以軟件人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的本碩一體化課程改革

曹春萍，劉新宇

（上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093）

0 引言

軟件產(chǎn)業(yè)是我國極為重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的核心和靈魂，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)系著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步。我國軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)近年來也得到了長足發(fā)展，中華人民共和國工業(yè)和信息化部在2021 年11月30 日發(fā)布的《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中指出，“十三五”時期，我國軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)產(chǎn)值從2015 年的4.28 萬億元增長至2020 年的8.16 萬億元，年均增長率達(dá)到13.8%，占信息產(chǎn)業(yè)的比重從2015 年的28%增長到2020年的40%［1］。

伴隨著軟件行業(yè)的迅猛發(fā)展，軟件人才的供需矛盾逐漸凸顯。2020 年8 月30 日《新華日報》報道指出，當(dāng)前我國整體軟件人才缺口達(dá)600 萬。因此，如何更好地培養(yǎng)符合社會需求的軟件人才，成為目前高校關(guān)注的焦點(diǎn)［2-3］。

1 高校軟件人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀

目前全球信息化發(fā)展呈現(xiàn)新趨勢，信息技術(shù)已成為推動全球產(chǎn)業(yè)變革的核心力量。信息產(chǎn)業(yè)在帶來良好社會價值、推動經(jīng)濟(jì)增長的同時，社會對于軟件行業(yè)的人才需求也在逐步增加。然而，傳統(tǒng)的課程體系難以滿足新一代信息產(chǎn)業(yè)對人才的培養(yǎng)需求，其弊端已逐步凸顯。在課程體系方面，主要存在以下問題：

1.1 本科生課程教學(xué)模式單一

目前上海理工大學(xué)根據(jù)社會對軟件人才技能的要求，緊跟計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展步伐，在本科階段設(shè)置的核心課程如表1所示。

Table 1 Undergraduate professional core curriculum表1 本科專業(yè)核心課程

在當(dāng)今軟件行業(yè)中，隨著軟件規(guī)模與復(fù)雜性的不斷增加，軟件開發(fā)多以團(tuán)隊(duì)方式開展。但本科生的課程體系依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)理念與模式，更多地關(guān)注個人能力培養(yǎng)，缺乏對學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中協(xié)作能力的考量，與實(shí)際的行業(yè)需求相去甚遠(yuǎn)。

1.2 研究生課程體系重理論、輕實(shí)踐

對于軟件工程專業(yè)的教學(xué)應(yīng)倡導(dǎo)理論與實(shí)踐并重，教學(xué)與引導(dǎo)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維與實(shí)踐能力。在學(xué)生掌握了理論基礎(chǔ)知識后，應(yīng)給予其獨(dú)立實(shí)踐的操作空間，而現(xiàn)階段部分研究生課程教學(xué)中卻存在著純理論、無實(shí)踐的現(xiàn)象，在課程教學(xué)時理論知識講解占據(jù)了大部分課時，對于實(shí)踐能力的培養(yǎng)則需要學(xué)生在課下自行完成，沒有教師的引導(dǎo)使得實(shí)踐部分的學(xué)習(xí)流于形式，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不理想。

1.3 本碩課程體系之間缺乏連貫性

從本科生課程體系可以看出：本科生側(cè)重于開發(fā)技能的培養(yǎng)，但是一個合格的軟件從業(yè)人員在進(jìn)行軟件開發(fā)時，不僅需要掌握軟件開發(fā)的相關(guān)技能，而且需要掌握軟件項(xiàng)目管理的理論基礎(chǔ)。在目前的培養(yǎng)計(jì)劃中，對于本科生應(yīng)該知曉的軟件項(xiàng)目管理知識只在研究生階段才能有所涉獵，而研究生階段軟件項(xiàng)目管理課程的學(xué)習(xí)同樣需要學(xué)生具備一定的實(shí)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。目前的培養(yǎng)計(jì)劃無法打通二者的知識壁壘，使得本碩之間的知識內(nèi)容相互割裂，可能導(dǎo)致本科學(xué)生只注重于研究軟件開發(fā)技術(shù)，而研究生難以透徹理解軟件項(xiàng)目管理知識。

因此，如何使本碩的課程知識融會貫通，在有限的學(xué)習(xí)周期內(nèi)培養(yǎng)出一個復(fù)合型人才則成為當(dāng)今亟待解決的問題［4］。本文對此進(jìn)行教學(xué)探索，提出一種全新的跨層次一體化課程教學(xué)模式。

2 本碩一體化模式下課程改革總體設(shè)計(jì)

本碩一體化教學(xué)模式將本科和研究生的教學(xué)內(nèi)容融入一個整體，根據(jù)軟件從業(yè)人才知識框架，將教學(xué)內(nèi)容按照開發(fā)人員和管理人員的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分層次安排。

本科階段培養(yǎng)目標(biāo)是為社會輸送軟件開發(fā)人員。為消除本科課程缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)、教學(xué)模式單一的弊端，在本科階段開設(shè)軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程。該課程以實(shí)際軟件項(xiàng)目開發(fā)流程為依托展開教學(xué)，教師對實(shí)際項(xiàng)目流程的講解與學(xué)生成立項(xiàng)目小組進(jìn)行親身實(shí)踐并重，不僅讓學(xué)生建立完整的軟件知識體系，而且訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力，達(dá)到了將課程知識轉(zhuǎn)化成實(shí)際技能的目的。

研究生階段的培養(yǎng)目標(biāo)主要是為社會輸送既掌握軟件開發(fā)技術(shù)，又兼具軟件項(xiàng)目管理能力的軟件管理人才，為此在本碩一體化教學(xué)中優(yōu)化軟件項(xiàng)目管理課程。該課程在傳授軟件開發(fā)各個要素管理理論的同時，又增加了案例分析環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行思考，從而提升學(xué)生用理論知識解決實(shí)際問題的能力。

3 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程采用項(xiàng)目驅(qū)動法［5］。軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程實(shí)施過程如圖1 所示，教學(xué)過程可分為3 個階段：①學(xué)生選題與項(xiàng)目啟動；②項(xiàng)目推進(jìn)與報告撰寫；③項(xiàng)目驗(yàn)收與期末考核。

Fig.1 Software co-design course implementation process圖1 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程實(shí)施過程

3.1 學(xué)生選題與項(xiàng)目啟動

在項(xiàng)目啟動階段，教師介紹項(xiàng)目章程和項(xiàng)目分組相關(guān)內(nèi)容，同時給定一系列項(xiàng)目主題，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇合適的項(xiàng)目，或者自擬題目。學(xué)生自由組隊(duì)成立項(xiàng)目小組，每個項(xiàng)目組應(yīng)包含5～6 名學(xué)生并只能選定一個題目。在此過程中，教師應(yīng)協(xié)調(diào)好各小組分組情況。每個項(xiàng)目組選定題目后，須向教師提交項(xiàng)目申請書，經(jīng)由教師審查、批準(zhǔn)再進(jìn)行后續(xù)工作。項(xiàng)目申請書應(yīng)包含項(xiàng)目名、項(xiàng)目背景以及各組員的任務(wù)分工情況。

3.2 項(xiàng)目推進(jìn)與報告撰寫

軟件協(xié)同設(shè)計(jì)項(xiàng)目流程以軟件開發(fā)七大步驟為主線，按軟件管理的基本思想開展，共分為7 個教學(xué)階段：項(xiàng)目啟動、項(xiàng)目計(jì)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、軟件測試、項(xiàng)目驗(yàn)收。軟件協(xié)同設(shè)計(jì)具體流程如表2所示。

Table 2 Project flow for software co-design表2 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)項(xiàng)目流程

在項(xiàng)目開展過程中，任課教師根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度，定期檢查各小組的項(xiàng)目推進(jìn)情況，對項(xiàng)目的開展提供建設(shè)性意見，并針對學(xué)生提出的問題，給予及時的反饋與幫助。教師下發(fā)各階段所需完成的報告模板，各項(xiàng)目組完成階段性任務(wù)后，撰寫相應(yīng)的項(xiàng)目報告并提交給教師審核。各階段所需完成的階段性報告及詳細(xì)內(nèi)容如表3所示。

3.3 項(xiàng)目驗(yàn)收與期末考核

課程的綜合成績考核包含平時成績、項(xiàng)目驗(yàn)收和結(jié)課考試3 部分。平時成績的考核由上課考勤、隨堂小測以及項(xiàng)目開展時的個人工作完成度等構(gòu)成，從多個維度考查學(xué)生的平時表現(xiàn)。在項(xiàng)目驗(yàn)收階段，教師安排一段時間讓各小組親自展示項(xiàng)目成果，并對每個小組成員進(jìn)行提問、鼓勵與引導(dǎo)。在項(xiàng)目驗(yàn)收結(jié)束后，各小組上交項(xiàng)目階段報告。教師根據(jù)項(xiàng)目成果情況、各小組成員工作完成情況、階段性報告完成情況等多個方面對每位學(xué)生的項(xiàng)目驗(yàn)收成績作出綜合考量，并給出項(xiàng)目驗(yàn)收成績。課程的結(jié)課考試以閉卷形式進(jìn)行，包含概念簡答題與設(shè)計(jì)題兩部分，考查學(xué)生對基本理論、原則方法等的掌握情況和對建模工具的運(yùn)用能力。課程考核體系表如表4所示。

Table 3 Software co-design report fact sheet表3 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)報告情況表

Table 4 Software co-design course assessment system form表4 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)課程考核體系表

4 軟件項(xiàng)目管理課程優(yōu)化

經(jīng)過本科階段的熏陶后，學(xué)生具備了軟件協(xié)同開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，對軟件項(xiàng)目有了系統(tǒng)且完整的了解，在研究生階段對于軟件項(xiàng)目管理課程的學(xué)習(xí)才能更加融會貫通。軟件項(xiàng)目管理課程側(cè)重于軟件管理技能的培養(yǎng)，是對軟件技能的一個拓展和提升。

對于軟件項(xiàng)目管理課程的教學(xué)優(yōu)化，推翻了先前以教師講解理論知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用案例驅(qū)動教學(xué)法，即通過案例引入問題，通過分析引入管理要素，再通過理論知識的講解為問題的解決找到依據(jù)，給出問題的解決方案［6］。優(yōu)化后的教學(xué)方式從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，促進(jìn)師生間的互動，避免了傳統(tǒng)教學(xué)中重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象。教師可借鑒軟件項(xiàng)目中的經(jīng)典案例，重現(xiàn)實(shí)際項(xiàng)目的各種場景，通過場景帶入式的案例講解，促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和實(shí)際應(yīng)用。對于軟件項(xiàng)目管理課程的優(yōu)化可分為3 個階段：①課堂教學(xué)階段的優(yōu)化；②課后鞏固階段的優(yōu)化；③課程考核體系的優(yōu)化。軟件項(xiàng)目管理課程實(shí)施過程如圖2所示。

Fig.2 Optimization process for software project management courses圖2 軟件項(xiàng)目管理課程優(yōu)化過程

4.1 課堂教學(xué)階段優(yōu)化

軟件項(xiàng)目管理課程著重闡述軟件項(xiàng)目管理的理念方法、各項(xiàng)管理活動的輸入輸出、所采用的工具和技術(shù)等［6］。在過去的教學(xué)中是以教師講解為中心，學(xué)生只是單純地聽取理論知識，難免會感到興趣索然。況且，脫離實(shí)際項(xiàng)目談項(xiàng)目管理的理論知識，必然是空中樓閣。基于本碩一體化的課程優(yōu)化目的，學(xué)生在本科階段建立起完整的軟件知識體系后，有能力理解軟件開發(fā)過程中的種種場景與管理需求。因此，以項(xiàng)目案例為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心展開教學(xué)，讓學(xué)生切身領(lǐng)悟?qū)嶋H項(xiàng)目管理場景下的應(yīng)對措施，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握項(xiàng)目管理技能。

在課堂教學(xué)階段，教師首先引入教學(xué)案例一，并拋出案例中遇到的管理問題讓學(xué)生進(jìn)行思考與討論，鼓勵學(xué)生自主思考給出解決方案。教師對學(xué)生的結(jié)論加以引導(dǎo)，從而引出課程的學(xué)習(xí)主題，講解相關(guān)理論知識。整個課堂充分以學(xué)生為中心，以案例實(shí)踐為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，深化其對理論知識的理解。軟件項(xiàng)目管理課程總體教學(xué)設(shè)計(jì)如表5所示。

Table 5 Overall teaching design of software project management course表5 軟件項(xiàng)目管理課程總體教學(xué)設(shè)計(jì)

4.2 課后鞏固階段優(yōu)化

課程教學(xué)過程一般分為兩個階段：知識的傳遞與知識的內(nèi)化。在課堂講解中，教師將理論知識傳授給學(xué)生，學(xué)生只有在課后對知識進(jìn)行內(nèi)化與實(shí)踐運(yùn)用，才能深化對課堂知識的理解，具備對知識的綜合運(yùn)用能力。教師會在課后的實(shí)踐練習(xí)環(huán)節(jié)給出教學(xué)案例二，與理論課程的知識點(diǎn)緊密聯(lián)系，要求學(xué)生根據(jù)自身對項(xiàng)目管理知識的掌握情況撰寫對應(yīng)的管理報告。教師對每位同學(xué)的報告內(nèi)容進(jìn)行評審打分，該成績計(jì)入課程考核成績的一部分。表6 為各教學(xué)階段軟件項(xiàng)目管理報告的詳細(xì)內(nèi)容。

Table 6 Software project management report status sheet表6 軟件項(xiàng)目管理報告情況表

4.3 課程考核體系優(yōu)化

傳統(tǒng)的課程考核體系中缺少過程性考核和對學(xué)生綜合能力的考查，不能全面評估學(xué)生的綜合素質(zhì)。改革優(yōu)化的目標(biāo)是：更改過去教學(xué)中較為單一的課程考核方式，建立多維度的評估體系。由于課程知識點(diǎn)較為繁雜，且注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際管理能力，對于課程的考核基于以下幾方面展開：

（1）課堂表現(xiàn)考核。為了考核學(xué)生對教學(xué)案例思考與討論的情況，在課堂教學(xué)時以隨機(jī)提問的方式，讓學(xué)生回答對于案例事件的解決思路，根據(jù)學(xué)生的回答、上課的積極性與考勤等多個方面，考量其課堂表現(xiàn)。

（2）項(xiàng)目管理報告考核。對于每個教學(xué)模塊對應(yīng)的軟件項(xiàng)目管理要素，準(zhǔn)備第二份案例，要求學(xué)生在課后運(yùn)用所學(xué)習(xí)的管理理論知識，撰寫相應(yīng)的管理報告。教師根據(jù)報告文檔的內(nèi)容質(zhì)量評估其對知識的運(yùn)用能力。

（3）結(jié)課考試。課程的結(jié)課考試以閉卷形式進(jìn)行，包含概念簡答題與案例分析題兩部分，考查學(xué)生對軟件項(xiàng)目管理基本理論、原則方法等的掌握情況以及對理論方法的運(yùn)用能力。

軟件項(xiàng)目管理課程考核體系表如表7所示。

Table 7 Software project management course assessment system form表7 軟件項(xiàng)目管理課程考核體系表

5 實(shí)施效果

近兩年在上海理工大學(xué)（以下稱“學(xué)校”）實(shí)施本碩一體化教學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效與教學(xué)反饋，表明教學(xué)改革很好地提升了教學(xué)質(zhì)量。下面從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)完成情況、學(xué)生參賽情況、學(xué)生就業(yè)情況3 個方面詳細(xì)論述教學(xué)改革的有效性。

5.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成情況

作為衡量學(xué)生專業(yè)知識和實(shí)踐技能的重要標(biāo)準(zhǔn)，本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成情況為教學(xué)改革的實(shí)施效果提供了重要參考。表8 為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題情況。由表8 可知，在實(shí)施了本碩一體化教學(xué)模式之后，本科學(xué)生熟知軟件開發(fā)流程并擁有足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對于軟件項(xiàng)目的開發(fā)更加得心應(yīng)手，畢業(yè)設(shè)計(jì)選題也愈發(fā)偏向軟件系統(tǒng)研發(fā)類課題。從教師及學(xué)生的反饋來看，經(jīng)過教學(xué)改革后，畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)良率明顯提升，從而證實(shí)了教學(xué)改革的成效。

Table 8 Graduation design topic selection form of undergraduate students表8 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題情況表

5.2 學(xué)生參賽情況

近幾年學(xué)校都制定了學(xué)科競賽獎勵制度，鼓勵學(xué)生參與藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各種全國性賽事。以藍(lán)橋杯為例，圖3 為近3 年學(xué)校藍(lán)橋杯省賽獲獎情況對比。由圖3 可直觀看到學(xué)校學(xué)生所獲榮譽(yù)數(shù)顯著上升，從而證實(shí)了教學(xué)改革的有效性。

Fig.3 Comparison of 2020-2022 blue bridge cup provincial competition awards圖3 2020-2022藍(lán)橋杯省賽獲獎情況比較

5.3 學(xué)生就業(yè)情況

據(jù)《上海理工大學(xué)2021 年畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量報告》顯示，學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生就業(yè)率達(dá)到97.96%，研究生就業(yè)率達(dá)到100%，其中投身于軟件開發(fā)崗的學(xué)生占70%以上，相較于2020 年有顯著提升。從研究生的就業(yè)反饋來看，掌握軟件管理能力的畢業(yè)生在企業(yè)中能很快成為一個軟件項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理。這些結(jié)果都證實(shí)了在實(shí)施了教學(xué)改革后，計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生達(dá)到了行業(yè)對人才的標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)語

本碩一體化教學(xué)模式以培養(yǎng)合格的復(fù)合型軟件人才為主線，對現(xiàn)有的專業(yè)課程進(jìn)行改革，改進(jìn)了以往本科生課程教學(xué)模式單一、研究生課程教學(xué)重理論輕實(shí)踐、本碩課程體系缺乏連貫性的三大問題。從傳統(tǒng)教學(xué)模式下對學(xué)生單方面技能的培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化為學(xué)生對軟件項(xiàng)目的系統(tǒng)認(rèn)知；將培養(yǎng)目標(biāo)由課程學(xué)習(xí)合格轉(zhuǎn)換為具備實(shí)戰(zhàn)能力，并采用分層次的形式進(jìn)行培養(yǎng)。通過構(gòu)建本碩一體化教學(xué)模式，對現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行適當(dāng)取舍，可為培養(yǎng)符合社會需求的復(fù)合型軟件人才起到一定的積極作用，為中國軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支持。