工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程平臺(tái)研究與建設(shè)

周麗平　周芳　陳延波

【摘要】? ? 在新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證背景下，本課題以青島城市學(xué)院（原青島理工大學(xué)琴島學(xué)院）軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程的課題體系和授課模式進(jìn)行探索。研究響應(yīng)國(guó)家號(hào)召的新工科工程教育方式、向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型的培養(yǎng)模式、有助于培養(yǎng)創(chuàng)新人才的軟件工程專業(yè)實(shí)踐課教學(xué)方法。將以上研究?jī)?nèi)容實(shí)體化，研制軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程平臺(tái)，為其他應(yīng)用型高校軟件工程專業(yè)提供較好的借鑒和參考模式。

【關(guān)鍵詞】? ? 工程認(rèn)證背景? ? 軟件工程? ? 實(shí)踐課程平臺(tái)

一、國(guó)內(nèi)工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程的發(fā)展概述

在新工科背景下，實(shí)踐教學(xué)作為實(shí)踐性、創(chuàng)造性較強(qiáng)的教學(xué)工作，需要在傳統(tǒng)工科實(shí)踐教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入探索和創(chuàng)新，打造符合新工科模式的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。國(guó)內(nèi)各大高校學(xué)者在工程認(rèn)證背景下提出了若干工程教育認(rèn)證與教育教學(xué)理念和研究方法。武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)者從軟件工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)定位分析，結(jié)合“以學(xué)生為中心、以‘創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向”的教育理念，建設(shè)基于云的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，培養(yǎng)"新工科"學(xué)生的核心能力[1]。東北大學(xué)軟件學(xué)院學(xué)者結(jié)合新工科教育理念提出了軟件工程專業(yè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)與改革方案。湖南工程學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院學(xué)者提出了軟件工程課程教學(xué)改革整體框架，該框架構(gòu)建四位一體的教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，從學(xué)習(xí)資源庫(kù)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、角色課堂和評(píng)價(jià)體系四個(gè)方面，全方面提高學(xué)生的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)踐能力。肇慶學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院學(xué)者提出針對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力不足、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)薄弱的問(wèn)題，構(gòu)建了一種基于校企合作的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式[2]。鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院信息工程學(xué)院學(xué)者提出了民辦高校軟件工程專業(yè)進(jìn)行工程教育改革的措施，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際負(fù)責(zé)工程問(wèn)題的能力，提高學(xué)生走入社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力。

二、工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程的體系構(gòu)建

結(jié)合我院特色，在軟件工程傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行探索和創(chuàng)新，研究與建設(shè)符合新工科模式的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。我院軟件工程專業(yè)設(shè)置了大量的實(shí)踐課程，2018級(jí)、2019級(jí)、2020級(jí)軟件工程培養(yǎng)方案中的實(shí)踐課程分為51學(xué)分、54學(xué)分、52.5學(xué)分，占總學(xué)分的比例為31.76%、33.53%、26.38%。在工程認(rèn)證背景下，專業(yè)課程的設(shè)置了大量的上機(jī)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等注重學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的教學(xué)環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段專業(yè)教師在進(jìn)行實(shí)踐課程授課的過(guò)程中仍然采用QQ發(fā)放作業(yè)、收取作業(yè)，亟需建立一個(gè)滿足日常授課、配套的學(xué)生練習(xí)和成績(jī)考核以及提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的平臺(tái)。現(xiàn)階段軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程體系包括上機(jī)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.1上機(jī)課程

上機(jī)課程占比為1/4～1/2課時(shí)，為學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)而開(kāi)設(shè)，其主要內(nèi)容強(qiáng)調(diào)演示證明某個(gè)一個(gè)算法、設(shè)計(jì)某一個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。涉及的課程主要為專業(yè)課：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Java）、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、網(wǎng)頁(yè)制作、軟件工程導(dǎo)論、可視化建模與UML、Java Web編程等課程。覆蓋的工程認(rèn)證畢業(yè)要求1工程知識(shí)、2問(wèn)題分析、3設(shè)計(jì)解決方案、5使用現(xiàn)代工具等[3]。

2.2課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是在理論課結(jié)束后，新開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程，能夠?qū)?duì)應(yīng)理論課程的內(nèi)容進(jìn)行綜合的練習(xí)而進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，是實(shí)踐課程體系中最重要的組成部分。課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)綜合應(yīng)用，實(shí)踐案例來(lái)自企業(yè)真實(shí)的項(xiàng)目或者國(guó)內(nèi)知名競(jìng)賽的題目。涉及的課程有：網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、軟件工程課程設(shè)計(jì)、Java語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)、Java Web課程設(shè)計(jì)、Web前端開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)等。覆蓋的工程認(rèn)證畢業(yè)要求3設(shè)計(jì)解決方案、5使用現(xiàn)代工具、6工程與社會(huì)等。

2.3項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)

項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)主要開(kāi)設(shè)在第7學(xué)期，綜合運(yùn)用多門課程的知識(shí)點(diǎn)完成軟件工程的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。讓學(xué)生參與軟件的需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、測(cè)試、維護(hù)等軟件工程的生命周期，培養(yǎng)學(xué)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、職業(yè)規(guī)劃、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)等能力。

軟件工程專業(yè)現(xiàn)階段的專業(yè)方向課程分為web方向課程和移動(dòng)端開(kāi)發(fā)方向課程，web方向的課程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)涉及課程為Java架構(gòu)課程設(shè)計(jì)和Java 微服務(wù)架構(gòu)課程設(shè)計(jì)，題目選取了校企合作的企業(yè)級(jí)應(yīng)用項(xiàng)目的部分功能，綜合了專業(yè)基礎(chǔ)課網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、Java、Java Web編程、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、Web前端開(kāi)發(fā)技術(shù)等多門課程。移動(dòng)端方向設(shè)置的Android高級(jí)編程課程設(shè)計(jì)和微信程序開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)綜合了H5移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、移動(dòng)后端開(kāi)發(fā)等多門課程的知識(shí)。其覆蓋的工程認(rèn)證指標(biāo)點(diǎn)除了課程設(shè)計(jì)的要求以為，還覆蓋了畢業(yè)要求8職業(yè)規(guī)范、9職業(yè)規(guī)范個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、10溝通等。

2.4畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是軟件工程實(shí)踐教學(xué)體系中的最后一個(gè)綜合性、創(chuàng)造性的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目從企業(yè)中的實(shí)踐項(xiàng)目中進(jìn)行選取，采用指導(dǎo)教師和企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)的方式進(jìn)行。畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程包括選題、開(kāi)題、中期檢查、畢業(yè)論文編寫(xiě)、畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目演示、項(xiàng)目答辯等過(guò)程。最后系部邀請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師聯(lián)合推選優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，舉辦畢業(yè)設(shè)計(jì)展等活動(dòng)。其課程所覆蓋工程認(rèn)證畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)點(diǎn)除了上機(jī)、課設(shè)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的等課程的指標(biāo)點(diǎn)以外，還加入了畢業(yè)要求11項(xiàng)目管理和畢業(yè)要求12終身學(xué)習(xí)。

三、工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程的實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

我院軟件工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)堅(jiān)持“以學(xué)生為中心、提高實(shí)踐能力、增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力”為建設(shè)目標(biāo)，采用項(xiàng)目式教學(xué)方法來(lái)構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)體系和動(dòng)手實(shí)踐能力。該實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)承擔(dān)上機(jī)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)功能，并體現(xiàn)“工程認(rèn)證”背景中提出的“以學(xué)生為中心”的原則。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)主要包括實(shí)踐課資源共享系統(tǒng)、實(shí)踐課在線培訓(xùn)系統(tǒng)、實(shí)踐課在線練習(xí)系統(tǒng)、學(xué)生能力分析系統(tǒng)等4個(gè)部分。

3.1實(shí)踐課資源共享系統(tǒng)

軟件工程專業(yè)實(shí)踐課各類資源共享系統(tǒng)，對(duì)教師、學(xué)生開(kāi)放。主要包括課程介紹、教學(xué)大綱周歷、教案、演示文稿PPT、、參考資料、課程錄音錄像等有助于教學(xué)提升的資源。該子系統(tǒng)主要包括平臺(tái)首頁(yè)、學(xué)習(xí)資源、翻轉(zhuǎn)課堂和我的審核等模塊。在平臺(tái)首頁(yè)、學(xué)習(xí)資源區(qū)均能看到課程發(fā)布的相關(guān)資源信息，同時(shí)支持同學(xué)們對(duì)某些重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)按照自己的理解錄制講義視頻等，通過(guò)教師審核后發(fā)布到平臺(tái)，供其他同學(xué)學(xué)習(xí)。

3.2實(shí)踐課在線培訓(xùn)系統(tǒng)

實(shí)踐課在線培訓(xùn)系統(tǒng)與資源共享子系統(tǒng)搭配，通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)的路徑設(shè)置相應(yīng)的算法進(jìn)行評(píng)分設(shè)置、學(xué)分排名等。學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)資源信息、完成作業(yè)、參與點(diǎn)贊和發(fā)布信息等行為，實(shí)時(shí)查看班級(jí)的排名信息，該分?jǐn)?shù)可以作為教師過(guò)程性考核的依據(jù)。

3.3實(shí)踐課在線練習(xí)系統(tǒng)

實(shí)踐課在線練習(xí)系統(tǒng)與培訓(xùn)系統(tǒng)搭配，可根據(jù)課程內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考試練習(xí)。涵蓋出題、組卷、發(fā)布考試、導(dǎo)入考生信息、監(jiān)考、自動(dòng)評(píng)卷/人工評(píng)卷等完整流程。可任意指定參與考試班級(jí)，指定考試試卷，規(guī)定每場(chǎng)考試時(shí)間。并可以限定每名考生的重考次數(shù)。

3.4學(xué)生能力分析系統(tǒng)

學(xué)生能力分析系統(tǒng)與在線培訓(xùn)系統(tǒng)搭配，提供督學(xué)監(jiān)控功能，能正確反饋學(xué)生的進(jìn)度、時(shí)間，監(jiān)控每個(gè)學(xué)員、每門課程的進(jìn)度等信息。與在線練習(xí)系統(tǒng)搭配，為整個(gè)班級(jí)、每個(gè)學(xué)生、每次考試進(jìn)行分析，分析學(xué)員的錯(cuò)題情況，對(duì)癥下藥。

四、工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程平臺(tái)的應(yīng)用效果

該平臺(tái)應(yīng)用于軟件工程17級(jí)、18級(jí)、19級(jí)等Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)1、Java高級(jí)編程、Java Web開(kāi)發(fā)等3門課程的上機(jī)、課程設(shè)計(jì)等教學(xué)過(guò)程中。教學(xué)過(guò)程中取得了相應(yīng)的教學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化也提供了數(shù)據(jù)支撐。

4.1教師端和學(xué)生端翻轉(zhuǎn)課堂模塊

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，以教師講解為主。結(jié)合課上課下的講解案例，教師可以將某一門課程的學(xué)習(xí)資源包括PPT和視頻上傳到功能區(qū)。同時(shí)在該模塊中允許學(xué)生根據(jù)自己的理解對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新講解，通過(guò)教師審核通過(guò)后發(fā)布該視頻資源，使得教學(xué)變成雙向過(guò)程，師生互動(dòng)更加流暢。同時(shí)也將傳統(tǒng)的老師講-學(xué)生聽(tīng)的授課模式更改為學(xué)生講-學(xué)生聽(tīng)的翻轉(zhuǎn)課堂模式。

4.2積分模塊設(shè)計(jì)

積分模塊主要為激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣設(shè)計(jì)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行嘉獎(jiǎng)，也能促進(jìn)學(xué)生之間形成良好的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)為教師課程打分提供一定的參考。積分系統(tǒng)包含了積分獲取、學(xué)習(xí)排行兩個(gè)功能。積分獲取提供兩種獲取方式，通過(guò)學(xué)吧論壇點(diǎn)贊互動(dòng)以及每日簽到。學(xué)習(xí)排行則提供了班級(jí)、年級(jí)排行等信息。在學(xué)生端首頁(yè)提供了所在班級(jí)的學(xué)生排行信息，在教師端提供了所教授班級(jí)學(xué)生的排行信息。

4.3學(xué)生練習(xí)-測(cè)試模塊

老師可以申請(qǐng)考試教室，等待管理員進(jìn)行審批，可以查看自己的申請(qǐng)狀態(tài)，用來(lái)查詢是否通過(guò)審核。申請(qǐng)教室時(shí)支持考試試卷上傳，學(xué)生考試完畢后，將試卷上傳到服務(wù)器，老師能夠查看并批改上傳的試卷。本模塊支持多個(gè)參數(shù)查詢、成績(jī)報(bào)告生成、歷史試卷回閱等功能。

4.4學(xué)生實(shí)踐課程練習(xí)分析模塊

在不斷的教學(xué)過(guò)程中學(xué)生能力不斷提升，以往采用期中考試、期末考試為學(xué)生能力的評(píng)估方式，缺乏中間過(guò)程有條理、有證據(jù)的分析支撐。無(wú)法準(zhǔn)確獲知學(xué)生在哪個(gè)階段出現(xiàn)問(wèn)題，也難以從源頭解決。采用學(xué)生能力全過(guò)程的分析手段，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并調(diào)整，高效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。以上機(jī)練習(xí)的選擇題為例，將錯(cuò)誤的選項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)形成分析報(bào)告，可以幫助教師分析集中的錯(cuò)誤知識(shí)點(diǎn)，便于教師有目的講解錯(cuò)誤習(xí)題。

五、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證對(duì)軟件工程特色專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的要求，以本校軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程為突破點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力較低、動(dòng)手能力不足、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)薄弱等問(wèn)題，踐行“新工科”工程教育理念、探索培養(yǎng)模式，助力學(xué)院向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型，構(gòu)建軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)平臺(tái)，一方面滿足軟件工程實(shí)踐課程的日常教學(xué)需求，另一方面完善軟件工程實(shí)踐課程的教學(xué)體系，加深課程與課程之間的銜接關(guān)系，為其他應(yīng)用型高校軟件工程專業(yè)提供較好的借鑒和參考模式。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]熊念，周珊，劉小麗，陸堯勝.基于云計(jì)算的跨校區(qū)計(jì)算機(jī)通識(shí)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2020，18（03）：114-117.

[2]廖卓凡，王靜，熊兵.新工科背景下“軟件工程”課程教學(xué)與實(shí)踐改革研究[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2021，{4}（05）：81-83+87.

[3]沈榮喜，張旋，劉貞堂.基于“成果導(dǎo)向”的課程教學(xué)改進(jìn)與實(shí)踐——以《安全系統(tǒng)工程》為例[J].高教學(xué)刊，2019，{4}（21）：129-131.

項(xiàng)目名稱：工程認(rèn)證背景下軟件工程專業(yè)實(shí)踐課程平臺(tái)研究與建設(shè)，項(xiàng)目來(lái)源： 2019年度青島理工大學(xué)琴島學(xué)院科學(xué)技術(shù)課題，項(xiàng)目編號(hào)：QY19KB02