北航軟件學院本科生實踐教學體系的研究與實踐

摘要：本文介紹了北航軟件學院獨特的實踐教學體系，并介紹了在實際教學中所取得的可喜成效。

關鍵詞：軟件工程；實踐體系；3P能力

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 22-0013-05

1引言

軟件工程專業學生的培養，在學科教育與培養面向市場需求的人才方面存在著事實上的矛盾。市場要求的軟件人才要距離當前成熟的熱門技術不能太遠；而學科教育在于鑄就學生的軟件專業素質。在學時有限的情況下，兩者不易兼得。根據軟件工程專業教學所面臨的挑戰，學院將軟件工程實踐教學體系的改革作為突破口，成立了由教學規劃、管理和相關實踐課程主講教師組成的實踐教學課題組，系統地對實踐課程、重要的實踐環節、實習基地建設等進行規劃，制定了一套較為完整的實踐教學實施計劃，形成了“一個目標、兩種途徑、三大環節、四級臺階，3P能力訓練為核心以及多渠道的措施保證”為特色的實踐教學體系。

2實踐教學體系的內容與規劃

在跟蹤與研究計算機科學與技術學科教程、軟件工程學科教程、軟件工程知識體系(SWEBOK)的基礎上，借鑒國內外軟件人才培養模式的經驗與成果，依托北航計算機學科優勢，針對軟件學院的辦學模式和實際情況，我們給出了如圖1所示的實踐教學體系框架圖。

“一個目標”：即培養的學生應具有較強的軟件工程專業基礎、寬闊的知識面，富有創業和創新激情，并具有務實進取精神、實踐能力，能適應社會需求的變化，具有良好的科技和人文素質，熟練的外語運用能力，規范的軟件開發和項目組織能力、富有國際視野、競爭意識和團隊合作精神，又能適應未來軟件技術變化發展的需要，成為的德、智、體全面發展的軟件工程技術人才。一句話可概括為“強實踐、強工程、強外語應用能力”。

圖1實踐教學體系框架圖

“兩種途徑”：即為了使學生能夠有機會近距離了解社會、增長見識、開闊視野，積極開拓兩種途徑：一是“請進來”，即邀請國內外著名專家和工程師，到學校訪問交流，給學生上課，開設講座，召開座談會、招聘會等；二是“送出去”：即選送學生到國內知名IT公司實習或到國外公司進行實訓工作、交流學習等。

“三大環節”：即強化實踐教學的三種主要形式——與理論課程配套的實踐教學環節(課程作業或實驗)、集中式實習環節(暑期課程設計、專項實習)和綜合性實習環節(生產實習、畢業設計)。

“四級臺階”：即分解大學四年實踐教學的具體目標，要求每位學生一年要上一級實踐臺階，每級臺階包含明確的所必須掌握的應知應會的實踐教學內容，實踐能力層次提高的四級臺階如圖2所示。

“3P能力訓練”：即將對學生書面表達(Paper-

work)、口頭表達(Presentation)、動手實踐(Practice)的訓練貫穿整個實踐教學過程始終。

“多渠道的措施保證”：即從制度保障、師資隊伍建設、高年級學生擔任助教、校內實習基地建設、學生第二課堂(課外的各種協會、我校的大學生科研訓練計劃SRTP、馮如杯課外科技活動、學科競賽)、引進專業認證(目前引入了二門微軟的MCP認證課程)、構建面向創新的實踐教學信息管理平臺(目前已投入運行)等多個方面保證目標的實現。

圖2實踐能力層次提高的四級臺階

3實踐教學體系的實施

3.1以學期為單位分解實踐教學體系目標，進一步規范課程實踐的教學要求和內容

根據本科生課程體系與實踐教學體系的規劃，設計每門專業理論課程所要求的實踐目標、實踐案例、實踐內容、所要求掌握的主要工程文檔和熟悉的程序文件以及常用工具；同時分析每門實踐課程的覆蓋和銜接，探求內容和案例規范化，對于未覆蓋到的技能，設計出一、二、三年級暑期社會實踐與專項實踐的教學內容，并通過綜合性實習環節得以綜合運用——即精心設計“三大環節”，力爭通過這些環節實踐教學的訓練，覆蓋軟件工程專業要求本科生掌握的知識領域，并掌握相關方面的工具軟件和工程文檔的技能，提高動手能力和實踐能力。對于教學實踐中涉及到相應的過程與文檔，要求學生按照北航軟件學院質量體系文件(參見3.2內容)的相關規定開發與編寫文件，如圖3所示。

在上述實踐教學體系統一的規劃下，大部分課程實驗、課程設計及實踐環節可以構成一個統一的體系，各課程所覆蓋的知識體系與實踐技能互相銜接；力圖通過四年的培養，使學生在實踐技能上一年上一個臺階，由“具有個人基本的程序設計能力”達到“綜合應用”的水平。除培養專業技能外(四年代碼行累積編寫在10000行以上)，還有意識地培養學生的工程化思想，將工程化文檔的訓練貫穿在實踐中，同時加入了有關職業道德、協同工作能力及溝通能力等方面的內容，以期學生畢業時素質與能力能夠達到企業的用人需求。

圖3 以學期為單位的實踐教學體系內容分解圖(部分)

3.2圍繞實踐教學體系目標，制定實踐質量體系管理文件

為保證實踐教學體系規劃的有力實施，針對當前我國軟件行業中普遍存在的工程型文檔相對薄弱的現狀，我們認為學生應該從開始就接受工程型文檔的閱讀與寫作能力的訓練，尤其是英文文檔的閱讀與寫作能力。因此，結合ISO9001質量體系，并參考CMM2級、3級的要求，我們建立了一整套軟件學院實踐質量體系文件，層次結構如圖4所示，其中第二層與第三層的程序文件與文檔模板力爭覆蓋軟件開發過程的主要環節。第二層的程序文件包括軟件開發程序、評審程序、軟件測試指南、配置管理指南、實習管理程序和畢設管理程序等，作為教師和學生在實踐教學中的程序性和過程活動的規范性指導文件。第三層模板則盡量涵蓋程序文件中所用到的各種文檔模板與編寫規范等供學生編寫文檔時參考使用。為加強真實性與指導性，在質量體系文件中還收錄了一些軟件公司的實例項目的部分文檔，如圖4所示。

由于實踐教學的骨干教師們都參與了質量體系文件的制定與編寫，因此教師在理念上接受并認同質量體系文件，從而在實踐教學環節中能夠有意識地遵循執行，通過不同學期、不同課程實踐教學內容對文件的覆蓋(參見圖3)，使學生們在實踐過程中也逐漸熟悉并掌握了工程文檔的書寫規范與標準。

3.3校內與校外實習相結合，打造學生實訓與實習基地

課堂教學要服務于滿足市場和企業對人才的素質和能力不斷增長的需求，一個有效的途徑是加強和安排去學生進入企業實習。然而我國的軟件企業大部分處于初創和成長期，目標和學校人才培養的目標不很一致，有時還存在時間上的沖突和認識上的矛盾。鑒于這樣的現實，我們一方面積極開拓企業的實習渠道，給同學提供充分的選擇，同時制定了“有自主核心軟件產品、企業規模百人以上、距離學校近的”企業優先推薦，并規范實習派出條件、過程管理、學生和企業指導教師職責等內容，并每年實習企業進行評估，淘汰效果不好的企業，獎勵效果好的企業，促進企業和小學的良性互動，不斷積累好企業實習案例和鞏固好的企業實習成果。另一方面，充分利用校內優質辦學資源、結合學院信息化工作的需求開拓學生的校內實習基地，以彌補企業實習的不足，學院在學生實習安排上更主動。學院信息化實習基地是一個很成功的例子，學生在幾位擔任實踐教學的青年教師的帶領下先后完成了學院網站、辦公管理、教務管理、文擋管理中心、教師講義和學生作業上傳和下載服務，答辯管理、招生和報名管理等等，兩次在學校機關部處和院系的信息化建設評比中名列第一名，這些成果也成為學院實踐教學信息管理平臺的重要組成部分。

在校內校外實習相結合打造學生實訓與實習基地的同時，通過與廠家及企業共建等方式，引進一些實踐教學設備與主流系統及應用軟件，積極促進學院實驗室的建設，建立與實踐教學體系中所要求的軟件開發支持環境，如數據庫、配置管理庫、BUG跟蹤與處理系統等。同時安裝行業內常用的開發環境與開發工具，為學生創造一個良好的開發與應用平臺。為了將來就業的適用性，開設新技術新工具的演示課，建立國產軟件體驗中心。大力支持學生的第二課堂(課外的各種協會、北航大學生科研訓練計劃、馮如杯課外科技活動、學科競賽)活動。

3.43P能力訓練貫竄實踐教學過程始終

在多年的人才培養過程中，我們深刻體會對學生的口頭表達能力(Presentation)、書面表達能力(Paperwork)和自主動手實踐能力(Practice)培養的重要性與必要性。我們積極倡導授課教師將這三種能力的訓練和培養貫穿在教學的整個過程中，我們堅信如果學生這三方面的能力經過四年的大學學習獲得了長足的提高，其就業競爭力將大大增強，并受用終身。

口頭表達能力是一個人的思維能力、溝通能力、性格以及風度等個人素質的體現。在計算機實踐教學中所強調的口頭表達能力的訓練主要是提高學生語言的邏輯性、準確性、簡練性和目的感，將自己的設計思想、觀點在有限的時間內，運用最生動、最易被人所接受的有效的表達方式傳遞給聽者，對聽者產生最理想的影響效果。

書面表達能力是將自己的實踐思想、思路、方案、步驟、內容、成果和效果，運用文字表達出來，使其系統化、科學化、條理化的一種能力。書面表達是口頭表達的補充，更看重學生的專業知識的掌握。在實踐教學的每個環節，我們都制定了一整套文檔規范和模板，供同學學習參考，平時的大作業、課程設計等都有嚴格的文檔格式要求。在注重格式要求的同時，不斷對同學在書面表達方面的技巧、方法進行指導、組織同學們進行交流。反復的訓練，促使每一位同學在書面表達方面的提高。

自主動手實踐能力是在學生具備一定的實踐意識前提下，以一定的學科知識為基礎，以實踐任務為內容，自覺主動地運用一定的操作方法和技能，發現和解決實際問題的能力。在大學四年中，根據培養方案的要求，每位同學需要具有10000行(相當)的編程量，每位學生在平時作業和課程設計中，不斷進行自主動手實踐。

實踐教學過程中強化三個方面能力的訓練，激發了同學們的積極性和創新潛力，同時我們也進行了課程考核方面的改革，將近80%的專業課程設計考核的最后成績由三大部分構成：講解演示(必須要制作PPT)、實踐報告或論文、設計和實現過程中的成果以及程序實際運行效果。此外，為了提高學生們的表達能力，學院專門開設有“科技寫作與溝通技巧”課程；學院鼓勵教師有意識地在課堂之外，增設“開放課堂”內容，學生們可以在開放課堂上自由地表達自己對課程某部分內容的理解與見解，或介紹感興趣的最新相關學習或研究心得；在課外科技活動的申報與參賽，畢業設計的開題、中期檢查、答辯的各個環節，同學們都被要求準備PPT做演講及演示，老師給予講評，通過不斷的訓練，積極創造條件為每個學生提供三方面能力的鍛煉和提高的機會。

4實踐教學體系的成效

本科生實踐教學體系的建立和實施，有效地促進了學生的培養質量。激發了學生的創新意識，提高了學生的實踐能力，3P能力訓練的理念已經成為每個同學的思想意識和實際行動，并在以下幾個方面取得了明顯的成績：

1) 在課程講授中結合實踐訓練，如程序設計、編譯技術、操作系統、數據庫、計算機體系結構等課程，都有明確具體的實踐內容，考核檢查方式等，很受同學歡迎，反饋的效果良好。2002和2003級本科畢業一次就業率達到99%，在北航各院系中名列前茅。學生就業行業分布質量高，2002級本科生在政府機關或國際大型知名公司工作的共119人，占總人數59.80%。2002級本科生申請出國留學共32人，占總人數15%，居北航之首。

2) 積極與國內外著名的軟件公司交流合作，使學生身在校園也能真切感受和了解軟件產業的市場需求、軟件技術的迅猛發展和無限魅力，縮短學校教學與市場需求的差距。業內知名企業對學院培養質量也有充分信心，僅2006年就有21個公司向軟件學院發來了本科畢業生需求，許多企業都對我院學生質量給予了高度評價。

3) 本科生的國際交流取得良好成效，04年選派3名同學赴加拿大阿爾伯達大學學習交流一年。05、06年向印度Infosys派出實習生23人，為期8個月，邁出了“走出去”的堅實腳步。

4) 積極支持學生參加課外科技實踐，并開設了“科技創新與商業運作”課程，外請了企業界和商業界的知名專家進行講座和點評，讓學生們不僅接觸到專業領域最前沿的信息與技術，還學習與掌握了一些有效的應用解決方案，提高了學生分析問題、研究、開發的能力和陳述、答辯的能力等。學院涌現了一批特長突出、全面發展的優秀學生和一批優秀的學生軟件作品。在北航“馮如杯”課外科技競賽中一等獎作品一直名列前茅。另外，學院代表隊獲得2006年亞洲賽區(北京賽區)ACM程序設計競賽金獎等等。

5結束語

本著學院提出的“瞄準出口，設計入口，市場驅動，品牌運作”指導思想，經過五年多的探索和實踐，我們在本科實踐教學體系的研究和探索方面取得了可喜的成績。然而，如何更好地適應和滿足市場和社會發展對軟件人才的需要，還需要我們付出艱苦地努力，拋磚引玉，讓我們共同求索，為我國軟件工程人才的培養貢獻智慧和力量。

作者簡介

翁敬農，男，博士，副教授，曾任北航軟件學院副院長。

劉云，女，高級工程師，1995年北京航空航天大學計算機系碩士畢業，曾任北京華泰貝通公司IT事業部總經理，北航軟件學院專職教師，本科教學助理。