面向卓越軟件工程人才培養的實踐教學體系研究

摘要：針對軟件工程人才培養實踐教學體系存在的問題以及卓越軟件工程人才培養的改革需要，分析軟件工程人才培養實踐教學體系和教學模式的構建，提出具有多層次結構的軟件工程人才培養實踐教學體系和教學模式，闡述如何創造性地將實例示范、三位一體、團隊研究、多層次等實踐教學模式應用于軟件工程專業本科人才培養。

關鍵詞：卓越計劃；軟件工程專業；實踐教學體系；多層次；實踐教學模式

0.引言

實踐教學是對理論知識進行應用和鞏固，加強學生感性認識并培養學生實踐、創新和綜合素質的基本途徑。此外，實踐教學也進一步推動理論教學的發展，它和理論教學之間既相對獨立又存在相輔相成的關系，共同構成人才知識、能力和素質培養的完整體系。軟件工程專業是應用計算機科學理論和技術以及工程管理的原則和方法，按預算和進度，實現滿足用戶要求的軟件產品的定義、開發、發布和維護的工程或以之為研究對象的學科，是工程實踐性非常強的工科專業。然而，一般高校在該專業教育上更關注課堂教學效果而忽略專業實踐能力的培養，因而畢業生的工程能力弱，崗位適應能力差，導致軟件人才的培養同軟件產業的發展和企業的人才需求產生了較大的錯位，一方面，相當數量的畢業生找不到層次較高的就業崗位；另一方面，軟件企業常常招不到符合企業需求的高質量員工。之所以出現這樣的矛盾，根本原因在于學校的人才培養模式不能很好地適應市場的需要。這樣的矛盾也造成了我國軟件人才體系結構的不合理，導致軟件產業的落后。

“卓越計劃”出臺以前，很多本科院校都在進行人才培養模式改革的探索和研究。通過實踐環節讓學生參與實際案例來鞏固專業理論知識，并結合理論和實踐以工程化的方式實現軟件開發。然而，相關案例的研究和分析表明，目前軟件工程專業實施實踐教學環節還存在一些問題，因此，有必要對軟件工程人才培養實踐教學體系進行合理設計，使軟件工程人才培養和專業建設符合計算機科學最新發展的特點，滿足經濟發展和科學建設對軟件工程人才的迫切需求。

1.構建軟件工程專業實踐教學體系

傳統計算機科學專業注重學生基本理論知識和動手能力的培養，積累了豐富的經驗并且取得了較好的效果。對于軟件工程專業來說，培養學生的工程能力和職業素養也十分重要。如何構建軟件工程專業層次化、工程化、平臺化和標準化的實踐教學體系，形成融合基礎理論、課程實踐、工程實踐和項目實訓為一體的標準化培養機制，使學生得到全面均衡的發展，適應現代軟件產業的需求，成為一項重要任務。經過幾年的探索，遼寧工程技術大學軟件學院軟件工程專業制定了以課程實踐為基礎，課程設計為重點，項目實訓為必備，企業定制培訓為創新，畢業設計為終審的實踐教學體系，如圖l所示。

1.1課程實踐體系

課程實踐體系包括學科基礎課、專業基礎課和專業核心課3個部分的實踐內容。學科基礎課包括離散數學、軟件設計基礎、數據結構和數據庫原理；專業基礎課包括個體軟件過程、軟件設計方法、面向對象程序設計和計算機網絡；專業核心課包括軟件工程、操作系統原理、軟件項目管理、Oracle數據庫等。課程實踐體系中的實踐內容包括課程綜合訓練項目、鏈式教學、應用實例分析設計等環節，通過實踐內容加深學生對課堂理論知識的掌握程度，提高實踐和創新能力。

1.2課程設計體系

課程設計的難度介于課程實踐和畢業設計之間，在整個軟件工程專業的實踐教學中，具有承上啟下的關鍵作用。課程設計不但能夠彌補課程實踐學時的不足，還可以使學生在完成各門課程學習的基礎上進一步鞏固和加深對課程知識的理解和掌握，同時也為畢業設計奠定基礎。課程設計體系包括數據庫原理、數據結構、Java高級開發技術、軟件工程、.NET技術、面向對象程序設計等課程。

1.3實訓體系

軟件工程實訓體系是軟件工程專業實踐教學的一個重要組成部分，包括3個層次，分別是認識實習體系、生產實習體系和大型軟件項目實訓體系。第1層次是一年級學生認識實習以達到點亮職業生涯的目的，通過了解行業和企業的概況明確軟件工程專業人才培養的定位和職業素質要求；第2層次是二年級學生開展生產實習，學生進入軟件公司了解軟件項目開發流程，掌握軟件開發技術；第3層次是三年級學生參加為期10周的大型軟件項目實訓，進行綜合項目實習類實踐，讓學生達到軟件開發領域的“基礎層”水平。

1.4企業定制培訓體系

不同的軟件企業在軟件行業的產品定位和技術方向都不盡相同，因此，學院走工程實踐基地與就業基地一體化建設的路子，依據企業需求及軟件產業特點，進行定制培養。企業定制培訓體系包含7個不同方向，分別為Java軟件開發工程師、c#軟件開發工程師、嵌入式c軟件開發工程師、c++軟件開發工程師、移動平臺軟件開發工程師、物聯網工程師和軟件測試工程師。學院選擇與人才需求缺口大的國內著名軟件企業合作，確立每年軟件學院學生入職這些企業的人數不少于20人的目標。依據學生就業意愿及軟件企業人才需求情況，劃分企業定制培養班，擬選擇2～3個企業的定制培養為試點。學生在定制培養過程中以“準員工”身份參加項目開發與實施，用感知和體驗的方法，增強職業意識和職業能力，不再把獲得相關課程的及格分數作為學習目標。

1.5畢業設計體系

畢業設計是實現軟件工程專業教學的最后一個環節，是實現卓越人才培養目標中一個重要的綜合性實踐環節，也是對學生大學四年學習成果的綜合性總結和學生走向軟件行業工作崗位之前的一次實戰演練。通過畢業設計實踐環節可以很好地檢驗學生專業知識的掌握程度、分析和解決實際問題的綜合能力以及科學研究的基本能力。畢業設計體系主要包括畢業實習和畢業設計兩個環節，畢業實習要求四年級學生參與企業級應用類實踐，全面提高學生的職業競爭力，提升學生就業質量，達到軟件開發領域的“工作層”水平。畢業設計要求學生按照軟件工程開發周期和流程，獨立完成軟件系統的開發和畢業論文的撰寫，學校采用畢業答辯的方式考核學生的綜合能力，以增強和檢驗學生的實踐能力和職業素養。

2.構建軟件工程專業實踐教學模式

當前實踐教學已經無法適應教學改革的不斷深入以及社會對人才要求的逐漸提高，實踐教學作為制約教學質量的瓶頸受到多種因素的影響，其中一個重要因素就是缺乏適當的實踐教學模式引導。實踐教學模式單一，學生主體作用被忽視，所有實踐內容都是按照教材按部就班，很多情況下學生的動手操作都被觀看的方式所代替，沒有或者很少有學生獨立設計的實踐機會，使學生在整個實踐過程中都是處于一種被動的狀態，主動性和積極性缺乏。因此，實踐教學環節需要一個全面、科學且易操作的方式，我們通過長期實踐教學經驗的積累，提出建立以實例示范模式、三位一體模式和多層次模式為核心，以增量迭代模式、團隊研究模式和“5+2+2”學期模式為輔助的軟件工程專業實踐教學模式，如圖2所示。

2.1實例示范模式

實例作為課程實踐內容設計的示范，能夠培養學生分析和設計的能力。在實例示范實踐教學模式中，需要針對課程每個知識單元的重要知識點，選擇具有代表性和綜合性的項目應用成果，設計難度適中的實例作為實踐項目，以知識點帶知識面，使學生通過項目實例的實踐提高分析問題和解決問題的能力。在實踐內容的設計過程中，需要注意從實例引導人手，將抽象的概念、原理以及技術方法融合到形象的項目實例中，加強學生的理解和記憶。

2.2三位一體模式

卓越軟件工程人才培養改革中需要處理好實驗、實習和實訓三者之間的關系，將它們有機結合起來，統籌好各個環節，做到實習內容詳實、實驗案例有效、實訓項目典型，并且以實驗室和實訓基地為依托，開展各個實訓項目的設計和實現。

2.3多層次模式

學生能力的提高需要通過分階段的軟件工程實踐教學環節完成，以每個層次的課程作為基礎，采用循序漸進的方式建立多層次的能力訓練模式，不同階段、學期和年級的學生根據所學課程的具體情況開展不同層次的實訓，每一層次能力提升的基礎是前一個層次獲得的能力，實踐內容也需要從淺到深、從簡單到復雜完成，按照基礎層、綜合層和創新層不斷推進。基礎層著重加強學生對案例的研究能力和程序簡單操作技術的實踐，綜合層著重加強學生工程應用和程序開發能力，創新層著重加強學生項目綜合研究和技術能力的實踐。

2.4增量迭代模式

增量迭代模式包括改革數據結構、面向對象程序設計、.NET框架程序設計、Java高級程序開發等編程類課程的實踐環節，針對學生能力的差異設計不同等級的實踐內容，對于能力較強的學生增加實踐環節的難度，滿足增量需要。

2.5團隊研究模式

在卓越軟件工程人才培養課程實踐教學體系中實行以團隊研究為導向的模式，在課程的綜合訓練項目、課程設計等環節將學生劃分為多個小組，每個小組完成不同的實踐內容。以團隊為導向的培養模式有利于學生之間的合作交流，達到取長補短、共同進步的目的。

2.6“5+2+2”學期模式

與國內著名軟件企業進行專業共建，利用著名軟件企業的項目優勢、技術優勢和管理優勢，依據企業需求及軟件產業特點，開設企業定制培養班，實施“5+2+2”學期聯合培養模式，如圖3所示。

3.軟件工程專業實踐教學改革效果

遼寧工程技術大學軟件學院自2011年下半年全面實施面向卓越軟件工程人才培養的實踐教學體系，共涉及學生近500名，總體實施效果反映較好，學生的綜合能力明顯提高。以2011級軟件工程專業畢業生為例，學生一致反映改革后的實踐教學體系確實在一定程度上提高了學生的工程實踐能力和創新能力。后續的跟蹤調查表明，學生進入軟件企業參加工作后，普遍能較快融入企業項目中，一部分學生甚至在不到一年的時間內就成為企業的業務骨干。企業方面的反饋也表明，面向卓越軟件工程人才培養的實踐教學體系適合軟件企業的需求，培養的學生在專業技能、人際交流、團隊協作、項目規劃等方面具有較強的能力，更加適合在現代軟件企業中發展。

4.結語

實踐教學體系的正確構建和實施應用對培養卓越軟件工程人才具有十分重要的作用。本文構建的面向卓越軟件工程人才培養的實踐教學體系，從教學體系、教學模式、改革效果等方面探討了該體系的主要內容和應用成果。隨著市場需求的不斷變化，在后續的教學活動和實踐環節中，研究將圍繞實踐教學質量控制、考核方法等方面進行一系列思考和探索，不斷創新人才培養模式，構建符合“卓越計劃”的實踐教學體系。