基于能力培養的軟件工程專業實踐教學改革的探索和研究

楊微　肖佳　朱曉風

摘要：實踐教學在軟件工程專業人才培養中具有重要地位，是培養具有合作競爭意識、探究精神、創新思維和實踐能力的創新型高素質軟件人才的重要環節。論文分析并總結了時代背景下軟件工程專業實踐教學尤其是實驗教學的現狀，結合行業企業對軟件人才培養質量的要求，從頂層軟件工程專業人才的培養計劃制定、實驗教學環節的教學內容和教學方法、實踐教學體系師資培養等多個層面對軟件工程專業實踐教學改革進行了研究。

關鍵詞：軟件工程專業;能力培養;實踐教學

中圖分類號：G420 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0136-02

軟件工程專業是計算機科學學科之一，是我國理工類高校設置的重點專業，是一門實踐性很強的專業，承擔著為軟件產業培養專業人才的重任，對我國的經濟建設和社會發展具有重要的影響[1]。近年來隨著以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展，行業企業對軟件人才提出了更高的要求，要求高校在軟件工程專業人才培養過程中要注重程序設計與開發能力、軟件工程管理及分析能力、軟件測試能力、文檔寫作能力、產品分析與建模能力、數據及網絡管理能力、學習探究能力、創新創業能力等能力的培養[2]，總結來講重點強調專業動手實踐能力、合作競爭意識、探究精神、創新思維能力。以上能力的培養重點依靠軟件工程專業實踐教學環節。因此改革軟件工程專業實踐教學環節，順應時代新背景對軟件工程專業人才培養質量的要求，注重人才培養與區域經濟和社會發展結合，強調軟件工程專業學生的實踐能力、創新創業能力的培養，培養富有創新精神和實踐能力的復合型高素質工程科技人才具有重要意義。

近年來諸多高校結合各自辦學定位、特色和該專業自身特點，先后對軟件工程專業實驗教學改革進行了系列有力的探索。例如：彭慧等強調軟件工程專業對軟件人才培養的重要性，分析了目前軟件工程專業實踐教學的現狀，提出軟件構建軟件工程專業實踐教學體系[1];楊小勁等提出基于工程教育的軟件工程專業實踐教學模式構建的研究，旨在培養學生工程能力和創新創業能力[3];付曉琳等提出成果導向（OBE）下軟件工程專業實驗課程教學改革研究，介紹了OBE及其實施流程，給出基于OBE的軟件工程專業實驗課程教學改革步驟，并詳解每個步驟旨在提升學生創新實踐能力[4];王龍等對學科競賽驅動下的軟件工程專業實踐教學改革進行了探索，提出以賽促教，以賽促學，并對實踐教學管理模式及實踐教學評價模式進行了研究[5]。論文從時代背景下行業企業對軟件工程專業能力要求出發，對基于能力培養的軟件工程專業實踐教學改革進行了探索和研究。

1 軟件工程專業實驗教學現狀

軟件工程專業實踐性很強，依據2018年計算機類教學質量國家標準，軟件工程專業要求培養學生將基本原理與技術運用于對復雜軟件系統進行分析、設計、驗證、確認、實現、應用和維護以及軟件系統開發管理等工作的能力。調研并總結本科軟件工程專業在實踐教學過程中發現不同程度存在的問題有：（1）軟件工程專業人才培養的規律性、整體性和系統性把握不夠，專業課程設置傳統，沒有及時依據社會需求技術發展進行更新;（2）課程實驗環節內容來源單一，例如程序設計類實驗類別多為演示性實驗、驗證型實驗，設計型和綜合型實驗少，對學生逆向思維訓練不夠不利于學習內容的內化，實驗內容難易層次單一，不能很好地區分不同層次學生的能力;（3）教師對實驗教學重結果不重過程，違背專業特點，對學生解決問題、程序設計能力的引導和訓練不夠;（4）軟件工程專業實踐教學沒有在實驗教學環節的基礎上，科學依托學科競賽、專業競賽、教師科研項目、實訓實習等環節去深化教學成果，提升學生編程設計、合作探究、知識遷移能力及創新創業能力;

2 軟件工程專業實踐教學改革思路探索

1）從頂層把握好軟件工程專業人才培養的整體性和系統性，以能力培養梯度為導向，構建實踐教學框架體系。

首先，當前我國人才培養和社會需求未能有效銜接的問題比較突出，要研究經濟社會發展需要和企業技術創新對軟件人才的要求，對接國家及行業標準，重點以工程教育認證要求的工程應用能力培養為依據，重新梳理軟件工程專業人才培養目標，科學設計軟件工程專業人才培養方案，制定專業人才培養目標及畢業生能力要求，確保行業企業需求與專業培養目標相對應，專業培養目標與專業畢業要求相對應，專業畢業要求與專業課程體系，專業畢業要求與教學內容相對應。其次，結合專業畢業要求指標，以能力提升梯度為導向，構建實踐教學框架體系。以廣州大學華軟軟件學院軟件工程專業人才為例，以程序設計基礎能力、軟件工程工程及系統能力培養和訓練、專業方向知識能力、對接企業綜合實踐能力及職業素養四個能力梯度為導向，專業人才能力培養遵循“全程化”、“層次化”、“模塊化”的原則：“全程化”，是將培養學生應用能力貫穿到他們在校學習的全過程;“層次化”，就是將應用能力分解為不同的能力層次，分階段進行培養，即：將應用能力分解為專業基礎能力、專業能力、綜合能力、創新能力等四個不同的能力層次，由淺入深、由易到難，按照不同的學期，分階段地進行培養;“模塊化”，就是根據培養不同能力層次的需要，依托不同的課程模塊和實踐性教學環節模塊進行培養，構建層次化、階梯化能力培養體系。如表1所示，按照專業培養目標設置四個能力培養層次，按照第一學年、第二學年、第三學年、第四學年設置不同能力目標，其中：（1）專業能力培養以專業基礎課程、專業方向能力課程、專業選修課程等課程的實驗教學為中心，設置驗證型實驗、設計型實驗、綜合性實驗，圍繞課程群設置聯合實驗，夯實學生基礎，培養學生解決問題、分析問題、工程實踐應用能力。（2）專業能力培養以項目實訓為拓展，包括暑假的項目實訓、軟件工程綜合實踐I、軟件工程綜合實踐Ⅱ、軟件工程綜合實踐Ⅲ，讓學生通過不同能力訓練層次企業實際案例，實踐從問題到需求、設計、編碼、實現、測試、展示各個環節，強化提升學生分析問題、解決問能力的同時，團隊合作、競爭意識、創新思維能力也得到了培養和訓練。（3）專業能力的培養輔以專業比賽，包括專業學科競賽、學術類講座;校內科技比賽;大學生創新創業項目以及省級國家級各類專業比賽等等。輔以專業比賽，幫助學生通過專業比賽完成從學到動手實踐，從動手實踐到專業綜合能力提升的過程轉化。

2）以能力培養為指導，嚴把實驗教學環節，圍繞課程的實驗的教學內容、教學方式和方法探索改革。

針對實驗教學內容，圍繞實驗課程框架體系及畢業要求，構建單一課程知識點集、綜合知識技能訓練集，并針對性設計實驗內容。在實驗內容設計過程中，要注意開放性、整體性、局部性，實驗教學內容來源打破傳統單一來自教師設計，要引入生產環境真實的項目;站在課程教學目標的整體高度，把課程知識點融入實驗內容中，豐富實驗的類別，即要有驗證性實驗，也要包括設計性實驗、綜合性實驗、創新型實驗、研究性實驗，提升逆向思維的訓練，激發學生對知識的運用，能夠有效促進知識的內化;每次實驗內容設計時要考慮學生各自的差異，包括基礎型、提高型、創新型等多個層次性實驗內容，由淺入深、由易到難，能讓不同層次的學生得到實踐和提升，激發學生的積極性。打破封閉課堂的傳統教學，采取開放式多維教學手段，依托數字化技術、互聯網資源、虛擬實驗教學平臺等，采取線上線下教學相結合方式，打破封閉課堂的傳統教學，把實驗理論內容和實踐緊密結合，提升實驗教學效果，例如黨向盈等就提出軟件工程專業移動學習混合教學模式能夠激發學生強烈學習動機和興趣[6]。注重學生綜合能力的培養，在實驗教學過程中，教師要突出對學生實驗過程的指導和監控，加強師生之間、生生之間對實驗過程的交流，挖掘學生編程、設計思維潛能;把項目管理思維方式納入實驗教學改革，尤其是綜合實訓類課程，讓學生按角色分組去完成并模擬企業當中項目管理方式，將文檔設計要求納入此類實驗教學中，對學生進行綜合、全面、完整的訓練，培養學生發現問題、解決問題、團隊協作等綜合能力。優化軟件工程專業實驗教學團隊的師資結構，提升教學團隊實踐教學水平，一方面，目前教育系統教師教學經驗豐富，但缺少企業生產環境工作經驗，工程實踐經驗不足，因此要完善教師培訓制度，提供機會組織教師進入企業實際生產環境進行學習交流，加強教師實踐能力培養;另一方面，加強校企合作，引進外聘企業工程師，構建“雙師型”師資隊伍;再者，要激發教師在軟件人才培養中的牽引作用，激發教師積極投身到教學實踐改革和踐行中。最后，要成立專門軟件工程專業實驗教學教研室，負責軟件工程實驗教學的審查和監督工作，落實實驗教學基礎環節，定期對實驗課程進行聽課評課，加強監督力度，保障實驗教學工作有序完成。

3）以能力培養為導向，積極開展課外教學實踐，以賽促學，升華實驗教學成果。

以廣州大學華軟軟件學院軟件工程專業學生為例，每學期一次課程學科競賽，例如編程類課程、算法類課程，通過學科競賽，解決問題激發學生學習的情緒，促進知識內化;不定期邀請行業、企業、高校領域的專家開設學術類講座，拓寬學生視野;定期舉辦的校園科技學術節舉辦的校內各類科技比賽，例如軟件設計概念組比賽、成品組比賽、網頁設計類比賽等等，學生在第三個學期，經過3個學期基礎課程和專業課程的學習之后，掌握了專業入門基礎知識，可以組隊參加這一類的比賽，鍛煉學生分析問題解決問題的能力的同時，培養了學生團隊協作能力;大學生創新創業項目申報，參加完校內相關比賽訓練之后可以在第四個學期申報大學生創新創業項目，通過一個完整項目的訓練提升學生的編程能力及團隊協作能力等綜合能力，也引導學生深入專業課程的學習;省級國家級各類專業比賽，例如藍橋杯、大挑小挑、攀登計劃等各類學科競賽，以賽促學，推動學生專業實踐能力不斷提升，升華實踐教學成果等。此外，在專業下成立專門的“創新實踐教學團隊”，團隊由實戰經驗豐富的教師隊伍組成，定期開展技術沙龍和比賽指導交流活動，有計劃地鼓勵、引導、組織學生參加不同層次的專業比賽，幫助學生通過專業比賽完成從學到動手實踐，從動手實踐到專業綜合能力提升的過程轉化，為以賽促學提供有力保障。

3 總結

以上舉措在持續改革實踐中，目前實踐效果良好。在全球軟件技術日新月異，軟件產業作為為各國綜合國力競爭的戰略性產業背景下，高校軟件工程專業人才培養要準確把握行業企業對軟件人才需求，以學生工程實踐能力、合作競爭能力、創新創業能力等綜合能力，提高人才培養的目標達成度和社會適應度，服務國家經濟發展。因此，各高校要積極探索軟件工程專業實踐教學改革，科學制定人才培養方案，在頂層做好實踐教學框架體系設計，切實嚴格把關實驗教學環節，改革教學內容、手段，積極開展豐富課外實踐，深化實驗教學成果。這是一項長遠而艱難的工程，需要不斷去反思、改革、踐行，需要教育工作者共同的努力。

參考文獻：

[1]彭慧.論軟件工程專業實驗教學體系的構建[J].赤峰學院學報（自然科學版），2016，32（13）：262-263.

[2]李丹丹，趙玲玲，邵秀鳳.軟件工程專業學習路線圖實證研究[J].教育教學論壇，2019（04）：78-79.

[3]楊小勁，魏星.基于工程教育的軟件工程專業實踐教學模式構建的研究[J].教育觀察（上半月），2017，6（09）

[4]王龍，李杰，趙其昕.學科競賽驅動下的軟件工程專業實踐教學改革探索[J].西部素質教育，2019，5（01）：162-163.

[5]付曉琳，湯淼，劉鋼，張麗杰.成果導向（OBE）下軟件工程專業實驗課程教學改革研究[J].軟件導刊，2018，17（10）：216-219.

[6]黨向盈，程紅林，申珅.軟件工程專業移動學習混合教學模式的研究與APP開發[J].軟件工程，2019，22（01）：54-56

【通聯編輯：王力】