以軟件人才培養為導向的本碩一體化課程改革

曹春萍，劉新宇

（上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093）

0 引言

軟件產業是我國極為重要的戰略性產業，是信息產業的核心和靈魂，該產業的發展關系著國家經濟的發展、社會的進步。我國軟件和信息技術服務業近年來也得到了長足發展，中華人民共和國工業和信息化部在2021 年11月30 日發布的《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》中指出，“十三五”時期，我國軟件和信息技術服務業產值從2015 年的4.28 萬億元增長至2020 年的8.16 萬億元，年均增長率達到13.8%，占信息產業的比重從2015 年的28%增長到2020年的40%［1］。

伴隨著軟件行業的迅猛發展，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，當前我國整體軟件人才缺口達600 萬。因此，如何更好地培養符合社會需求的軟件人才，成為目前高校關注的焦點［2-3］。

1 高校軟件人才培養模式現狀

目前全球信息化發展呈現新趨勢，信息技術已成為推動全球產業變革的核心力量。信息產業在帶來良好社會價值、推動經濟增長的同時，社會對于軟件行業的人才需求也在逐步增加。然而，傳統的課程體系難以滿足新一代信息產業對人才的培養需求，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 本科生課程教學模式單一

目前上海理工大學根據社會對軟件人才技能的要求，緊跟計算機行業發展步伐，在本科階段設置的核心課程如表1所示。

Table 1 Undergraduate professional core curriculum表1 本科專業核心課程

在當今軟件行業中，隨著軟件規模與復雜性的不斷增加，軟件開發多以團隊方式開展。但本科生的課程體系依然采用傳統的教學理念與模式，更多地關注個人能力培養，缺乏對學生在團隊中協作能力的考量，與實際的行業需求相去甚遠。

1.2 研究生課程體系重理論、輕實踐

對于軟件工程專業的教學應倡導理論與實踐并重，教學與引導結合，培養學生的設計思維與實踐能力。在學生掌握了理論基礎知識后，應給予其獨立實踐的操作空間，而現階段部分研究生課程教學中卻存在著純理論、無實踐的現象，在課程教學時理論知識講解占據了大部分課時，對于實踐能力的培養則需要學生在課下自行完成，沒有教師的引導使得實踐部分的學習流于形式，導致教學質量不理想。

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：本科生側重于開發技能的培養，但是一個合格的軟件從業人員在進行軟件開發時，不僅需要掌握軟件開發的相關技能，而且需要掌握軟件項目管理的理論基礎。在目前的培養計劃中，對于本科生應該知曉的軟件項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目管理課程的學習同樣需要學生具備一定的實際團隊項目開發經驗。目前的培養計劃無法打通二者的知識壁壘，使得本碩之間的知識內容相互割裂，可能導致本科學生只注重于研究軟件開發技術，而研究生難以透徹理解軟件項目管理知識。

因此，如何使本碩的課程知識融會貫通，在有限的學習周期內培養出一個復合型人才則成為當今亟待解決的問題［4］。本文對此進行教學探索，提出一種全新的跨層次一體化課程教學模式。

2 本碩一體化模式下課程改革總體設計

本碩一體化教學模式將本科和研究生的教學內容融入一個整體，根據軟件從業人才知識框架，將教學內容按照開發人員和管理人員的標準進行分層次安排。

本科階段培養目標是為社會輸送軟件開發人員。為消除本科課程缺乏團隊協作能力培養、教學模式單一的弊端，在本科階段開設軟件協同設計課程。該課程以實際軟件項目開發流程為依托展開教學，教師對實際項目流程的講解與學生成立項目小組進行親身實踐并重，不僅讓學生建立完整的軟件知識體系，而且訓練了學生的實戰能力，達到了將課程知識轉化成實際技能的目的。

研究生階段的培養目標主要是為社會輸送既掌握軟件開發技術，又兼具軟件項目管理能力的軟件管理人才，為此在本碩一體化教學中優化軟件項目管理課程。該課程在傳授軟件開發各個要素管理理論的同時，又增加了案例分析環節，引導學生自主進行思考，從而提升學生用理論知識解決實際問題的能力。

3 軟件協同設計課程設計

軟件協同設計課程采用項目驅動法［5］。軟件協同設計課程實施過程如圖1 所示，教學過程可分為3 個階段：①學生選題與項目啟動；②項目推進與報告撰寫；③項目驗收與期末考核。

Fig.1 Software co-design course implementation process圖1 軟件協同設計課程實施過程

3.1 學生選題與項目啟動

在項目啟動階段，教師介紹項目章程和項目分組相關內容，同時給定一系列項目主題，讓學生根據自己的興趣選擇合適的項目，或者自擬題目。學生自由組隊成立項目小組，每個項目組應包含5～6 名學生并只能選定一個題目。在此過程中，教師應協調好各小組分組情況。每個項目組選定題目后，須向教師提交項目申請書，經由教師審查、批準再進行后續工作。項目申請書應包含項目名、項目背景以及各組員的任務分工情況。

3.2 項目推進與報告撰寫

軟件協同設計項目流程以軟件開發七大步驟為主線，按軟件管理的基本思想開展，共分為7 個教學階段：項目啟動、項目計劃、需求分析、系統設計、編碼實現、軟件測試、項目驗收。軟件協同設計具體流程如表2所示。

Table 2 Project flow for software co-design表2 軟件協同設計項目流程

在項目開展過程中，任課教師根據項目進度，定期檢查各小組的項目推進情況，對項目的開展提供建設性意見，并針對學生提出的問題，給予及時的反饋與幫助。教師下發各階段所需完成的報告模板，各項目組完成階段性任務后，撰寫相應的項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內容如表3所示。

3.3 項目驗收與期末考核

課程的綜合成績考核包含平時成績、項目驗收和結課考試3 部分。平時成績的考核由上課考勤、隨堂小測以及項目開展時的個人工作完成度等構成，從多個維度考查學生的平時表現。在項目驗收階段，教師安排一段時間讓各小組親自展示項目成果，并對每個小組成員進行提問、鼓勵與引導。在項目驗收結束后，各小組上交項目階段報告。教師根據項目成果情況、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生的項目驗收成績作出綜合考量，并給出項目驗收成績。課程的結課考試以閉卷形式進行，包含概念簡答題與設計題兩部分，考查學生對基本理論、原則方法等的掌握情況和對建模工具的運用能力。課程考核體系表如表4所示。

Table 3 Software co-design report fact sheet表3 軟件協同設計報告情況表

Table 4 Software co-design course assessment system form表4 軟件協同設計課程考核體系表

4 軟件項目管理課程優化

經過本科階段的熏陶后，學生具備了軟件協同開發的經驗，對軟件項目有了系統且完整的了解，在研究生階段對于軟件項目管理課程的學習才能更加融會貫通。軟件項目管理課程側重于軟件管理技能的培養，是對軟件技能的一個拓展和提升。

對于軟件項目管理課程的教學優化，推翻了先前以教師講解理論知識為主的傳統教學模式，采用案例驅動教學法，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，給出問題的解決方案［6］。優化后的教學方式從以教師為中心轉變為以學生為中心，促進師生間的互動，避免了傳統教學中重理論、輕實踐的現象。教師可借鑒軟件項目中的經典案例，重現實際項目的各種場景，通過場景帶入式的案例講解，促進學生對知識點的理解和實際應用。對于軟件項目管理課程的優化可分為3 個階段：①課堂教學階段的優化；②課后鞏固階段的優化；③課程考核體系的優化。軟件項目管理課程實施過程如圖2所示。

Fig.2 Optimization process for software project management courses圖2 軟件項目管理課程優化過程

4.1 課堂教學階段優化

軟件項目管理課程著重闡述軟件項目管理的理念方法、各項管理活動的輸入輸出、所采用的工具和技術等［6］。在過去的教學中是以教師講解為中心，學生只是單純地聽取理論知識，難免會感到興趣索然。況且，脫離實際項目談項目管理的理論知識，必然是空中樓閣。基于本碩一體化的課程優化目的，學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過程中的種種場景與管理需求。因此，以項目案例為導向、以學生為中心展開教學，讓學生切身領悟實際項目管理場景下的應對措施，更能激發學生的學習興趣，讓學生在實踐中掌握項目管理技能。

在課堂教學階段，教師首先引入教學案例一，并拋出案例中遇到的管理問題讓學生進行思考與討論，鼓勵學生自主思考給出解決方案。教師對學生的結論加以引導，從而引出課程的學習主題，講解相關理論知識。整個課堂充分以學生為中心，以案例實踐為導向，激發學生的學習積極性，深化其對理論知識的理解。軟件項目管理課程總體教學設計如表5所示。

Table 5 Overall teaching design of software project management course表5 軟件項目管理課程總體教學設計

4.2 課后鞏固階段優化

課程教學過程一般分為兩個階段：知識的傳遞與知識的內化。在課堂講解中，教師將理論知識傳授給學生，學生只有在課后對知識進行內化與實踐運用，才能深化對課堂知識的理解，具備對知識的綜合運用能力。教師會在課后的實踐練習環節給出教學案例二，與理論課程的知識點緊密聯系，要求學生根據自身對項目管理知識的掌握情況撰寫對應的管理報告。教師對每位同學的報告內容進行評審打分，該成績計入課程考核成績的一部分。表6 為各教學階段軟件項目管理報告的詳細內容。

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

4.3 課程考核體系優化

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

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

（2）項目管理報告考核。對于每個教學模塊對應的軟件項目管理要素，準備第二份案例，要求學生在課后運用所學習的管理理論知識，撰寫相應的管理報告。教師根據報告文檔的內容質量評估其對知識的運用能力。

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

軟件項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 軟件項目管理課程考核體系表

5 實施效果

近兩年在上海理工大學（以下稱“學校”）實施本碩一體化教學模式，根據學生的學習成效與教學反饋，表明教學改革很好地提升了教學質量。下面從學生畢業設計完成情況、學生參賽情況、學生就業情況3 個方面詳細論述教學改革的有效性。

5.1 畢業設計完成情況

作為衡量學生專業知識和實踐技能的重要標準，本科學生的畢業設計完成情況為教學改革的實施效果提供了重要參考。表8 為本科學生畢業設計選題情況。由表8 可知，在實施了本碩一體化教學模式之后，本科學生熟知軟件開發流程并擁有足夠的實踐經驗，對于軟件項目的開發更加得心應手，畢業設計選題也愈發偏向軟件系統研發類課題。從教師及學生的反饋來看，經過教學改革后，畢業設計的優良率明顯提升，從而證實了教學改革的成效。

Table 8 Graduation design topic selection form of undergraduate students表8 本科學生畢業設計選題情況表

5.2 學生參賽情況

近幾年學校都制定了學科競賽獎勵制度，鼓勵學生參與藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽、中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽等各種全國性賽事。以藍橋杯為例，圖3 為近3 年學校藍橋杯省賽獲獎情況對比。由圖3 可直觀看到學校學生所獲榮譽數顯著上升，從而證實了教學改革的有效性。

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

5.3 學生就業情況

據《上海理工大學2021 年畢業生就業質量報告》顯示，學校計算機專業本科生就業率達到97.96%，研究生就業率達到100%，其中投身于軟件開發崗的學生占70%以上，相較于2020 年有顯著提升。從研究生的就業反饋來看，掌握軟件管理能力的畢業生在企業中能很快成為一個軟件項目的項目經理。這些結果都證實了在實施了教學改革后，計算機專業的畢業生達到了行業對人才的標準要求。

6 結語

本碩一體化教學模式以培養合格的復合型軟件人才為主線，對現有的專業課程進行改革，改進了以往本科生課程教學模式單一、研究生課程教學重理論輕實踐、本碩課程體系缺乏連貫性的三大問題。從傳統教學模式下對學生單方面技能的培養，轉化為學生對軟件項目的系統認知；將培養目標由課程學習合格轉換為具備實戰能力，并采用分層次的形式進行培養。通過構建本碩一體化教學模式，對現有的教學方式進行適當取舍，可為培養符合社會需求的復合型軟件人才起到一定的積極作用，為中國軟件產業的發展提供有力支持。