成果導(dǎo)向的軟件工程專業(yè)迭代式集中實(shí)踐教學(xué)模式探索與實(shí)踐

黃 茹，舒新峰

（西安郵電大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，陜西 西安 710121）

0 引 言

進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，IT行業(yè)對(duì)軟件人才的需求有增無減，并且對(duì)人才質(zhì)量的要求有所提高，各高等院校也針對(duì)這一變化對(duì)相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)做出了調(diào)整。然而從現(xiàn)實(shí)情況來看，畢業(yè)生的質(zhì)量仍然和企業(yè)的要求有一定的差距，具體表現(xiàn)在：畢業(yè)生能力的變化和發(fā)展跟不上IT行業(yè)迅猛的發(fā)展速度；在教學(xué)過程中，由于教學(xué)手段跟不上教育技術(shù)的變化，考核檢驗(yàn)學(xué)生能力的方式單一，不能全面反映學(xué)生的專業(yè)能力和素養(yǎng)；教學(xué)過程中偏重理論性課程，實(shí)踐類課程難以達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果[1]。軟件工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性要求非常高的專業(yè)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)改革集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式，培養(yǎng)有解決實(shí)際問題的能力和工程實(shí)施能力的軟件人才已成為相關(guān)專業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

1 軟件工程專業(yè)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)現(xiàn)狀

將理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題的專業(yè)能力、軟件項(xiàng)目的工程實(shí)施能力以及在開發(fā)過程中展示出的創(chuàng)新能力，直接決定軟件專業(yè)畢業(yè)生的水平和就業(yè)質(zhì)量，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了平臺(tái)來培養(yǎng)這些能力。當(dāng)前的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)通常與具體的課程相關(guān)，例如高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程設(shè)計(jì)、軟件工程課程設(shè)計(jì)等。這種教學(xué)模式存在以下問題：

（1）實(shí)踐任務(wù)單人單題，因此設(shè)計(jì)的軟件規(guī)模較小，能解決的現(xiàn)實(shí)問題較少，需求設(shè)計(jì)存在思維定式，難以創(chuàng)新。

（2）完成設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試的都是同一個(gè)人，因此有可能功能設(shè)計(jì)不合理、不全面，測(cè)試時(shí)難以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中存在的問題。

（3）沒有設(shè)計(jì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，在開發(fā)過程中難以體現(xiàn)出項(xiàng)目管理、軟件階段評(píng)審等工程性內(nèi)容。

從以上問題可以看出，按照這種方式劃分集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，破壞了軟件設(shè)計(jì)開發(fā)行業(yè)工作的系統(tǒng)性；教學(xué)過程中，學(xué)生容易忽視課程之間的聯(lián)系，難以在日后的工作中充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)[2]。

2 成果導(dǎo)向教育模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，大部分教師和學(xué)生將注意力集中在通過學(xué)習(xí)掌握了什么樣的知識(shí)和技能上，考核反映出來的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶能力。因此，在實(shí)踐性非常強(qiáng)的軟件專業(yè)中，學(xué)生普遍存在“理論無法聯(lián)系實(shí)際”“動(dòng)手能力差”等問題。

成果導(dǎo)向教育（OBE，Outcome Based Education）以完成學(xué)習(xí)后學(xué)生能夠做出什么作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，反映了學(xué)習(xí)后學(xué)生將知識(shí)用于解決實(shí)際問題的認(rèn)知能力。

OBE于1981年由美國人Spady提出，由于這一教育模式能夠清晰地反映出教育的實(shí)用性和教學(xué)成果的重要性，經(jīng)過10年左右的發(fā)展，迅速得到了教育界的重視和應(yīng)用。OBE教學(xué)模式要求以完成學(xué)習(xí)后學(xué)生能夠取得的最大學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，所有的教學(xué)活動(dòng)都為了確保這一目標(biāo)能夠順利實(shí)現(xiàn)[3-4]。OBE的實(shí)施框架可以歸納為5個(gè)部分，包括核心目標(biāo)、重要條件、關(guān)鍵前提、實(shí)施原則和實(shí)施要點(diǎn)。核心目標(biāo)和重要條件見圖1。

3個(gè)關(guān)鍵前提是：第一，不要求所有學(xué)生都能在同一時(shí)間內(nèi)，以同樣的途徑取得最大成果；第二，學(xué)生需要足夠的激勵(lì)，促使其滿懷必然成功的信念；第三，因材施教，不論學(xué)生基礎(chǔ)好壞，通過學(xué)習(xí)都可以成功取得目標(biāo)成果。

4個(gè)實(shí)施原則是：第一，教學(xué)的重點(diǎn)在于完成學(xué)習(xí)后學(xué)生取得的最終學(xué)習(xí)成果；第二，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，確保每個(gè)學(xué)生都能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的成果；第三，教育者對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)提高期待，鼓勵(lì)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，愿意面對(duì)挑戰(zhàn)；第四，根據(jù)要取得的成果，教育者可以反推出課程的設(shè)計(jì)。

5個(gè)實(shí)施要點(diǎn)是：確定學(xué)習(xí)成果、構(gòu)建課程體系、確定教學(xué)策略、自我參照評(píng)價(jià)和逐級(jí)達(dá)到頂峰。

3 成果導(dǎo)向的軟件工程專業(yè)集中實(shí)踐教學(xué)改革

結(jié)合OBE教學(xué)模式，學(xué)院軟件工程專業(yè)從2014級(jí)學(xué)生開始，對(duì)以往的集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。實(shí)踐教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生掌握的理論知識(shí)情況，模擬真實(shí)的軟件開發(fā)流程，將集中實(shí)踐環(huán)節(jié)重新組織成一個(gè)延續(xù)性的、迭代式的課程群，包括軟件工程課程設(shè)計(jì)I、軟件工程課程設(shè)計(jì)II和軟件工程課程設(shè)計(jì)III 3門集中實(shí)踐課程。

每一階段的課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)定為：以團(tuán)隊(duì)合作的模式，開發(fā)一個(gè)具有現(xiàn)實(shí)意義的中型信息管理系統(tǒng)。例如，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)影劇院管理及售票系統(tǒng)或航空管理及售票系統(tǒng)。每一階段課程設(shè)計(jì)在上一階段的基礎(chǔ)上迭代增量展開，對(duì)使用的專業(yè)知識(shí)、技術(shù)要求不同，完成的軟件項(xiàng)目使用方式、場(chǎng)合和功能也不同，具體要求見表1。

實(shí)踐環(huán)節(jié)采用團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)的形式，能夠讓學(xué)生適應(yīng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的模式，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、規(guī)范開發(fā)文檔的書寫能力和項(xiàng)目管理能力。

3.1 構(gòu)建迭代式集中實(shí)踐課程群

該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型軟件專門人才，這些人才具有學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)，能夠勝任與軟件設(shè)計(jì)開發(fā)相關(guān)的工作[5]。迭代式集中實(shí)踐課程群通過短時(shí)間、高強(qiáng)度的強(qiáng)化訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生的專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)；幫助學(xué)生融會(huì)貫通多門理論課程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、工程能力，力求將學(xué)生培養(yǎng)成高素質(zhì)、具有實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才。由此可見，課程目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)一致。在此實(shí)施框架中，核心目標(biāo)和重要條件的關(guān)系見圖2。

圖2 迭代式集中實(shí)踐教學(xué)模式的核心目標(biāo)和重要條件

圖3 迭代式集中實(shí)踐課程群的關(guān)鍵前提和實(shí)施原則

3.2 集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的關(guān)鍵前提和實(shí)施原則

在實(shí)踐教學(xué)過程中，指導(dǎo)教師和學(xué)生都要明確集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的目標(biāo)是通過實(shí)踐，融會(huì)貫通理論知識(shí)，培養(yǎng)具有學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)的應(yīng)用型軟件人才。教育者要時(shí)刻遵守圖3列出的關(guān)鍵前提和實(shí)施原則。

3.3 迭代式集中實(shí)踐課程群的實(shí)施要點(diǎn)

3.3.1 確定學(xué)習(xí)成果

通過完成每一階段的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生掌握不同學(xué)習(xí)階段的基礎(chǔ)理論和軟件工程學(xué)科的知識(shí)、技術(shù)、方法與主流的工具；通過實(shí)踐過程培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，同時(shí)鼓勵(lì)創(chuàng)新，逐步成為高素質(zhì)軟件人才。

3.3.2 構(gòu)建新的課程體系

重新安排集中實(shí)踐環(huán)節(jié)與相關(guān)理論課程的順序[6]，確保學(xué)生有足夠的理論知識(shí)完成集中實(shí)踐環(huán)節(jié)。除此之外，為保證學(xué)生融會(huì)貫通理論課程，在實(shí)踐開始前要下發(fā)資料，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)；指導(dǎo)教師要提前介紹后續(xù)課程的基本知識(shí)，并以文獻(xiàn)、微課的形式給學(xué)生提供學(xué)習(xí)資料，保證理論課程和實(shí)踐課程的順利銜接。

3.3.3 確定教學(xué)策略

各階段集中實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)以小組討論、問題解答為主，大規(guī)模講授理論為輔。大規(guī)模講授理論知識(shí)安排在實(shí)踐環(huán)節(jié)的前3個(gè)學(xué)時(shí)，主要講授集中實(shí)踐要完成的任務(wù)、內(nèi)容，實(shí)踐過程中要使用但還未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過的理論知識(shí)。之后的時(shí)間里，指導(dǎo)教師以小組討論、小規(guī)模指導(dǎo)的方式指導(dǎo)項(xiàng)目組制訂工作計(jì)劃、解決學(xué)生遇到的問題，并鼓勵(lì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，成功完成任務(wù)。

3.3.4 建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

各集中實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)束后，通過項(xiàng)目組答辯和項(xiàng)目驗(yàn)收情況評(píng)定成績。以上兩項(xiàng)內(nèi)容以項(xiàng)目組為單位，指導(dǎo)教師和其他項(xiàng)目組組長共同參與。新的集中實(shí)踐教學(xué)開展以來，每次實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)束后，都會(huì)根據(jù)實(shí)踐任務(wù)的完成情況和總體成績分析評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的合理性，完善評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.5 確保學(xué)生達(dá)到目標(biāo)

這一系列集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置，是為了推動(dòng)學(xué)生逐級(jí)達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)頂峰——成為高素質(zhì)應(yīng)用型軟件人才。除此之外，每一階段的實(shí)踐都為下一階段奠定了基礎(chǔ)。兩次實(shí)踐環(huán)節(jié)之間，絕大部分學(xué)生都有能力徹底理解上一階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容，成功完成實(shí)踐任務(wù)，從一定程度上避免了因?qū)W生能力和基礎(chǔ)的差異而無法實(shí)現(xiàn)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的目標(biāo)。

3.4 改革取得的效果

截至目前，這一系列的集中實(shí)踐教學(xué)改革已在學(xué)校軟件專業(yè)實(shí)施了3年，顯著提高了學(xué)生的專業(yè)綜合能力、工程實(shí)踐能力和專業(yè)素質(zhì)，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）提高了對(duì)抽象理論課程的理解。

迭代式集中實(shí)踐課程群，提供給學(xué)生大量與實(shí)際工程項(xiàng)目相似的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，學(xué)生切身感受到了軟件工程、軟件項(xiàng)目管理、軟件質(zhì)量保證等需要工程背景的課程的重要性。結(jié)束集中實(shí)踐后，在其他課程中，絕大部分學(xué)生主動(dòng)將這些工程理論應(yīng)用到軟件開發(fā)過程中。

2）增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。

實(shí)踐環(huán)節(jié)的題目與現(xiàn)實(shí)生活接近，學(xué)生樂于創(chuàng)新。團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)的方式不同于課內(nèi)實(shí)踐小組，實(shí)踐開始時(shí)制定的工作計(jì)劃和任務(wù)的工作量保證了所有人必須參入開發(fā)，協(xié)同合作。

3）適應(yīng)了實(shí)際軟件開發(fā)工作，提前進(jìn)行職業(yè)角色規(guī)劃，有利于更好的就業(yè)。

實(shí)踐過程包括設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、維護(hù)、管理等工作，與實(shí)際的軟件開發(fā)工作相似。學(xué)生通過這一環(huán)節(jié)了解到軟件開發(fā)每一階段的工作內(nèi)容，可以結(jié)合自身的能力和意愿，提前做出職業(yè)角色規(guī)劃，鎖定意向單位和適當(dāng)?shù)穆毼唬瑥亩趯W(xué)習(xí)中做到有的放矢，對(duì)就業(yè)非常有利。

4 結(jié) 語

基于OBE的集中教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革以培養(yǎng)學(xué)生成為具有專業(yè)能力、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神的高素質(zhì)應(yīng)用型軟件人才作為目標(biāo)，分階段迭代式開展集中實(shí)踐教學(xué)，幫助學(xué)生將專業(yè)課程有機(jī)融合，促進(jìn)理論課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系，有計(jì)劃地訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)地進(jìn)行軟件項(xiàng)目開發(fā)，為學(xué)生在軟件行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量就業(yè)提供了保障。從實(shí)施情況來看，基于OBE的集中教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)也存在著一些需要完善的地方，在后續(xù)的實(shí)施過程中，筆者將不斷探索和改進(jìn)教學(xué)技術(shù)和策略，引入大量具有實(shí)際意義的實(shí)踐項(xiàng)目和教學(xué)資源，提高對(duì)實(shí)踐結(jié)果考評(píng)的自動(dòng)化程度，培養(yǎng)出更多符合行業(yè)要求的高質(zhì)量應(yīng)用型軟件人才。

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