借鑒國外模式探索軟件工程專業人才培養途徑

楊春亭 柳 楊

摘要:本文介紹了浙江科技學院信息學院在多年的中外合作辦學過程中,通過借鑒國外優質教育資源和先進教育理念,以能力為導向,提出了“優化基礎,強化能力”的培養計劃和課程教學改革目標,并對軟件工程人才培養方案及專業課程體系進行了改革,實踐證明這些改革措施都是行之有效的。

關鍵詞:軟件工程;國外模式;能力導向;人才培養

中圖分類號:G642文獻標識碼:B

1引言

截至2008年底,中國軟件產業規模達到7000億元,并繼續保持20%以上的增長勢頭。當一個產業面對蓬勃發展的市場的環境的時候,如果沒有足夠人才資源,就不會有產業的繁榮。盡管我國有世界上最大的教育資源,但困擾中國軟件自主創新的主要就是人才瓶頸的問題。由于人才總量缺乏,中國軟件行業從業人員流動性極大,中小企業新招來的員工工作一年后,就可能會被一些大公司挖走,這也成為中小企業難以做大的重要原因之一。目前許多軟件企業的投資要圍繞著人才來建立,因為獲得足夠的合格的人才已經變成了一個困難的事情。與此形成鮮明對比的是,每年都有大量的畢業生難以找到合適的工作,因為多數企業都要求新招聘的員工要有兩年以上的工作經驗。這說明我們培養的畢業生與企業的要求還有較大的差距。此外,經濟全球化也對人才培養標準提出了國際化的新要求。跨國公司進入我國需要大量具備國際化特點的本土人才,我國的企業走出國門同樣也需要很多國際化的人才,國內人才市場已經成為國際人才市場的一部分。因此人才培養必須符合國際化的標準。

我國也有許多產業界和教育界人士從不同的角度、不同的層次對工程教育進行了廣泛深入的研究和探索,他們從工程人才的培養目標、課程改革,綜合素質,綜合實踐能力,創新能力和團隊精神等等方面進行了研究和探索。這些研究表明,現代工程呈現出科學性、社會性、實踐性、創新性、復雜性等特征,這就要求當前高等工程教育培養的工程師不僅要有扎實的專業知識和技能,而且要有高尚的道德品質,要有一定的政治、經濟、法律、人文、環境、管理等知識,以及與之相應的素養與技能。

本文結合浙江科技學院在軟件工程專業培養計劃和課程教學層面的改革探索對此進入研究。

2浙江科技學院中外合作項目介紹

浙江科技學院是教育部確定的中德合作培養高等應用型人才的試點院校。1990年,中德兩國政府正式換文,開始兩國政府級合作建設我校的項目。參照德國應用科學大學的教學模式,進行了一系列的教學改革,引進兩個實踐學期,與企業建立密切的合作關系,形成并逐步完善了高等應用型本科人才的培養模式;引入了注重創新實踐能力培養的“項目教學”方式;開展模塊式教學, 為開設共同的國際化專業奠定基礎。引進實踐型教學模式,以此促進應用型、適應地方需求的高等教育體制的建立。

2003年12月,浙江科技學院與澳大利亞南昆士蘭大學(University of Southern Queensland)合作舉辦計算機科學與技術專業本科教育合作項目獲得國務院學位辦批準。5年來,我校與南昆士蘭大學就人才培養、教學改革等方面進行了廣泛而卓有成效的合作,取得了顯著的辦學成效。

3能力導向的軟件工程人才培養方案

近年來,作為主要的二級學院信息學院認真研究總結了與德國FH和澳大利亞合作辦學的經驗,認識到如今的工程師除了要牢牢掌握專業相關的知識和能力外,還必須具備終身學習的能力、良好的交流能力、團隊合作能力,必須具備對本專業、本行業乃至社會、歷史、文化、環境等方面的系統性的理解能力,然而在我們傳統的專業培養理念中,并沒有明確地、完整地涵蓋這些能力的培養。因此,在我們探索新的培養理念、培養模式時,要把學生的知識結構、專業能力同他們的終身學習能力、交流合作能力、大工程觀念一同考慮,讓他們有機地體現在整個培養計劃中。因此我們以能力為導向,提出了“優化基礎,強化能力”的培養計劃和課程教學的改革目標,并全面修訂的培養計劃和課程大綱。由于不同的專業內涵不同,因此針對不同的專業應有不同的描述。針對軟件工程專業方向,學院首先對學生需要培養的能力進行了研究,提出了下列要求(如表1所示):

以上的一些能力,在我們教學體系中常常被忽視,比如良好的職業道德和責任感,而這往往是至關重要的,因為當用戶把系統交給軟件工程師后,就相當于把職業生命的一部分交出來了。除了用戶的工作可能嚴重依賴于軟件系統外,用戶許多重要的商業秘密和保密信息也依賴于系統。又比如人文素質,由于軟件系統往往會涉及到文化、道德、宗教等方面沖突,因此軟件工程師必須了解并理解用戶這方面的要求。另外,交流溝通能力在工作中也常常起著重要的作用,因為軟件工程師需要不斷地與各類用戶、管理人員、技術人員等進行交流,了解他們的需求,向他們陳述項目的情況。對軟件工程師而言,終身學習能力顯得尤其重要,因為軟件產業相關的原理、技術、方法和工具等更新速度非常快。

在研究分析軟件工程師所需能力的基礎上,以能力培養為導向,參考澳大利亞辦學模式,對人才方案進行了改革。從軟件工程的系統性、整合性出發,優化基礎課程、發展人文課程和跨學科相關課程。如增加《論語》等中國傳統文化的課程,增加了“信息科學技術導論”等具有導引性的基礎課程。為了使學生能獲得更適合個人背景和興趣的知識,在培養計劃中不斷引入多種選擇,開設了多門選修課,選修課程的比例從15%提高到了30%,拓寬了專業課的知識面,而且盡可能拓寬課程基礎內容, 以使學生形成靈活的思想和寬廣的知識背景。

4能力導向的軟件工程專業課程教學改革

4.1按課程群分組制定大綱,進行模塊化教學

在教學大綱的編寫方面,結合學科發展和學科自身的內在規律,改變以往各課程獨立制定大綱的方式,代之以按課程群分組制定大綱,從而使得教學內容的總體布局、課程之間的銜接科學合理,同時避免出現知識盲點和教學內容的重復現象。課程教學分為課堂教學、輔導課和實踐課三個模塊進行,強調理論與實踐相結合,模塊之間銜接緊密。課堂教學模塊主要介紹一個教學單元的主要內容以及重點、難點的講解,類似我們的課堂教學;輔導課模塊主要是針對上一次課堂教學的教學內容組織學生進行分組討論,以基于問題的交互式方式為主,調動學生主動思考、積極參與;實踐課模塊就是實驗課,根據實驗任務書進行安排。

4.2大量采用案例教學法,并讓學生以角色扮演的方式參與到實際案例中

參考澳大利亞南昆士蘭大學的方式設置的,主要是以課程內案例分析設計為手段,每門核心課程每個知識點均有相關案例用于講解分析,同時有二次案例設計大作業。強調知識的實際應用,啟發學生積極思考,提高學生的課堂參與度和學習主動性。比如“系統分析與設計”課程圍繞著軟件開發生命周期(SDLC)的主線,把11章內容分為系統規劃、系統需求分析、系統設計、系統實現和系統維護5大塊,通過一個實際案例(美國某大學的Mountain Library System)貫穿始終,相應知識點配有其他案例作補充,圍繞著課程主線,把知識點逐步滲透,實際的案例討論和應用將理論與實際完全結合起來,既有邏輯性,也有趣味性。

“市場導論”課程讓學生作為市場調查員來分析相應的調查內容,最終完成調查報告;“信息安全原理”要求學生以企業安全顧問的角色對企業的運行過程及網絡架構進行診斷,找出問題并提出解決方案和整改措施,并模擬真實場景進行全英語答辯;“高級系統分析與設計”課程讓學生站在系統分析員和設計員的角度對實際項目案例進行分析和設計,在分析的過程中學習相應的理論知識,最終完成分析報告和設計報告。

4.3將教學與職業技能考試、各類競賽相結合

借鑒澳方課程教學與職業技能考試相結合的經驗“系統規劃與管理”課程完全是按照國際信息技術服務ISO/IEC20000的標準開設的,要求學生通過這門課程的學習取得ITIL Foundations Certification證書。將“軟件質量保證與測試”和“軟件項目管理與案例分析”課程列入教學計劃,要求學生在學完這兩門課程后,取得“軟件測試工程師”和“項目管理師”的職業證書。

為提高優秀學生科技創新能力設置了各類專業大賽、技術創業計劃等,鼓勵優秀的學生參與探索創新或創辦公司。培養學生解決實際問題的能力、合作溝通能力,也加深了學生對專業的了解,提高了專業興趣和學習動力。

4.4構建從基礎到應用一體化的課程知識體系

引進的澳方課程“網絡與分布式系統”涵蓋了國內的“計算機網絡”、“計算機網絡組網技術”和“計算機網絡配置和管理”等多門課程,從偏重于基礎理論的計算機網絡知識的介紹,再擴展到比較實用的組網技術和網絡配置、管理能力的培養,一應俱全,一脈相承。將理論和實踐直接結合,學生實踐應用能力的培養得到了保證。根據這種知識體系的構建模式,在軟件工程專業培養方案上,優化、裁減了專業基礎課程,淘汰或合并了6 門過分強調底層基礎理論的專業基礎課,加入了更多的實用新型技術的課程,突出應用能力的培養。

4.5加強以能力導向的實踐教學

強調實踐性教育以培養學生的實踐能力、團隊合作能力和科研創新能力。大幅度提高實踐實驗實踐教學的比例,占總學時的比例從15%提高到了35%。實驗實踐教學主要有三個層面。

(1) 為了強化本專業的主要核心知識、能力和素質而設立的實際工作項目。

實踐教學環節主要參考德國FH的方式設置的,主要有三個環節,①是在第二學年設置了兩周的到企業單位進行的認知實習,以介紹本專業核心內容及調動學生興趣為目的;②是在第四學年上半年設置的12周的企業實習,以實際參加企業的工作,目的是大幅度地提升學生協同工作能力、工程—社會系統適應能力,應用專業知識解決實際問題的能力;③是第四學年下半年設置的畢業設計,以綜合應用專業知識和能力,以工程的思維獨立地完成系統設計開發為目的。

(2) 為加強一組相關核心課程知識與能力綜合要求而設置的項目。

以項目為載體,將學生的基礎知識學習和綜合能力訓練、扎實的課程學習和廣泛的探索興趣結合起來,將知識學習和能力培養、團隊合作精神、工程思維以及系統分析設計能力等有機地結合起來。培養計劃從大一到大四各個學年中,分別設置了程序項目設計,數據庫應用系統設計,集成程序開發設計,軟件工程綜合項目設計等教學環節,每個環節均單獨設置單獨考核。學生的學習也從個人工作,演變成小組工作,團隊工作,教學方式也從應用訓練,演變為項目設計,綜合項目開發等。

4.6能力導向的教學評估系統改革

通過中澳合作辦學項目,引進了南昆士蘭大學的課程評價體系——形成性考核。

形成性考核是指對學生學習過程的測評和對學生課程學習的階段性考核,是教學過程管理的重要環節,其目的是要加強對學習過程的指導和管理,及時反饋學習信息,指導教學,提高學生的綜合素質和能力。

課程形成性考核一般包括記分作業考核、專門設計的課程大作業、實驗以及對學生課程學習過程的考核監控等。每門課程教學內容考核的具體要求在該課程教學大綱中應作出明確規定。

(1) 記分作業考核根據學生完成記分作業的質量,評定形成性考核成績。一門課程的記分作業一般應為3～5次。

(2) 專門設計的大作業考核是指根據課程需要為形成性考核而專門設計的綜合性作業。根據學生完成作業的質量,評定形成性考核成績。專門設計的大作業側重于對學生應用、分析、綜合、實踐能力的測試,由任課老師自行擬定。一門課程的大作業一般為2～3次。

(3) 學生課程學習過程的考核監控是指對學生平時整個課程學習過程真實情況的考核。主要包括對學生的課堂筆記、課堂討論等學習過程情況的量化記錄檢查進行的考核。

(4) 將期末考試,形成性考核和平時成績進行有機的結合,有效的監控教學過程,改善教學時空分離的狀況,改革教學過程管理,達到提高教學質量的最終目的。

形成性考核體系有利于科學地考核學生的課程知識掌握程度和實際運用能力,實現由應試教育向能力培養轉變。

5結束語

在整個探索過程中,我們始終堅持以下指導思想:(1)先進性:結合浙江省經濟社會發展對人才的需求和我校的辦學實際,注重引進國外優質教育資源和先進教育理念,體現中外合作辦學的先進性。(2)主體性:始終堅持“以我為主,為我所用”辦學指導思想,通過中外合作辦學深化教學改革,提高教學質量,探索軟件工程人才培養新途徑。

通過借鑒國外優質教育資源和先進教育理念,深化教學改革,提高教學質量。軟件工程方向的這些主要改革內容從2004級70名同學開始實施,與實施前相比,學生的知識掌握程度,知識運用能力,交流溝通能力、管理能力及職業素養都得到了大幅度地提高。

我們將在接下來的工作中,繼續積極研究、探索,為我國軟件工程人才培養的改革作出貢獻。

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