新工科背景下軟件工程實踐教學體系與評價體系建設

岳 希，劉敦龍，文立玉，高 燕

（成都信息工程大學軟件工程學院 四川 成都 610225）

2017年，國家教育部下發《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，強調培養的學生應具有工程實踐能力強的特征[1-3]。新工科建設需要信息技術，而信息技術離不開軟件人才，軟件工程人才培養重在實踐能力培養，因此必須改革軟件工程人才培養的實踐教學訓練環節，以促進新工科的建立和發展[4-5]。

現代工程問題早已超越純粹的科學技術范疇，涉及社會、政治、經濟、文化等諸多非技術要素。Joel Moses為麻省理工學院院長，他在1993年提出“大工程觀”的系統工程教育理念[6-7]，把科技要素、非技術要素與系統工程實踐融合，強調工程的系統性與完整性。

1 軟件工程實踐教學課程體系改革

目前的教學大多是以課堂設計為主，教學內容強理論而弱實際，既不能完全按照工程師能力去設計與教學，也難以訓練學員分析問題的能力。實驗課大多針對某些知識點來設計，實驗課程之間聯系不緊密，內容單一，學生很容易判斷題目方向并且很容易找到解題思路，創新能力沒能得到很好的發揮[8]。由于題目簡單，無法為學生搭建共同完成實驗的平臺，學生無須相互溝通，獨自一人便可完成任務，導致學生團隊合作相互協調的能力沒有得到鍛煉。因此，需要重構實踐教學體系，打通理論學習、課內實驗和獨立實踐，增加工程素質培養環節和企業培養環節。

1.1 實踐教學體系建立

該實踐教學體系以課內實驗、工程實踐、畢業實踐環節為主干線，并穿插工程素質培養和企業環境培養環節。課內實驗包括基礎課和專業課的課內實驗，工程實踐由4門循序漸進的獨立實踐課程構成，畢業實踐環節包括畢業設計（論文）和畢業實習，工程素質培養環節致力于深化學生的工程素質培養，企業培養環節則是在實戰環境下培養學生。

圖1為各實踐環節之間的關系。課內實驗與工程實踐相輔相成，在一定的課程實驗之后安排一個完整的工程實踐，工程素質培養環節穿插在課內實驗和工程實踐之間，企業環境培養環節與課內實驗、工程實踐和工程素質培養平行進行，最后完成畢業實踐環節。

1.2 課內實驗、工程實踐與畢業實踐課程

課內實驗在大部分基礎課和所有專業課程中開設，對所學知識進行鞏固和運用。工程實踐在專業課程之后延伸開設配套的工程實踐課程，使知識掌握、實驗運用、項目實踐有機銜接一氣呵成。畢業實踐包括畢業實習和畢業設計（論文），為學生走向崗位建立無縫連接。

第一階段。以工程導論為引領，大一時首先學習C語言，在該門課程中包含有大量的實驗課程，通過驗證性的實驗操作，以培養學生的編碼能力和訓練計算思維。緊隨其后開設編碼訓練工程實踐，要求學生采用程序設計的思想和方法獨立完成一個簡單的程序，夯實基礎知識，提高學生的編碼能力和獨立分析解決問題的能力。

第二階段。在大二時學習面向對象程序設計和Web應用程序設計以及相關數據處理，通過課內實驗使學生初步具備實現一個小型項目的能力。在此基礎上開設軟件技術工程實踐，對項目完成提出更高要求，學生需以團隊的形式完成一個大型項目的開發，并要求使用數據庫和采用框架設計。

第三階段。在大三時學習軟件設計工程、軟件制造工程、軟件測試與質量保證等軟件工程專業課程，之后開設軟件測試工程實踐和綜合訓練工程實踐，通過團隊合作實現軟件工程項目的完整開發，使學生經歷軟件開發全過程。

第四階段。在大四時以實際項目鍛煉為主。在畢業實習中實現校企合作，讓企業工程師來學校，通過讓學生做企業真實項目，實現對學生的能力培養。在畢業設計（論文）中，讓學生在老師或企業工程師的指導下，獨立完成一個軟件項目的設計開發。

1.3 工程素質培養

創新創業實踐環節。設置了創新創業的實驗環節,學生能夠在創新訓練活動、競賽活動、創新實驗活動中獲得學分。創新訓練包括撰寫論文、取得發明專利和獲得計算機軟件著作權，以及參與全國大學生科技創業培訓計劃，參與由學院舉辦的各種學術報告、專業演講、學術交流等。競賽活動包括參加校級、省級、國家級各類競賽。創新實踐活動包括自主創新、進入區域創新基地、獲取各級政府創投基金，以及進行社會實踐、志愿者服務活動，外語、計算機、職業資格等就業能力提升活動。

科研訓練。包括科研文獻檢索、科研論文閱讀、科研文獻撰寫，學生在學習了主要的基礎課和專業課程后，在相關基本理論、基本知識和基本技能的基礎上進行科學研究與寫作訓練。通過對科技文章的搜索，讓學生了解利用現代科技獲取所需信息的方式；通過科研文章的閱讀，使學生掌握本學科發展動態；通過科研工作論文撰寫，使學生以研究的方法開展教學與思維活動，并為今后專業文章的創作打下了良好的基石。

團隊激勵與溝通。通過隊伍建設、團隊規章制度建設、團隊項目協作、團隊項目總結等環節，培養學生的團隊協作和交流能力。讓學生掌握溝通的基本原理、方式與技能，能夠清晰地表達自己的觀點并具有一定的演講和辯論的能力，懂得現代交往禮儀的基本規范。

軟件工程職業實踐。聘請企業工程師參加，通過對職業生涯發展階段及特點、職位選擇過程及影響因素、職業生涯發展計劃及開發過程等議題進行深入探討，讓學生獨立地思索未來的發展方向，從而在大學學習過程中自覺地向著提升職業能力的方向而不懈努力。

1.4 企業環境培養

參與教師科研活動。充分利用好教師科研團隊的力量，鼓勵學生根據興趣愛好和研究方向選擇教師科研團隊，在教師科研項目的帶動下，較早地接觸實際項目，將軟件工程理論與工程實踐相結合。參與教師科研活動，可增加學生對專業知識的深入理解，拉近學習與工作的距離，同時學生還可在科研實驗室教師的指導下參與全國、省、學校舉辦的各類比賽。

自主創業。成立全部由學生自行管理的大學生創新創業實驗室，為學生提供自主創業實踐場所，并選拔有經驗的教師進行指導。經過多年的培養，實驗室孵化了若干團隊，在孵化學生創業團隊的同時，實驗室還組織學生配合學院開展各項創新活動，如校企交流合作、軟洽會活動、軟件園區企業參觀等。

校企聯合。針對教師與企業工程師相比缺乏工程背景，工程經驗偏少的情況，實現校企合作。首先在制訂人才培養方案時學校方面應充分聽取企業專家的意見，瞄準產業背景，對培養方案進行修改，對授課內容進行調整，以逐步實現課程設置與市場需求零距離。引入企業案例和企業管理，為教師授課和學生知識擴展提供教學資源庫。在教學過程中，教師通過開展企業現場教學、專題講座、校企合作基地實習等實踐活動，讓學生感受企業氛圍，直接掌握服務于社會的知識。

2 軟件工程實踐教學課程考核評價體系改革

作為教學質量控制的重要環節，課程考核對學生學習既有鑒定意義又有促進作用。傳統實踐課程成績評定大多采用在課程結束后提交一份報告的形式，考核方法單一，缺少過程評價，輕能力重知識，輕過程重結果。即使有一些中間環節的考核，考核內容與能力培養目標也沒能很好地銜接，成績不能反映真實學習情況，容易出現“高分低能”或學生放松學習的現象。因此需要變革課程考核評價體系，將考核內容與課程培養目標對應，采用過程化考核評價，以反映學生的真實能力并起到促進作用為目的。

2.1 制訂課程目標

課程教學目標除了專業知識還有非技術要求，除了要求學生掌握基本技能，更注重培養學生對問題的分析能力、綜合運用各種知識的能力、自學能力、創新意識等。教學目標要可衡量可評價，在此采用布盧姆認知領域中的動詞細化教學目標，使教學目標能夠展示出知識、技能、能力的級別和評價依據。

2.2 實行過程化考核

2.2.1 設置多個考核節點

通過多元化的評估體系，將考評貫徹在整個教育活動中，把考核內容分散到項目實踐過程的各個階段，每門課程均設置多個考核環節，每個考核環節又設置了詳細的評分點和評分要求，并要求學生在規定的時間內完成相應工作提交到統一的平臺上，在下次課程中老師對作業進行講評。學生依據考核環節制訂自己的項目計劃，通過評分要點高標準地完成自己的作品，通過實驗講評進一步深化自己的基礎知識和項目開發技能。

2.2.2 確定評估權重

將各個評估環節與課堂教學總體目標相對應，并確定評估權重關系，考核環節與課堂教學總體目標可以是一對一關系、一對多關系、多對多關系。考核環節1分值X1、考核環節2分值X2、考核環節N分值XN，總分值為100分（見表1）。

表1 考核環節與課程目標對應表

2.2.3對每個考核環節制訂評分細則

為各個考評環節設定了與課程目標相應的考評指標點，對每個指標點按90~100分、75~89分、60~74分、0~59分劃定為四個級別，并建立了評分細則。如表2所示，針對表1中考核環節2建立評分標準，考核環節2對應課程目標2和課程目標M，權重系數分別為0.4和0.6。

表2 考核環節對應課程目標評分標準

2.3 答辯形式的考核

在獨立實踐課程中，設置課前、課中、課后三個答辯檢查環節，采用教師評價和學生互評方式對學生能力進行評分。學生通過PPT、項目演示等方式匯報項目完成情況，老師學生均可自由提問，通過匯報答辯，可以更客觀地檢驗學生的工程能力，根據制訂的考核環節評分細則對學生成績進行合理評分。同時發現問題，及時糾正問題，學生可以在后續的實踐環節中改正錯誤。此外，通過答辯形式的考核，對學生的綜合素質提出要求，提高學生的非技術能力。

3 結語

成都信息工程大學軟件工程專業于2008年成為教育部CDIO工程教育改革試點專業，于2011年成為教育部第一批“卓越工程師教育培養計劃”試點專業，于2021年獲批工程教育認證專業。多年來針對提高學生軟件工程能力進行了不斷的教學改革和探索，目前已形成以培養學生的工程能力為指導的一套實踐教學體系和評價體系。

經過多年的教學運行，軟件工程實踐課程體系的改革已取得了很好的效果。第三方機構（麥可思）對專業的長期跟蹤數據分析證明，學生和用人單位的就業滿意度高于本校平均水平，也明顯超過本省非211院校的平均水平，且逐年提升。