新工科背景下軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)改革實踐探析

單冬紅 李輝利 夏棟梁 吳文博

關(guān)鍵詞：新工科；軟件工程；人才培養(yǎng)；教學(xué)改革

1 引言

新工科的發(fā)展對未來的工程科技人才提出了新的要求：應(yīng)用現(xiàn)在還未出現(xiàn)的技術(shù)，去解決還未出現(xiàn)的問題[1]。要滿足這個要求，需要工程科技人才具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，在不斷的學(xué)習(xí)發(fā)展中，掌握新技能，解決新問題，適應(yīng)社會發(fā)展。關(guān)注高校學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，探索提升學(xué)生學(xué)習(xí)力的有效途徑，對提高工程科技人才的培養(yǎng)質(zhì)量，加強(qiáng)新工科建設(shè)，培養(yǎng)適應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工程科技人才具有重大意義[2]。

軟件工程是一門理論性、實踐性都比較強(qiáng)的學(xué)科，主要培養(yǎng)從事軟件開發(fā)、軟件維護(hù)等方面的技術(shù)人才，學(xué)科內(nèi)容具有多、廣、雜，且更新快的特點。但是校內(nèi)專業(yè)課程的內(nèi)容更新頻率跟不上企業(yè)的技術(shù)更迭速度；校內(nèi)教師的技術(shù)水平也追不上企業(yè)工程師的水平。但是，專業(yè)課程的內(nèi)容質(zhì)量直接影響學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣；校內(nèi)教師的技術(shù)水平直接影響學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度，也會影響學(xué)生對專業(yè)發(fā)展的正確認(rèn)知和持續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)知識的意愿。

因此，以專業(yè)教師為切入點，融合校內(nèi)外各類資源，探索出一套提升師資力量，優(yōu)化課程資源，改進(jìn)授課方式的教學(xué)改革方案，從外向內(nèi)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，是很有必要的。

2 軟件工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

在疫情突發(fā)后，全國各類學(xué)校積極響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”的號召，全面開展線上教學(xué)。平頂山學(xué)院也積極開展線上教學(xué)，且每周進(jìn)行教學(xué)運行情況分析，形成教學(xué)運行報告。教學(xué)運行報告顯示：能夠參與線上學(xué)習(xí)的學(xué)生占比達(dá)到99.89%，而學(xué)生認(rèn)為自己學(xué)習(xí)投入高的占比均值為78%，與參與線上學(xué)習(xí)的學(xué)生占比偏差較大，該現(xiàn)象表明學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性不強(qiáng)；同時，從線上授課形式看，以講授為主的直播授課方式占比持續(xù)6周高于80%，學(xué)生對老師教學(xué)滿意度持續(xù)6周高于86%，該現(xiàn)象表明，學(xué)生學(xué)習(xí)對老師依賴程度較高，自主學(xué)習(xí)動力不足；另外，第6周的運行報告顯示，開展線上教學(xué)以來，學(xué)生對自己學(xué)習(xí)投入的滿意度均值為78%，學(xué)生對學(xué)習(xí)效果的滿意度均值為74%，且整體呈下降趨勢，該現(xiàn)象表明，學(xué)習(xí)毅力不持久。

結(jié)合以上數(shù)據(jù)，對軟件工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，70%以上的學(xué)生表示在學(xué)習(xí)時，不知學(xué)有何用，對所學(xué)內(nèi)容缺少興趣，主動學(xué)習(xí)較少，而且容易出現(xiàn)拖延、懈怠、疲倦等現(xiàn)象；更多的學(xué)生表示需要老師帶領(lǐng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這進(jìn)一步印證了運行報告中學(xué)習(xí)動力不足、缺乏學(xué)習(xí)興趣的現(xiàn)象。這個現(xiàn)象將直接影響軟件工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而影響學(xué)生的整體質(zhì)量，導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)和解決未知問題的能力不足。

通過召開軟件工程專業(yè)的學(xué)生座談會，學(xué)業(yè)指導(dǎo)老師的匯報交流會等，發(fā)現(xiàn)軟件工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)上出現(xiàn)的動力不足、缺乏學(xué)習(xí)興趣的現(xiàn)象，主要有以下原因：

1）軟件工程學(xué)科所包含的課程中，理論內(nèi)容主要是核心技術(shù)和開發(fā)原理，這些內(nèi)容均結(jié)合實際軟件開發(fā)過程，將其中的原理和方法進(jìn)行提煉，然后引入課程[6]，內(nèi)容有較強(qiáng)的抽象性。但是，大多數(shù)學(xué)生缺乏項目開發(fā)經(jīng)驗，這進(jìn)一步加大了學(xué)生對內(nèi)容的理解難度，缺乏學(xué)習(xí)興趣。教師雖然通過鉆研教材、反復(fù)試驗來提升對課程內(nèi)容的熟悉程度，但是對突發(fā)問題的解決能力仍顯不足，不能更有效地指導(dǎo)學(xué)生，給學(xué)生樹立技術(shù)達(dá)人的榜樣。

2）軟件相關(guān)的技術(shù)更新很快，學(xué)校原有的課程內(nèi)容跟不上技術(shù)更新的節(jié)奏，導(dǎo)致軟件工程專業(yè)的學(xué)生認(rèn)為目前在學(xué)校學(xué)習(xí)的內(nèi)容，工作中直接應(yīng)用的概率較小，缺少學(xué)習(xí)動力，對課堂學(xué)習(xí)有所懈怠，但自身又缺乏自主學(xué)習(xí)能力，不能很好地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，造成學(xué)習(xí)效果不佳。

3）傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，課程教育存在重理論、輕實踐，重推導(dǎo)、輕創(chuàng)新的問題[7]，導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)到的知識不會用，不知道怎么用，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)無目標(biāo)無動力。傳統(tǒng)課堂上多采用“教師講授+學(xué)生一般性提問”[8]的教學(xué)方式，學(xué)生多是被動接受知識，缺少主動思考和練習(xí)的機(jī)會，造成學(xué)生問題分析能力和解決問題的能力較弱，當(dāng)面臨實際問題時，體會更多的是挫敗感，體會不到學(xué)習(xí)帶來的成就感，進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)習(xí)倦怠，形成惡性循環(huán)。

3 教學(xué)改革實踐探析

新工科背景下，需要將校企協(xié)同指導(dǎo)和產(chǎn)教協(xié)同育人結(jié)合起來，實現(xiàn)雙線并重、雙管齊下的效果[9]。平頂山學(xué)院軟件學(xué)院建設(shè)有鯤鵬產(chǎn)業(yè)學(xué)院，與多家企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，并構(gòu)建了多樣的專業(yè)課程模塊。為了提高軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，現(xiàn)結(jié)合軟件工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和軟件工程專業(yè)的課程特點，分別從教師隊伍、課程內(nèi)容、課堂組織、課外促進(jìn)四個方面進(jìn)行教學(xué)改革。

3.1師資隊伍優(yōu)化結(jié)構(gòu)，壯大師資力量

教師是知識的傳播者和教育的實施者，是教育的主導(dǎo)力量。國家進(jìn)行教育改革，教師隊伍是推進(jìn)改革的關(guān)鍵力量。在工程教育認(rèn)證背景下，工科教師不僅要具備扎實的專業(yè)知識，更應(yīng)具備有效促進(jìn)教學(xué)的知識和技能[10]。教師的水平和形象對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著無形的重要影響力。

平頂山學(xué)院軟件學(xué)院以鯤鵬產(chǎn)業(yè)學(xué)院為依托，選派多名教師赴企業(yè)一線掛職鍛煉，讓專職教師切身融入企業(yè)，接觸一線環(huán)境，了解市場需求，掌握一線技術(shù)，做到與時俱進(jìn)，返校后向全體教師進(jìn)行培訓(xùn)、指導(dǎo)，有效提升專職教師的技術(shù)水平和整體實力。目前，共選派21名教師進(jìn)企業(yè)鍛煉，且完成企業(yè)任務(wù)，返校后承擔(dān)企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)、Web應(yīng)用開發(fā)等專業(yè)課程，對教學(xué)過程中的技術(shù)問題的解決能力、工具應(yīng)用能力都有了顯著的提升。同時，從合作企業(yè)中選聘多名優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才到校兼職任教，將企業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)境中的管理模式、開發(fā)流程等內(nèi)容帶進(jìn)校園，讓學(xué)生在接觸新興技術(shù)的同時，更直觀地從他們身上感受到企業(yè)與學(xué)校的不同。目前，共引進(jìn)企業(yè)導(dǎo)師20余名，主要承擔(dān)Linux網(wǎng)絡(luò)與集群管理、智能算法與應(yīng)用等課程的實訓(xùn)任務(wù)，以項目為載體，團(tuán)隊協(xié)作完成。通過校企的雙向傳輸，建設(shè)校企協(xié)同、專兼結(jié)合、產(chǎn)教融合的雙師雙能型師資隊伍，壯大軟件學(xué)院的師資力量，進(jìn)一步提升師資的專業(yè)技術(shù)水平，為更好地開展專業(yè)課程提供有力保障，為學(xué)生樹立身邊的學(xué)習(xí)榜樣。

3.2課程融合企業(yè)案例，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

根據(jù)軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，軟件工程專業(yè)的主干課程主要圍繞設(shè)計原理、編程技術(shù)開設(shè)，重在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和軟件工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決能力。原有的課程編排，一般按照一至兩次理論課，然后進(jìn)行實驗課的方式進(jìn)行，實驗內(nèi)容也多是對基本理論的驗證，綜合性、應(yīng)用性實驗的設(shè)計偏少。學(xué)生學(xué)完之后，對知識該如何用、在哪里用沒有清楚的認(rèn)識。隨著課程內(nèi)容的不斷推進(jìn)，學(xué)生逐漸對課程失去興趣，不能很好地達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)。

鯤鵬產(chǎn)業(yè)學(xué)院吸納了一批從事軟件開發(fā)的兼職企業(yè)導(dǎo)師，他們帶來了大量的企業(yè)項目案例，擴(kuò)充了課程資源，豐富了課程內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，將案例進(jìn)行分類，分別對應(yīng)到不同的專業(yè)課中，對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，將原來的理論、實驗分段開設(shè)的課程，調(diào)整為依托項目案例的一體化課程，并將項目案例貫穿于課程始終，實現(xiàn)理論和實踐的同步轉(zhuǎn)化。讓學(xué)生在上課的過程中，不僅能學(xué)到知識，也能掌握運用知識解決問題的方法，讓學(xué)生不但能學(xué)會，能應(yīng)用，而且知道如何用，在哪里用，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果，更好地促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

3.3課堂改進(jìn)教學(xué)模式，提升學(xué)習(xí)主動性

專業(yè)課程的課程內(nèi)容和課程資源優(yōu)化之后，多采用理實一體化方式進(jìn)行上課，在這種方式下，只有學(xué)生深度參與進(jìn)去，進(jìn)行主動學(xué)習(xí)并解決問題，才能取得較好的效果。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，課堂采用以學(xué)生為中心的BOPPPS教學(xué)模式，在前測環(huán)節(jié)，借助企業(yè)招聘面試題和各類競賽題，發(fā)布任務(wù)，讓學(xué)生直面競爭場景，產(chǎn)生壓力，促生學(xué)習(xí)動力；在參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，結(jié)合項目案例，利用所學(xué)知識，通過討論、評價、分享等方式，提高學(xué)生參與度，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性；在后測環(huán)節(jié)，展示學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)成就感，體現(xiàn)自我價值。

3.4課外參與競賽，激發(fā)學(xué)習(xí)動力

高校培養(yǎng)的人才，最終要向社會輸出，更好地服務(wù)社會，學(xué)生的綜合素質(zhì)和角色轉(zhuǎn)化效率對后續(xù)發(fā)展有重要影響。“以賽促學(xué)，實戰(zhàn)演練”能讓學(xué)生體驗除學(xué)生外的其他角色，激發(fā)學(xué)生的斗志，獲得價值任何和成就感，全面提升軟件工程專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。我院教師積極組織學(xué)生參與各類學(xué)科競賽，例如藍(lán)橋杯全國軟件大賽、ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽、信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、信息安全與攻防技術(shù)大賽、黃河鯤鵬開發(fā)者大賽等，每年帶動學(xué)生170余人，平均獲獎率50%。通過以賽促學(xué)、實戰(zhàn)演練的方式，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)動力、鍛煉學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和問題解決能力等綜合素質(zhì)。另外，依托鯤鵬產(chǎn)業(yè)學(xué)院，緊密對接企業(yè)，我院教師鼓勵并組織學(xué)生考取各類行業(yè)證書，例如人大金倉數(shù)據(jù)庫認(rèn)證、華為鯤鵬應(yīng)用開發(fā)者認(rèn)證等，為學(xué)校人才向社會人才轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)角色的順利轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)。

4 實施效果

針對學(xué)校2019級軟件工程專業(yè)的學(xué)生，通過問卷調(diào)查的方式，獲取教學(xué)的實施效果，具體問卷內(nèi)容及結(jié)果如下：

1）對現(xiàn)在的整體教學(xué)效果，是否感到滿意

從調(diào)查結(jié)果看，25.76%的學(xué)生對整體教學(xué)效果非常滿意，46.21%的學(xué)生對整體教學(xué)效果滿意，26.52% 的學(xué)生對整體教學(xué)效果基本滿意，表明教學(xué)改革取得了良好的效果。另外有2位學(xué)生對教學(xué)效果表示不滿意和非常不滿意，經(jīng)過跟蹤分析，這兩位同學(xué)都較好地完成了學(xué)習(xí)任務(wù)，但成果未被老師或同學(xué)點評過，沒有得到直觀的認(rèn)可，稍有遺憾。后續(xù)將加強(qiáng)教學(xué)過程數(shù)據(jù)分析，覆蓋全體學(xué)生。

2）新的企業(yè)案例等教學(xué)資源，對于你提升學(xué)習(xí)興趣是否有幫助

從調(diào)查結(jié)果看，69.59%的學(xué)生認(rèn)為企業(yè)案例有助于提升自己的學(xué)習(xí)興趣，其中28.26%的學(xué)生認(rèn)為對自主學(xué)習(xí)能力的提升非常有幫助，由此可見，引入企業(yè)案例是十分必要的，而且效果是較好的。

3）現(xiàn)在的教學(xué)模式，對你提高學(xué)習(xí)能力是否有幫助

從調(diào)查結(jié)果看，92.43%的同學(xué)表示現(xiàn)在的教學(xué)模式對提高自己的學(xué)習(xí)能力有幫助，表明改進(jìn)后的教學(xué)模式，更適合軟件工程專業(yè)的課程特點，且能被學(xué)生更好地接受。另外有7.58%的學(xué)生表示沒有幫助或不清楚，將與其他學(xué)生交流和輔導(dǎo)員進(jìn)行溝通，這部分學(xué)生不善于溝通、交流，課堂上的各類參與式活動的參與度低。后續(xù)將加強(qiáng)對這類學(xué)生的關(guān)注，并進(jìn)行個性化指導(dǎo)。

5 總結(jié)

在教學(xué)過程中，通過校企合作、專兼職結(jié)合的方式，提升專職教師的技術(shù)水平，豐富師資隊伍結(jié)構(gòu)，壯大師資力量，為更好地開展課程奠定基礎(chǔ)；課程內(nèi)容引入新穎的企業(yè)項目案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚醒自主學(xué)習(xí)欲望；課堂采用BOPPPS教學(xué)模式，提高學(xué)生的參與度，提升學(xué)習(xí)主動性；教學(xué)過程與學(xué)科競賽、考取行業(yè)證書交叉融合，讓學(xué)生直面競爭，激發(fā)學(xué)生動力，更好地鍛煉自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)習(xí)效果。各類措施有機(jī)結(jié)合，不斷改進(jìn)，有效提升軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。