軟件工程專業實踐教學改革探索

杜小坤，徐勝舟，涂韜

（1.中南民族大學計算機科學學院，武漢 430074；2.湖北廣播電視大學導學中心，武漢 430074）

軟件工程專業實踐教學改革探索

杜小坤1，徐勝舟1，涂韜2

（1.中南民族大學計算機科學學院，武漢 430074；2.湖北廣播電視大學導學中心，武漢 430074）

軟件工程是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科，具有較強的實踐性。傳統的實踐教學方式由于缺乏系統性安排，存在學生綜合實踐能力較弱，無法獨立完成大型實踐任務的缺點。通過分析軟件工程專業的特點及傳統教學方式存在的顯著問題，提出一種新的綜合實踐教學方案，取得一定的效果。

中南民族大學“本科教學工程”（No.JYX14024）

1 傳統實踐教學方法存在的問題

目前各大高校軟件工程專業培養方案雖然具體有所區別，但其核心課程體系一般都包含如下方面的教學內容：面向對象思想、2門或2門以上高級編程語言及相應的開發環境、軟件工程思想和軟件開發課程實習[1]。其中的實踐課程主要包含每門課程的課內實踐以及綜合課外實踐兩部分，課內實踐教學與對應的理論課程同步進行，課外實踐課程會在寒暑假期間集中進行，這種實踐教學方式存在一定的弊端。

（1）傳統的課內實踐教學采用大班制教學，教師無法顧及到每個學生的實際情況，所以效果并不理想，雖然后期添加了采用小班教學制的綜合課外實踐，但由于在前期的課內實踐中大部分學生未打下良好的綜合編程基礎，所以后期的小班教學對部分基礎較好的學生有較大提高，但對基礎較弱的學生并未產生實質性的幫助，這與軟件工程專業對實踐能力的普遍高要求相沖突。

（2）課內實踐教學安排缺乏系統性。一方面，在大多數的課內實踐教學中，教師通過教學大綱和教學內容編寫實驗指導書讓學生上機編寫小程序，從而對一些知識點加以驗證、理解和吸收，但這些知識點是相對獨立，缺乏關聯的，不利于學生實踐能力的培養，也不能激發學生的學習積極性、自主性和創造性。另一方面，后期的課外大型實踐課程中，學生不僅要綜合運用一門課程的知識，甚至是多門課程的知識結合使用，這讓缺少綜合性訓練的學生普遍感到很吃力。

（3）實踐能力的考核目標是多方面的，而目前很多的實踐成績僅僅根據學生的編程能力，甚至程序閱讀能力給出評分，這是不夠全面的。

2 解決方案

針對軟件工程專業實踐教學中的問題并結合軟件工程專業實踐教學的特點[2]，我們提出一種新的實踐教學思路。該思路對軟件工程專業的多門核心課程進行了重新規劃，具體方案如圖1所示。

學生在一、二年級階段通過C語言、面向對象編程、數據結構等專業課程的訓練打下良好的編程基礎后，三年級從實際開發的角度入手，為鍛煉其大型軟件開發的實際經驗，安排相應課程。在第5個學期后半段安排Java程序設計（32+16）、數據庫系統概論（48+16）課程并在該學期結束后安排為期約一周的信息系統設計綜合課外實踐；第6學期前半段安排J2EE編程技術（32+16）、軟件工程（40+16），并在這兩門課程結束后的第6學期后半段安排綜合軟件開發實習及相應的軟件測試課程。與傳統方案相比，該方案有如下改進：

圖1 軟件工程專業實踐課程

（1）統籌規劃實踐教學內容

①提前引入項目教學法。項目教學法通過實際的工程項目鍛煉學生的實踐動手能力，是目前較為熱門的實踐教學方法[3]。但在傳統的教學方式中應用項目教學法存在實踐學時不足以支撐、涉及知識面過廣等問題難以有效實施，一般僅在高年級的部分專業課程中采用。本方案中的涉及的多門課程幾乎包含了大型

大型信息系統建設的所有技術內容，具有實踐學時長、內容廣泛的特點，因此本方案中的所有課程均采用項目教學法進行實踐教學。

②實踐分級分組。一方面，不同學生的學習能力、實踐能力存在較大差別，若對所有學生采用同樣的標準，則很難選定一個難度適當的實踐內容，若內容過于簡單，則部分動手能力較強的學生難以通過實踐課堂得到鍛煉和提高；若內容過于復雜，則部分動手能力較差的學生就會產生畏難情緒，進而放棄整個實驗。另一方面，一個大型實驗的所涉及的各個環節相互關聯，若學生在某一環節出現問題，則后續環節無法進行，將嚴重影響實踐課程的進度。本方案中對實踐課采用分級分組的方式進行，每次實驗設定難、易兩個等級，學生根據自己的基礎和興趣選擇后教師根據上次實踐課成績及表現適當調整，每個學生都能通過實踐課程得到鍛煉。分組則由教師綜合考慮前期自由小實驗中各學生的表現進行組合，每組3-5人。

④課程混合、多個課程統一安排實踐內容，提高學生的綜合應用能力。大型信息系統的開發過程幾乎包含了本方案中涉及的所有課程的內容，一般在這些課程結束后會安排為期約2周信息系統開發綜合實踐課程，讓學生靈活運用課程知識完成開發，但效果普遍不好。主要原因在于：上述課程分散在不同學期分別學習，時間跨度大；學生未進行過相關綜合訓練，難以在短時間內快速適應。本方案中的課內實踐會在后期安排簡單的多學科綜合實踐訓練，例如在第5學期結束時安排Java+數據庫綜合實踐，并在其后進行為期約1周的課外綜合實踐強化學生的綜合運用能力，這樣第6學期后半段的軟件開發綜合實踐中多數學生表現較好。

⑤新的實踐考核方式。成績考核是實踐教學的重要環節，他不同于傳統的考核方法，更側重于對學生的實踐動手能力、綜合運用能力、文檔寫作能力、團隊協作及創新能力的考核。本方案中通過如下表1格對實踐成績進行綜合考核。

表1 綜合實踐能力考核表

（2）優化教師團隊

雙師培養一直是高校師資培養的難點[4]，目前絕大多數高校教師都從應屆博士中直接招聘，普遍缺乏工程實踐經驗，而繁重的教學科研任務使得雙師培訓實施難度較大。本方案中積極聘請企業工程師參與實踐內容的制定、實踐教學的指導工作。其中課內實踐的綜合實踐內容與企業外聘教師共同制定，實踐內容更貼近實際的生產環境；課外實踐部分外聘教師與相關理論課教師共同進行指導 （其中第6學期后半段的軟件開發實習以企業實際項目為實踐內容，企業外聘教師全面負責），外聘教師與理論課教師在指導過程中相互提高。

（3）制度安排向實踐課程傾斜

目前計算機教學中普遍存在的“重知識傳遞，輕能力培養”問題的一個關鍵原因在于教學評價體系都偏向于考核理論課程內容，課內實踐課程大多依附于相應的理論課程，對其考核指標也多流于形式；而課外實踐課程設置相對較少。針對上述問題，本方案增設了相應的課外實踐課程，同時課內實踐增加了多門課的綜合實踐內容進行強化并適當增加了學時和實踐評分占比。通過多種渠道讓教師和學生重視實踐課程教學。

與傳統方案相比，上述方案具有如下優點：

（1）強化理解。傳統教學方式中這些課程獨立進行，因而學生的實踐內容也局限在一個較小的范圍，這就導致相關內容的內在聯系和意義很難被學生充分的體會和理解，進而導致失去學習興趣。我們通過分析發現，上述課程的主要內容可融合到一個大型信息系統的創建中，幾乎涵蓋了大型信息系統建設的所有技術內容，因此以實際生活中常見的系統為例進行實踐能夠強化理解、提高興趣。

（2）提高學習效率。目前的計算機課程普遍存在“重知識傳遞，輕能力培養”的問題，實踐學時一般安排在理論課開始后4-6周左右的時間，并且不同的教師指定的實踐環境不同。首先，理論課堂的知識點無法立即在實踐課堂進行練習，學習過程會產生相對中斷，導致效率低下；其次，不同的課程中教師指定的實踐環境不同，對于初學者來說，熟悉實踐環境需要浪費較多的時間，對相關知識點也是淺嘗輒止，不能夠牢固掌握。本方案對課程的實踐學時、內容和環境進行了統一安排，實踐學時從開課第一周即開始，有效解決了理論、實踐不同步的問題，多門課程選定統一的開發環境，減少熟悉環境的時間；同時暑期的實踐課程保證了不間斷的強化練習，有助于實踐能力的提高。

3 結語

效果是檢測一項改革成功與否最為核心的一項指標。本改革方案在本校軟件工程專業的一個教學班實施后，我們通過校內的督導信息反饋、學生信息反饋、專題調查、成績監測和學科競賽等多個渠道對該方案的實施過程進行了實時監測。監測結果顯示：該方案培養的學生雖然在理論課考試方面沒有明顯進步，但實際動手能力有了全方位的提高。我們將該班級與一個普通平行班級在理論課考試成績、課內實踐成績、課外實踐成績、競賽獲獎率等指標進行對比。對比結果入下表2所示：

表2 班級各指標對比

通過表2的數據可知，改革方案實施后學生的動手實踐能力顯著提高。不僅上述可量化指標，教學督導和外聘雙師對實施改革方案班級的學生的實踐能力也給予了高度肯定。

[1]陳志剛,劉莉平,沈海瀾.軟件工程人才“一點兩翼”實踐教學體系的研究[J].高等工程教育研究,2013(5):173-176.

[2]徐玲,高旻,文俊浩,等.軟件工程專業實踐教學質量保障體系探索[J].實驗室研究與探索,2015,34(8):205-208.

[3]曾明星,周清平,王曉波,等.軟件工程專業“項目化”教學實施體系的構建[J].實驗室研究與探索,2013,32(5):158-163.

[4]楊姸旻.多維視域下“雙師型”教師隊伍建設路徑研究[D].湖北工業大學,2014.

The Practical Teaching Experiment for the Software Engineering Specialty

DU Xiao-kun1，XU Sheng-zhou1，TU Tao2
（1.South-Central University for Nationalities,School of Computer Science.Wuhan 430074；2.HubeiRadio&TV University,Learners-Guiding Center.Wuhan 430074）

Software engineering is the study of engineeringmethod to build and maintain effective,practical and high quality software subject,with strong practicality.In traditionalmethod of practical teaching,the experiments are arranged relatively independent,so the students are lack of the integrated practical ability.This leads to the drawback that the students don’t handle the experiment with general software task.According to the characteristics of software engineering specialty and thematter of traditional practical teachingmethod,proposes a new method for integrated practical teaching tomake up the drawback.

杜小坤（1980-），男，湖北鐘祥人，博士，研究方向為數據集成、深度學習

2017-02-22

2017-04-30

1007-1423（2017）13-0020-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.005

綜合實踐教學；軟件工程；項目教學法

Integrated Practice Teaching;Software Engineering;Project Teaching Method