編碼未來：“軟件工程”教學革新與工程型人才培養的融合要素剖析

［摘 要］ 為培養服務于國家科技發展和社會經濟進步的工程型人才，軟件工程的教學方案與培養方式需要與時俱進。在分析目前軟件工程專業課程教學改革現狀和存在問題的基礎上，通過實施學科交叉、項目驅動和考核改革等方案，培養學生工程實踐和科學研究能力。同時，將課程設置與最新學術進展緊密結合，并利用案例分析和項目實踐等方式培養學生分析和解決具體問題的能力。此外，根據國內外前沿理論不斷優化課程內容和教學方法，以提高教學質量和效果。

［關鍵詞］ 工程型人才；跨學科；項目式驅動

［基金項目］ 2021年度國家自然科學基金重點項目“高分辨率動態光場獲取及計算理論與方法”（62031023）

［作者簡介］ 張永兵（1981—），男，河南許昌人，博士，哈爾濱工業大學（深圳）計算機科學與技術學院教授（通信作者），主要從事計算機視覺、人工智能研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）15-0005-04 ［收稿日期］ 2023-09-09

引言

隨著信息技術在各行各業的廣泛應用，對軟件開發人才的需求在研發和生產領域持續增長。在此背景下，各大專院校紛紛將“軟件工程”列為重點課程，同時教育部也將其納入工程碩士考研專業課程。然而，目前的“軟件工程”課程教學存在一些問題，主要表現在過度側重課本知識的灌輸，忽視對學生研究能力的培養，難以滿足國家對高水平工程型人才的需求。具體而言，這些問題主要包括單一的課程設置，缺乏跨學科知識融合；教學內容與實際軟件開發項目脫節，缺乏對學生解決實際問題能力的培養。這些問題嚴重影響了工程型人才培養的質量和方向。

為了解決這些問題，本文提出了針對“軟件工程”課程的教學改革方案，主要涵蓋課程內容改革、教學方法改革、考核方式改革以及教學團隊改革［1］。具體措施包括引入大語言模型、大數據分析等科技前沿內容，以拓寬學生的學科視野，促進跨學科知識整合；采用項目驅動式教學，以強化學生解決實際問題的能力；整合在線學習平臺，提供更多學術資源，培養學生文獻資源檢索能力和英文閱讀能力；建立多元化的考核方式，引入同行評價和自我評價等多種評價手段。為了促進學生在“軟件工程”課程的學習中實現多學科知識整合，教學團隊改革也尤為關鍵，需要建立跨學科團隊，以促進學科交叉融合。這些改革措施旨在培養具備扎實專業基礎、獨立研究思維、卓越工程能力的學生。

總體而言，本文致力于探討“軟件工程”課程教學改革對于工程型人才培養的重要性，同時提出教學改革的可能途徑，以有望提高工程型人才的培養質量，從而更好地滿足社會對于軟件工程技術型人才的需求，并為未來深化教學改革提供了方向。

一、“軟件工程”課程與工程型人才培養融合分析

（一）“軟件工程”課程存在的問題

目前傳統的“軟件工程”課程教學主要側重課本知識的傳授，教學內容與工程實踐脫節，缺乏與實際開發相結合的教學實踐。課程內容更新不夠及時，未能緊跟軟件工程領域發展前沿。“軟件工程”課程教學方式相對單一，大多采用傳統的教師講授模式，缺乏案例教學和項目驅動式教學等。此外，評估方式主要以閉卷筆試為主，無法全面評估學生實際的軟件設計與開發能力。綜上所述，“軟件工程”課程存在諸多亟待改進的方面，包括教學內容、教學方式、評估方式，以及對團結協作能力和思維創新能力的培養。因此，為了將學生培養成為具備多元能力的未來軟件工程型人才，改進課程設計和教學模式至關重要。

（二）工程型人才的特點和需求

在培養軟件工程領域的工程型人才時，不僅需要學生具備扎實的專業知識，還需要擁有卓越的研究能力和創新思維。為了更好地滿足這一培養要求，教學過程需要重點關注學生解決軟件工程領域實際問題的能力。在教學過程中，教師是關鍵推動力量。他們需要具備系統性的科研方法和理論基礎以及濃厚的創新意識和豐富的實踐經驗，從而提升學生的研究興趣和科研基礎，促使學生深入探索并獨立解決實際工程中的復雜問題。從國家戰略層面來看，自主科研創新并解決“卡脖子”問題是當務之急。工程型人才的研究成果可以推動國家科技創新發展，為促進科技進步、維持國際競爭優勢發揮著關鍵作用。當下，為應對不斷升級的科技挑戰，對“軟件工程”課程教學進行改革、培養優秀的工程型人才是國家之需、民生之本。

（三）“軟件工程”課程在工程型人才培養中的作用以及教學目標

“軟件工程”課程的核心目標是培養學生軟件開發能力、多學科知識整合能力與團隊協作能力。“軟件工程”課程教學改革的作用體現在打破傳統教學框架，改變多學科知識體系割裂的現有狀態，持續更新教學理念，探索“軟件工程”課程定位，培養學生的創新能力與實踐能力，以滿足不斷演進的社會和科研領域的工程需求。盡管校企合作、軟件工程實訓基地的建立在一定程度上有助于培養實用型軟件人才［2］，但這些途徑很難給出系統性的實施方案。“軟件工程”課程改革致力于培養具有扎實專業知識、廣闊國際視野、積極創新精神和豐富實踐能力的復合型工程人才，強調基礎理論教學與工程實踐能力培養的平衡，以更好地適應行業發展的需求。

二、課程內容改革

（一）整合多學科知識，形成跨學科課程體系

教學內容改革的核心在于探索和完善與時俱進的軟件工程知識體系，重點培養學生對整個軟件開發過程的系統性認知和工程實踐能力。在“軟件工程”課程中，引導學生將不同領域的知識進行整合，以拓展他們的認知廣度。在“軟件工程”課程中融合多學科知識，以培養學生的跨學科思維，使他們能夠更深入地理解問題，應對實際挑戰。同時，可以采用“構思—設計—實施—運營”（Conceive、Design、Implementand、Operate， CDIO）［3］教育框架，開發跨學科教學模塊，將工程設計概念融入日常課程。此外，針對不同學科交叉設計實際軟件工程開發案例，促進學生在解決實際問題過程中對不同學科知識的交叉運用。

（二）融合國際前沿課程，引入新興技術

為了提升工程型人才的培養質量，“軟件工程”課程教學改革的關鍵在于更新教學內容，以滿足當今快速發展的軟件工程領域的需求［4］。首先，目前“軟件工程”課程內容較為傳統，需要融合國際前沿課程并引入新興技術。這些國際前沿課程涵蓋人工智能、機器學習、區塊鏈和物聯網等領域［5］，教學內容應與軟件工程領域前沿學術研究同步更新，確保學生在掌握基礎課程知識的同時，也能了解和掌握前沿領域知識的產業應用。其次，教師可以在課程中融入鴻蒙系統等最新的國產軟件技術輔助教學，確保學生深刻了解國內軟件工程的最新研究和產業趨勢。總之，通過增加國際前沿課程內容和引入新興技術，幫助學生更好地適應隨時代變化不斷更新迭代的軟件工程領域知識，促使學生在項目研究和實際科研中明確清晰的方向、形成科學的知識體系［6］。

三、教學方法改革

（一）開展項目驅動式教學

當前，傳統教學方法局限于課本知識的傳授，而忽略了對學生解決實際問題能力的培養，導致學生所學知識與實際應用脫節。此外，這種教學方法難以持續激發學生主動學習的探索熱情。對此，可采用以問題為導向、注重實踐的項目驅動式教學方法，引導學生主動解決問題，以加強對其實踐能力的培養。這種教學方法依托真實的項目，致力于讓學生在實踐中更加深入地理解理論知識，更靈活地運用所學知識解決實際問題，從而成長為一名合格的工程技術型人才。項目驅動式教學方法將教學內容分解成多個單元，以真實項目的軟件開發過程為主線設計教學單元，通過案例形式展開教學活動，引導學生自行搜集并分析資料，從多個角度尋找問題的解決方法。學生不再是被動地接受知識，而是積極參與真實軟件開發項目中。總之，項目驅動式教學能夠有效培養學生主動探索和解決實際工程問題的能力，為他們在未來從事更復雜的軟件開發工作奠定基礎。

（二）培養文獻庫使用能力與英文閱讀能力

目前，學生在信息資源檢索和英文閱讀方面存在的不足，導致他們在項目實踐時缺乏信息搜集與整合能力［7］。對此，課程可以引入文獻綜述環節，要求學生搜集并閱讀國內外最新文獻，提交文獻綜述報告。在教學過程中，教師可教授學生文獻檢索方法，并組織學生進行專題報告。同時，著重培養學生的英文文獻閱讀能力，鼓勵他們通過閱讀最新國際會議和期刊論文來獲取前沿知識。除此之外，教師可以使用在線平臺共享優質的英文教材和參考書籍，鼓勵學生通過英文學習材料來提高專業英文水平。通過這些措施，學生將更好地掌握文獻庫的使用技巧，擴大他們的英文閱讀量，豐富他們的專業知識，提高他們的英語水平，同時能夠及時了解學術前沿，接觸更多高質量的學術資源。此項改革有利于提升學生的信息整合能力，更好地支持他們從事科學研究和實際軟件開發工作，從而更好地培養具有多元專業素養的復合型軟件工程人才。

四、考核方式改革

（一）建立多元化的課程考核體系

在考核方式改革方面，建立多元化的考核體系，避免單一考核方式的局限性，從而更全面地評估學生的學習成果。具體來說，可以增加過程性考核，如項目實驗報告、在線學習平臺參與度，以評估學生的持續性學習效果。同時，引入論文分享、項目展示等新形式的考核方式，更好地評價學生的學術研究水平和實際工程應用能力。建立多元化的考核體系，確保考核方式與課程目標的契合度，使考核體系能夠真實反映學生的實際能力，并引導學生自主提升工程專業素養。該項教學改革有助于明確教學目標，推動學生實現全面發展，將學生培養成為具備扎實理論基礎和豐富實踐經驗的工程型人才。

（二）采用生生評價、自我評價等多元評價方式

針對工程型人才的“軟件工程”課程教學改革，考核方式的創新是至關重要的一環。除了傳統的考試評估外，引入生生評價和自我評價等多元評價方式是一種值得探索的方法。在團隊項目或集體作業環節，建立同行互評機制，讓團隊成員根據貢獻程度、合作態度等方面對其他成員進行評價，從而加強學生的批判思維能力和團隊協作能力。在獨立作業或實驗報告中，可以增加學生對自己工作的自我評價，要求學生對完成過程、取得的成果和存在的不足進行概括與反思，以此來強化學生的自我管理、規劃與總結能力。鼓勵學生在參與各項評價過程中，不斷完善自我認知和目標設定。綜上所述，結合客觀和主觀評價方法，不僅可以從多個維度評估學生的綜合素質，而且有助于培養他們的團隊合作精神與獨立科研能力，以更好地達成工程型人才的培養目標。

五、建設教學團隊，優化教學改革

（一）建立跨學科教學團隊，促進學科交叉融合

在推進“軟件工程”課程教學改革、培養工程型人才的過程中，建立跨學科的教學團隊至關重要。跨學科教學團隊可為學生提供更全面的知識體系、分享更豐富的學術經歷。在團隊建設時引進擁有跨學科背景的碩士和博士。這些學者不僅具備豐富的跨學科專業知識，更擅長開展跨學科研究。這將有效提升教學團隊的專業多樣性。建設具備多元背景的團隊有助于將不同學科知識相互融合，為學生提供更全面的學術視角和項目機會，以激發創新思維。這些跨學科團隊成員的互補合作將使教學內容更貼近實際行業需求，從而推動學生跨學科學術探索和實踐。這種教學團隊建設將有效促進“軟件工程”課程教學朝著多元化與前沿化的方向發展，為工程型人才培養提供更具深度和廣度的學術環境和項目以及更多的實踐機會。

（二）定期評估教學改革，持續優化教改方案

為實現融合工程型人才培養的“軟件工程”課程教學改革，在進行教學團隊建設的同時，教師定期對教學改革進行評估和調整至關重要。這包括建立一個系統性的評估框架，從多個角度評估教學預期效果，并進行實時動態調整。教師定期采用定量和定性的方法進行綜合課程評估。在定量評估方面，包括學生課程滿意度調查、章節知識掌握程度測試以及對作業成果量化評價；在定性評估方面，組織學生互評互討，鼓勵他們分享學習心得和實踐經驗。依托這兩種評估結果定期組織教學團隊會議，結合學生反饋的結果和教學成效，共同討論評估結果并進行課程調整，促進教學方法和內容的不斷優化。在此過程中，教師需要制訂具體的調整方案，如調整課程大綱與教學方法、更新課程內容，以適應快速發展的軟件工程領域。最終，這種定期的評估和調整機制將使教學團隊更加靈活、敏銳地應對工程型人才的培養需求，持續提升“軟件工程”課程的教學質量和實效性。

結語

未來的教學改革將進一步聚焦學生的工程實踐能力，從而更好地培養具有卓越實踐能力、扎實專業基礎、獨立研究思維的軟件工程型人才，并推動國產軟件工程領域朝產業化、前沿化和國際化發展。

參考文獻

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