劉 霖,曾翰穎,袁輝勇,余 勝
(韶關學院 信息工程學院,廣東 韶關 512005)
信息技術正成為社會發展的加速器。軟件是信息技術的核心,軟件工程專業擔負著軟件技術人才培養的重要任務。軟件工程專業為了順應不斷增長的軟件人才需求,大力進行人才培養建設與改革,取得了一定的成效。但依據就業需求分析報告,軟件工程專業人才培養數量跟不上社會發展需求,缺口巨大;同時,用人單位卻又苦于難招到合適的專業畢業生。畢業生的工程應用能力、組織協調能力、團隊意識等與用人單位的需求存在較大的差距。此矛盾在地方性普通本科院校軟件工程人才培養中特別突出。
專業認證制度能讓不同條件的學校進行專業教育時屏蔽條件差異,培養出滿足要求的專業人才,專業認證得到業界以及學校的廣泛認可。
受 IEET(Institute of Engineering Education Taiwan)認證啟示,審視韶關學院人才培養方案中的各環節,對用于培養學生工程務實能力和職業能力的專業實訓課程進行建設,融入Capstone理念,建成一門專業Capstone課程,從而改善人才培養與社會需求差距較大的不足,同時也為同類院校的專業人才培養提供借鑒與啟迪。
地方高校以服務地方經濟發展與社會需求為宗旨,以應用型人才培養為主要目標,大多開設了軟件工程專業。韶關學院是地方性普通本科院校,其軟件工程專業是廣東省示范性專業,經過多年建設,進行了大量的教學教育改革,不斷完善課程體系建設,取得了一定的成績。專業構建了以應用能力提升為核心的協同機制,專業和企業進行了校企合作;構建了“強化應用能力培養”的課程體系;持續進行校企合作深度改革;構建起“學、研、訓、產”的專業人才培養的軟硬件環境。
畢業生的培養質量與人才市場需求存在著一定的差距,主要體現在:畢業生在新的崗位上,對工作中遇到的新問題感到壓力,綜合運用所學解決實際問題的能力有待加強;畢業生普遍較難快速融入團隊,對企業組織架構以及運行方式不太理解,難以理解企業文化,畢業生成長時間過長,影響學生職業規劃;面對新知識與新內容,畢業生的進取能力與學習意愿不強,而軟件行業面對地是一個瞬息萬變的世界,需要解決的問題涉及領域廣泛,行業新技術層出不窮,讓許多畢業生對未來感到沮喪,甚至部分學生表現出對未來的變化充滿焦慮,不利于學生職業發展。企業需要對學生進行較長時間的二次培訓,浪費社會資源,也影響社會對軟件工程專業畢業生的認可度。
專業評估成為保證人才培養質量的有效手段,能保證人才培養質量的穩定性和可靠性,得到社會廣泛認可。參照專業認證要求,對韶關學院軟件工程專業人才培養方案進行檢視,發現該專業的人才培養體系中,工程務實課程是培養學生的工程實踐能力和拓展就業能力的核心課程,但其與認證評估要求有一定的差距,因此對此課程進行改革建設,將其建設成本專業的Capstone課程。
Capstone課程起源于美國,可翻譯成“頂峰課程”,形象比喻此課程的重要性如建筑的頂柱[1]。1998年美國教育委員會發表了《重振本科教育:美國研究型大學發展藍圖》報告,此報告特別指出Capstone課程可用于提升畢業生工程能力、團隊交流能力,也提升其職業能力[2]。
國內普通本科院校的辦學理念正在由研究型向應用型、服務社會轉變,學生的工程實務以及職業規劃要求上升到了新的高度。各種針對性的教育教學改革大量開展,Capstone核心理念運用于軟件工程教育改革中具有較好的應用價值,它以工程項目為依托,將學生前期所學的專業知識進行集成融合應用到項目中去解決實際問題。它區別于傳統的課程,其理念強調學生為主、培養學生解決復雜問題時的綜合應用能力、自我學習、團隊協同能力,是一種綜合的、立體式的復雜工程務實能力,并對課程學習提出了新的要求,完成后學生能從專業角度立體化理解世界[3]。該課程的開課理念、教學內容以及教學方式,評價考核均與傳統的課程有較大的區別,引入其理念能讓畢業生更好地融入社會需求。
Capstone核心理念(優越性)之一是將教學從教師為中心轉向學生為中心,教師的作用是激發學生潛能并進行專業指導,學生依據自己的知識特點結合未來職業所需進行學習[4]。學生考慮自己實際情況結合未來的職業規劃和興趣融入課程學習,達成探索發現問題、解決問題、良好協作適應未來職業的能力,其核心理念,見圖1。

圖1 Capstone核心理念
Capstone依托項目進行,項目內容來源于真實社會需求或者應用場景,難度與職業要求同步。要解決項目要求通常需要具有系統的專業知識并能綜合運用所學,需要解決的問題會有一些邊緣性的知識要求,需要學生在過程中相互討論,主動學習與探索,項目成果通常能在實際中得到應用。
完成項目后學生自身的工程實務能力會提升到一個新的高度,知識結構脈絡會更清晰,學生在整個課程中能體驗到專業的作用,與未來的職業更貼切,學生能更好地認識自己,發展興趣,較快地融入團隊,為更好地融入社會做好準備。
Capstone強化團隊協作,其以小組為單位完成工程項目。考慮到學生在職業生涯中需要較好地融入團隊,進行有效交流,Capstone課程理念強調課程實施以小組為單位,每組成員含3~5個學生。在完成課程的過程中,每組成員分工明確,定期交流,相互討論,相互學習,并對外進行匯報,展示課程成果。小組方式有利于教師進行針對性地指導。
Capstone強 調“學”中“做”及“做”中“學”。指導教師要有對應的實踐能力,課程開展時要有與社會需求相適應的真實項目環境,做到知行合一。課程強調知識的融合性、科學性與靈活性,鼓勵學生創新性地解決同一問題,提高人才培養的創新能力。
Capstone強調目標的達成度。區別于傳統課程教學理論,時刻把目標的達成度作為一個重要的標準,傳統的教學強調教師如何才能教好學生,容易造成學生互動性不足,最終教學成果不盡如人意。而Capstone在整個過程中時刻不忘課程愿景的達成度,愿景符合社會預期,因此,畢業生更受社會歡迎、更有利于學生職業發展。
Capstone課程以學生為中心。課程過程中師生平等,整個過程要調動一切可調動的因素去提升學生的個體能動性,讓學生主動思考,解決問題,并養成持續學習的能力[5]。學生與教師,學生與學生之間平等交流,相互學習。傳統教學與在線、網絡、自學等多種學習方法深度整合在一起[6]。通過學生的廣泛參與,主動構建了知識脈絡,促進了學生能力的提升。
韶關學院軟件工程專業為提高學生的實踐能力,開設了軟件項目設計課程,此課程需要以前期專業知識為基礎,并能綜合運用所學解決實際問題。學生在指導教師的帶領下進行規定的軟件實踐。學生的課題單一,同質化的操作造成學生參與度不足。參照IEET認證標準,需要建設本專業的Capstone課程,對課程進行改革重構,融入Capstone理念,達到愿景:(1)綜合運用所學靈活解決領域內工程問題的初步能力;(2)理解軟件工程解決問題的全過程,具有解決問題所需要的技術、技巧及使用現代工具的能力;(3)具有軟件項目開發和研究工作中所需的團隊意識、項目組織、管理能力、較好的溝通合作能力;(4)具有較好的創新創業思想,有綜合應用研究成果的能力和解決復雜軟件工程問題的能力;(5)具有理解軟件與環境之間的相互影響,并具有終生學習的習慣與能力;(6)具有職業素養,有服務社會需求,理解并尊重多元化觀點,具有國際視野的能力。
課程建設依托校企合作,實施企業導師與校內導師雙師制指導。為更好地發揮校企雙方的優勢,韶關學院軟件工程專業選擇與廣州中軟國際進行深度合作,該企業在業內有較高知名度與影響力。企業方負責生產實踐中真實項目的提供與整理,并協同校方建立課程標準,依據課標審核項目,對項目進行必要的改造,隱掉涉及商業秘密部分,補充部分專業內容。企業方派出基地負責人對項目的整體運作提供協調與管理,并把學生工作的成果提供給企業方最終交給有需要的應用者,知識產權與收益屬于企業;而學校希望利用企業的生產項目背景進行學生培養的無縫對接;學生希望通過本門課程的培養好具有社會所需的技能,提前做好職業規劃。
選出工程項目負責人,整體把握項目的具體實施;校方選擇技術骨干組成項目指導小組,分派到每個小組進行技術指導;企業與校方共同考察并組建項目實訓場所基地。學校方以教學副院長牽頭,進行資源協調和相關配套保障。軟件工程系系主任負責課程改革的質量達成和進度把握;專業指導教師進行知識點的指導并與企業方就教師和課程實務達成一致,組織學生推進項目;企業行政負責學生在培訓場地和環境中的日常生活,學校教務處負責學生的系列手續以及學分學制的相關要求。學生需要按相關要求,分組選擇并負責項目實施,組內成員需要任務明確,定期展示項目進展、討論存在的問題以及所缺少條件,給出解決辦法并在教師的監督指導下開展項目研究;組內與組間消息要及時溝通,涉及其他領域或者新的知識要擴大視野自主學習,鼓勵創造性地提出項目的最優解決辦法和創新性辦法的使用。
學校教育教會了學生理論知識,但學生對社會需求及職業規劃均處于紙上談兵的狀態。依托校企合作,本課程的建設實施依托校企合作,學生全程處于真實企業環境中。真實的沉浸式體驗讓學生了解社會、行業對專業的素質與能力要求,明白企業的運作過程,理解企業文化以及行業標準。通過學習,學生理解企業文化,為什么需要企業文化,理解個人在企業文化氛圍下如何快速融入團隊。
課程結束后,學生理解企業典型的管理架構以及各架構職能的功能與職業要求。例如對于從事技術工作的學生應該理解典型的技術管理架構。依托典型技術管理架構,在學習過程中,課程組學生應該理解項目所需的主流技術以及行業技術狀況;理解企業的管理流程,表1給出了一個典型IT企業的管理流程。

表1 典型IT企業流程描述
由校方教師與企業團隊共同審核并選擇真實環境中來源的項目,按項目性質進行分組。制訂詳細的項目目標,然后再依據項目的特性進行分類。學生建立項目小組,每組可以選擇一個項目。學生選好組后會同教師一起討論需求分析,確定所要完成的任務和存在的問題,組間與組內學員要定期交流,對存在的問題以及需要補充的知識進行整理、充實。定期召項目成果和項目進度匯報會,指導團隊就需要補充的知識開展專題講座。整個過程中,質量監督以指導伴隨項目一同進行。實施過程分為三個階段。
第一階段:項目啟動階段。此階段學生依據自己的個性結合興趣和未來的職業規劃分組,每組分為3~5人,選出組長,組內需要任務到人又需要協同合作。編制項目計劃書。項目計劃應該包含目標、內容、所需要的資源以及知識結構、時間進度和組員的角色與責任。
第二階段:進行充分的現場調研,在組內多次討論,并邀請組外成員和指導教師做成果報告,形成成熟的需求分析報告和系統設計文檔。最后按軟件工程理論和生產實際流程完成全部設計并交付使用。在此過程中一定要注意強調組內的協作,以及和相關工作組的溝通,反對個人英雄主義。
第三階段:項目的驗收。由任務組拿出已經完成的產品進行匯報,各組員對其所負責的工作進行說明,指導教師就項目完成的質量、態度、所需要的技術難度,是否需要持續學習以及需要考查的因素進行量化評價、總結,最后交付使用,完成整個課程的學習。
校方、企業工程師和行業協會代表一起討論制訂本課程的質量標準。實施過程中,教師、學生、企業工程師和項目相關保障人員一起討論項目開發過程中的關鍵節點以及所需要的時間,做出詳細的進度控制圖,見圖2。

圖2 Capstone課程典型項目流程質量控制圖
通過此類控制圖讓項目組所有成員明確項目由哪些過程組成,每部分的要求以及所要耗費的時間。何時可以交付各子階段的工作成果,交付的標準是什么?何時需要進行各任務點組員工作的聯動,并對達不到過程中要求的小組采取的評價措施以及補救方式給出明確的可實施細節。通過這種方式的監控,項目組成員會對整個過程均有明確的理解,體會團隊溝通與協調、質量標準。
本課程是對現有軟件工程專業人才培養達成度不足的一種積極改進,基于軟件實踐課程,融入Capstone核心理念,在軟件實踐課的基礎上進行課程重建。為檢視課程重建的效果,以課程是否符合IEET認證標準、合理的問卷調查、改革前后的效果對比等方式進行課程改革的效果評估。
IEET認證,于2003年發端于臺灣,其目的是對高等教育中人才培養質量認證。主要包括EAC(程教育)、TAC(技術教育)、AAC(建筑教育)、資訊教育CAC(資訊教育)及DAC(設計教育)的認證推廣[7],適用于高等教育的不同層次,不同專業領域的認證。該認證的本質是用認證標準去規范化各專業教育水平,以指標達成度為評價核心進行認證專業的教育評估,能保證通過認證的專業在不同的辦學條件下保證人才培養質量的達成。認證能實現工程師資格的國際互認,IEET認證成為《首爾協議》《華盛頓協議》《悉尼協議》《堪培拉協議》的國際認證之一,在全球有較強的影響力[8]。廣東省教育廳于2016年在廣東高校提倡專業認證,鼓勵各高校參加IEET認證。以此為契機,韶關學院軟件工程專業Capstone課程建設以認證的相關課程標準進行建設與考評,以滿足認證要求的規范作為課程建設的評價標準之一。目前課程按認證要求建設中,符合認證精神與主要指標,能有效保證課程建設的愿景達成。
學生參與課程后的自我測試對比又叫事前/事后對比法,是評判課程實效的重要標準[9-10]。項目實施以來評估采用往屆沒對軟件實踐課程課改時實行前與實行后的事前/事后自評值和本屆實行軟件實踐Capstone課程改革后的事前/事后測試值提升值進行對比,從而評價項目改革的效果。
設計的事前/事后測試表見表2,按照課程改革目標分為人際交流、工程實踐、自主學習、團隊能力和職業能力幾項,每項的權重分別為10%、50%、20%、15%、15%,每一項能力又細分成幾個子項,各子項按1到5分進行自評:5—非常自信;4—相當自信;3—可以;2—自信較少;1—不自信。

表2 事前/事后課程能力測試表
每個子項按實際情況給出權重(限于篇幅沒有一一列出)。通過對比沒有實行Capstone課程的往屆畢業生和2022屆軟件工程專業實行了Capstone課程的畢業生問卷進行數據對比,經統計,課程改革前發放無記名問卷120份,分軟件實踐課前與課后兩次發放,學生自我評價為事后比事前能力平均提升了15% ~20%;實施課程Capstone建設后對本屆軟件工程專業學生事前與事后兩次發放問卷,經分析,得出學生諸多能力都提升了21% ~28%,相比課改前的效果平均提升了八個百分點,同時也為進一步完善課程改革提供了依據。通過分析對比,驗證了本課程建設的目標達成度符合預期。
教師是課程實施的重要主體,又是課程的設計者、改革者以及質量監控者,教師對Capstone課程的評價同樣反映本課程建設的成效。按課程愿景設計了相應調查項,分別是:學生的工程實踐(專業)能力、學生的協作能力、團隊意識、項目質量改善、增加了教學難度與負擔、學生積極參與提高度、有利于學生職業規劃等。每個單項按10分制打分,其中0分代表教師完全不同意,10分代表教師完全同意,從0到10分進行分布。通過無記名調查,對所有相關教師調查數據進行分析,將結果轉換成柱狀圖,見圖3。

圖3 Capstone課程教師評價
Capstone課程確實提升了學生的工程實踐能力、增加了學生的人際協作能力,更加有利于其職業規劃,達到了預期效果,見圖3。但是也存在教師工作強度加大,實施成本增加等不足。對于存在的問題,需要校企雙方從各自的收益與付出方面去進行考慮,采取適當的策略,進一步提升各方的積極性,強化課程目標。
論文針對軟件工程專業人才培養質量與行業需求存在結構性矛盾,例如工程務實能力、團隊協作能力和持續學習能力等不盡如人意,畢業生職業生涯壓力巨大,以韶關學院軟件工程專業“項目實訓”課程為例進行了改革。基于IEET專業認證,精選課程內容,融入Capstone理念,進行軟件工程Capstone課程建設,從課程建設的愿景、實施過程以及評價等全流程進行研究構建與實施,具有較好的效果,同時也為同類院校的工程類Capstone課程建設提供一定的借鑒。