場專題講座;

（3）Java核心技術面試題專題講座;

（4）數據庫和數據結構核心技術面試題專題講座。

5? ?結論（Conclusion）

結合未來教學改革的發展趨勢，以提升人才培養效率為愿景，對軟件工程專業實訓體系建設將進行更進一步的工作。采用東軟特有的TOPCARES-CDIO教育理念及線上線下混合式教學模式，從提升項目實踐能力方面入手，大力建設慕課資源平臺和實踐實訓項目資源，實施“視頻微課學習+自主項目訓練+專業綜合訓練+教學與學習效果評估”的線上線下混合式教學一體化教學模式[5]，提供MOOC+SPOC+翻轉課堂支持，重塑課程體系、課程內容和課堂教學組織方式[6]，并且將企業真實軟件開發全流程信息化管理與高校實踐實訓教學管理相融合，在實習、實訓教學環境中組織學生分組進行軟件項目開發訓練。通過為學生提供涵蓋后端框架開發、前端頁面開發、數據庫設計、軟件測試等多方面內容的真實案例和完整規范的企業項目文檔，使學生在實訓的過程中體會到符合企業級規范的軟件開發和測試流程、評估標準等，并提高學生在未來工作中面對項目的專業化能力，同時感受真實工作環境和工作節奏，培養學生良好的職業習慣，更好地實現從校園人到企業人的轉變。從近期的實施效果觀察，學生的實踐能力有了顯著改善，在畢業設計完成質量、實習率、就業率等方面均較往年有所提高。另外，從教育改革的長期發展形勢來看，建設以項目為主導的、多元協同的線上線下一體化的實訓體系，使其與傳統的教學模式更好地進行融合將是必然趨勢。

參考文獻（References）

[1] 鄭應友.國外工程教育模式對我國新工科教育教學模式改革的啟示[J].鄭州航空工業管理學院學報（社會科學版），2018，37（06）：122-128.

[2] 周彩根.CDIO工程教育理念在軟件服務外包人才教學改革中的實踐應用探析[J].亞太教育，2016（32）：146.

[3] 錢宇晴，李歡.基于創新創業教育與專業教育相融合的人才培養模式探析[J].企業科技與發展，2019（06）：122-123;125.

[4] 劉冰月.面向應用型高校的Java系列精品MOOCs建設[J].軟件工程師，2015，18（07）：36-38.

[5] 李淑芳.多元融合的線上線下混合教學模式構建及應用[J].西北成人教育學院學報，2019（01）：85-91;101.

[6] 張策，徐曉飛，張龍，等.利用MOOC優勢重塑教學實現線上線下混合式教學新模式[J].中國大學教學，2018（05）：37-41.

作者簡介：

劉冰月（1978-），女，碩士，教授.研究領域：計算機系統結構，軟件開發.