面向新工科的軟件工程專業實踐教學模式的探索

張小川　周龍?！蝻w　曾鵬

摘 要：分析了新形勢下對新工科人才培養的訴求，以地方高校、民辦高校的軟件工程專業辦學為例，針對學生實踐能力培養問題，設立學生實踐能力與培養目標的對應關系表，構建工程實踐能力培養臺階式路徑，研制產教協同的實踐教學資源池，建立實踐教學考核新方式，形成實踐教學模式。實踐證明，該模式成效良好。

關鍵詞：新工科；軟件工程；實踐教學模式

中圖分類號：TP642.4 文獻標識碼：A

Abstract：This paper analyzes the personnel training demands of the new engineering in the new situation.Taking the software engineering specialty in local universities and private colleges as examples and aiming at students' practice ability，the paper sets up the correspondence between students' practice ability and training goals，establishes a progress training path of engineering practice ability，develops a practice teaching resource pool in collaboration with industry，constructs a new assessment method，and forms a new practice teaching model.Practice has proven the good effectiveness of this teaching model.

Keywords：emerging engineering；software engineering；practice teaching model

1 引言（Introduction）

“新工科”就是要培養主動適應新技術、新產業、新經濟發展的卓越工程科技人才。在2016年提出“新工科”概念后，2017年明顯加速：2月達成“復旦共識”[1]，教育部高教司發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》[2]；4月提出天大行動[3]，公布《“新工科”建設行動路線》，明確新工科建設目標和內容；6月發布北京指南[4]，為新工科建設指明了方向。

文獻[2]中，對新工科的“新”界定了五個方面的內容：即工程教育的新理念，學科專業的新結構，人才培養的新模式，教育教學的新質量和分類發展的新體系。顯然，5個“新”都以高等工程教育要適應國家面臨新時代新經濟的發展為依據，背景就是遵循國家提出的創新、協調、綠色、開放、共享發展理念和支持實施“中國制造2025”“互聯網+”“一帶一路”倡議“人工智能”等國策，為迎接第四次工業革命做好人才儲備，培養能適應新技術、新產品、新業態、新模式的新工科人才。而軟件工程專業作為新興工科專業，也具有被納入新工科的建設范疇。

國內地方高校普遍存在著實踐教學環節薄弱、學生實踐能力不足的問題，如何培養新工科人才，亟需改革其人才培養模式，以培養大量實踐能力強的軟件工程人才，這也正是地方高校踐行新工科的主要內容之一。而實踐教學正是提升大學生實踐能力、創新能力、注入新工科“新內容”最核心環節和最重要保障?；谶@樣認識，文章作者以自身所在高校為例，針對軟件工程專業學生實踐能力培養問題，結合自身辦學實際，秉承產學融合理念，構建產教協同實踐教學支撐資源池，改進實踐教學考核機制，為培養新工科工程技術人才提供一種思路和方法。

2 實踐教學新體系（New system of practice teaching）

軟件工程教育兼具科學教育屬性與工程教育屬性[5]。軟件工程屬于計算科學的、交叉性強的新興工科專業，對實踐教學資源需求特別強烈。實際上，辦學資源有限的地方高校，僅僅依靠大學自身的教學資源，要培養優秀工程師是遠遠不夠的，引入企業需求、企業項目、企業標準和企業工程師，實施產校協同育才，是踐行新工科的一種可行途徑。本文從實踐教學目標、實踐能力要求、實踐教學路徑等方面，以地方高校應用型軟件人才為例，構建了相應的實踐育人教學體系。

2.1 實踐育人遞進目標

教學目標是高校人才培養的指引方向，各個高校依據自身辦學定位，教學目標也將有個性化的調整。比如，重慶理工大學軟件工程專業是以高素質軟件開發的應用型人才作為培養目標的，重慶工程學院是以高素質應用型、技術技能型人才為培養目標的。為達成專業目標，需要將學生學習過程設計成一個漸進的、螺旋上升的過程，并設立可視的、面向不同年級和不同層次的教學目標，以引領學生的學和教師的教。在此，作者將專業培養目標劃分為具有遞階特點的3個層次子目標：即會開發是指能利用計算機程序設計語言解決小問題，編寫小程序，初步了解軟件開發流程；能開發是指能利用軟件技術解決問題，編寫軟件、完成軟件文檔，掌握軟件開發全生命流程；擅開發是指能綜合利用軟件技術解決較為復雜的問題，編寫軟件系統程序、完成軟件文檔、展示軟件作品。

2.2 實踐能力模塊

借鑒國際軟件工程教育標準（IEEE、SWEBOK、SEEK），參照教育部《軟件工程專業規范》（2010）[5]，剖析軟件開發核心能力需求，作者將軟件開發人才的核心能力分解成基本和高級兩類模塊，并結合所在學校辦學資源，進一步劃分為若干能力模塊和方便教學組織和實施的若干能力子模塊，最后，建立能力模塊與遞進目標、學年之間的對應關系，從而形成為學生實踐能力培養表格1。

在實施中，再將課程劃分為若干個課程組，將理論課與實踐課交叉安排，形成理論到實踐、實踐到理論的螺旋式臺階進程，將理論課組、實踐課與表1能力模塊建立關系，據此關系建立了“臺階式”的工程實踐能力培養路徑圖1。

3 產教融合的實踐教學支撐資源池（Support resource for practice teaching in combining production and teaching）

新能工科軟件工程專業需要面向新經濟，瞄準新技術、新業態，需要以開發、共享、協同姿態構造新的實踐育人平臺[6]?；谶@樣理解，z作者所在專業積極引進企業實踐教育資源，聯合研制產教融合的實踐教學支撐資源池圖。

針對應用型人才需要更貼近企業生產第一線特點，依據產業、企業的崗位、職位的分工狀況，以及學生個體發展的不同需求，在圖2中，按層次、類型、目標三個方面，給予分類、分層開發建設了實踐教學資源池，以滿足學生分層、分類和不同崗位的需要人才[7，8]。

在圖2中，資源池充分考慮信息時代學生接受知識對多樣化手段的需求，既提供視頻課件，以面對面形式講解、演示關鍵知識、核心技術，還提供實際教學案例，以理論聯系實際，引導、輔導學生動手實踐，遵循問題、技術、專題和微型項目、小型項目、中型項目的循序漸進教育方法，逐步提升學生能夠解決問題的實踐能力。因此，通過該資源池，利用信息技術，配合上述實踐教學體系，實際上為學生構建了一種新型學習模式，擺脫了在傳統教學中必須高度統一教師、教室、學生、時間幾大要素的種種約束條件，將培養目標模塊化、碎片化、可視化和電子化，從而為學生線下學習提供便利，調動學生充分利用碎片時間，推動、督促學生完成知識學習、實驗操作、實踐實訓，為新工科人才培養建立一種實踐育人新模式。

4 實踐教學考核新方式（New assessment for practice teaching）

學習需要評價，考核是學習評價的一種有效方式之一。通過考核，既可診斷、發現學生理論知識的不足，操作技能、實踐能力的缺陷，還可以向學生傳遞一種壓力和負擔。給予學生一定的學習壓力，按教育學觀點，這本身就是學習的一部分，否則，難以達到學習目的的。本文適當引入企業生產過程的質量考核標準、規范，結合軟件工程專業所面對的產業、崗位、職位和技術特點，從兩個方面開展了實踐教學考核方式的改革。

4.1 豐富考核方式的多樣性

工程學科是解決實際問題的學科，實踐教學又是其解決問題過程的實施與示范。學生不同成長背景、知識的多寡、投入和領悟能力的差異，使學生面對同樣問題將產生不同的解決方式和呈現結果。因此，考核方式就需要多樣化、人性化、科學化。下面是介紹作者的一些具體做法。

⑴課程設計是工程教育中最重要的實踐教學課程。本文設置演示、報告、展示三種考核方式，老師可將其中之一或加權組合作為考核方式。比如，如被考核學生基數大、考核時間少、參與考核教師人數有限，則可以“抓兩頭、送中間”，即重點對考勤紀律、實踐過程、學習基礎好或差的兩端學生和主動提出接受檢查的學生，選擇演示、展示、講解等方式，實施全面性的考察，對中間的學生，可實施隨機性的抽查，對剩余學生重點走查學生的設計成果。

⑵針對工程設計的分析、設計、實施、質保、服務、銷售等不同工作崗位需求，按因材施教原則，在實踐課程的考核中，也要體現對不同工程角色的考核支持。比如，在綜合課程設計、大作業中，作者就要求學生扮演甲方與乙方，客戶與客戶的客戶，項目經理、分析師、設計師、測試師與技術支持等不同角色，并要求提交相應的設計成果。如果是設計團隊小組，就明確要求學生展現分工、協作、溝通等過程及其成果，并將各小組對應角色的學生也作為考核員，最后將他們的考核結果和導師考核成績，以加權形式計算為最終成績。實踐經驗表明，通常一名導師指導題目控制在2—3個比較好，也不要回避不同學生小組選擇同樣題目，只要明確要求“答辯同組、彼此考核打分”即可。

4.2 強化考核方式對實踐過程的影響力

工程學科的考核與評價重點不是學生對理論知識的記憶，而是督促學生在理論知識指導下的“四化”，即對實際問題思維的邏輯化、思考的形式化、操作的結構化和結果可視化。因此，在工程學科的實踐教學考核中，更重視對學生實踐過程、操作步驟的評價，對實踐結果的考核權重反而會弱化。以此方式引導學生將更多時間、精力投入到實踐過程之中。下面舉兩個實操案例，供讀者參考。

⑴對設計實施“三否制”，即在規范的設計文檔、可運行的軟件或模型、可接受的答辯過程三者之中，任何一個“不及格”，總成績就不及格。如此方式，對學生的震撼力是顯然的。事實上，這也是在向學生傳遞在工程質量標準中就只有“合格”與“不合格”兩級企業質量意識，并非學校的“五級制”或“百分制”標準。

⑵明確軟件工程專業學生提出“除滿足規定的課程、學分要求外”，對職業技能還提出需要達到下列條件之一的硬性要求：

①通過工信部軟件專業技術資格（水平）考試初級或以上；

②參加學科、專業競賽，獲得校級及以上等級的各類獎項；

③擁有軟件著作權（前二作者），或發明專利（前五作者）；

④參與實際項目實訓、開發并通過答辯者；

⑤累計完成4萬行軟件代碼編寫工作量，或一次性通過各學年的課程設計；

⑥畢業設計成績優秀、良好以上者。

5 結論（Conclusion）

本文成果在作者所在的軟件工程專業開展了教學實踐，并取得了良好的實踐效果，其所在軟件工程專業分別在2015年和2016年建成為重慶市特色專業。本文以地方高校的軟件工程專業為例，開展了新工科建設實踐，希望能為新工科建設貢獻力量。

參考文獻（References）

[1] 教育部高教司.“新工科”建設復旦共識[J].高等工程教育研究，2017，24（1）：10-11.

[2] 教育部高教司.關于開展新工科研究與實踐的通知（教高廳函〔2017〕33號）[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/was5/web/search？channelid=255182.

[3] 教育部高教司.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[J].高等工程教育研究，2017，24（2）：24-25.

[4] 教育部高教司.新工科建設指南（“北京指南”）[J].高等工程教育研究，2017，24（4）：20-21.

[5] 教育部高等學校軟件工程專業教學指導分委員會編制.軟件工程本科專業規范[M].北京：高等教育出版社，2010.

[6] 蔣宗禮.新工科建設背景下的計算機類專業改革[J].中國大學教學，2017，33（8）：24-29.

[7] 劉剛，劉鋼，殷柯欣，等.創新實踐教學體系，培養軟件工程應用型人才[J].實驗技術與管理，2012，34（4）：223-224；227.

[8] 沙有闖，袁明磊，李晨誠.新工科背景下移動應用開發人才培養與質量保證體系研究[J].軟件工程，2017，20（12）：60-62.

作者簡介：

張小川（1965-），男，碩士，教授.研究領域：計算機應用，人工智能，機器人.

周龍福（1977-），男，碩士，副教授.研究領域：云計算，軟件工程.

凃 飛（1978-），男，碩士，講師.研究領域：軟件工程.

曾 鵬（1981-），男，學士，工程師.研究領域：計算機應用.