新工科背景下軟件工程專業“五個課堂”人才培養模式探索
——以安徽三聯學院為例

余久久 張繼山 陳 蘊 吳 寧

(安徽三聯學院 計算機工程學院，安徽 合肥 230601)

新工科建設是工程教育改革的新趨勢,2017年“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”的發布，指明了我國新工科發展的方向[1]。新工科工程教育模式強調創新，通過校企合作等模式培養學生的實踐能力[2]。針對軟件工程專業的一些主干課程(例如，軟件工程導論、軟件需求分析、軟件體系結構、軟件測試與質量保證、軟件項目管理等)的教學工作始終是一個教學難題，因為很多教師與學生均缺乏軟件項目實踐工程經驗。軟件工程專業課程又具有工程特性，需要針對實際的問題進行分析、評估，從而解決問題[3]。對于這些綜合性、實踐性、與IT行業結合性較強的課程，教師在課堂上僅能灌輸空洞的理論知識使學生感到枯燥無味，無法提高學習興趣。所以，在新工科大背景下如何對軟件工程專業課程進行改革，以摒棄原有課程教學的弊端，適應人才培養的新需求，成為亟待解決的問題[4]。

在當前新工科建設背景下，很多教師轉變教育觀念，結合本地教學實際，積極探索與實踐軟件工程專業相關課程教學改革新模式，并取得相應成效。例如，林菲等人提出了軟件工程專業“五個課堂”創新實踐體系[5]；朱少民提出了軟件測試課程問題驅動教學模式[3]；祁鑫等人以軟件工程“五個一”課程培養體系和“市場結合”為支撐點，提出了“三三四”研究型教學模式[4]；孫陽光提出了軟件工程國際化建設途徑[6]；徐曉飛等人從新工科的新視角出發，提出了面向可持續競爭力的軟件工程專業敏捷教學體系[7]；高文蓮等人提出了軟件工程專業創新創業人才培養新模式等[8]。有鑒于此，為滿足新工科背景下應用型軟件工程專業人才培養的需要，本文在林菲所提出的“五個課堂”教學體系的基礎上進行了借鑒與擴充，以作者所在高校—安徽三聯學院本科軟件工程專業建設為實踐案例，充分結合教學實際，探索與實踐“五個課堂”人才培養新模式，深化地方應用型軟件工程人才培養模式改革，達到面向本地軟件企業培養出具有較強工程應用能力及創新實踐能力的軟件工程高素質應用型人才的目的。

一、“五個課堂”

“五個課堂”是在新工科建設思想指導下，以學生發展為本，以OBE(Outcomes-Based Education)理念為指導創建的協同教學體系[5]。“五個課堂”要以學生為本，以全面提升學生自我創新與實踐能力，其內容如表1所示。

表1 “五個課堂”內容

二、軟件工程專業“五個課堂”人才培養模式

安徽三聯學院是一所省屬地方應用型普通本科高校，為安徽省區域經濟建設和社會發展服務，著力培養具有社會責任感、創新創業精神和實踐能力，德智體美勞全面發展，服務于中、小(微)企業工程技術、管理崗位的應用型人才。2017年正式開設了本科軟件工程專業，并面向安徽省及周邊省份招生。通過本地軟件企業的走訪與調研，充分結合學校實際，該專業定位為培養本地移動終端軟件工程師，能夠在當前“互聯網+人工智能”時代下從事基于各種主流移動終端平臺下的中、小(微)規模的應用軟件系統的需求分析、設計、編碼、測試、運行、維護及管理等工作。

1.第一課堂——課堂教學

課堂教學環節，在編制課程教學大綱時，明確課程目標與畢業要求的對應關系，對課程知識點進行合理分解，形成對學生畢業能力的有效支撐，并在教學大綱中體現以學生為本，產出導向，強化實踐，注重實效的基本原則[4]。對于軟件工程專業主干課程的教學內容，要求任課教師能夠考慮本地學生的學習認知能力，摒棄一些理論性過強、過于枯燥的知識點，能夠從“互聯網+人工智能”的角度把當前業內能反映最新應用成果的案例適當融入到教學內容中，鼓勵教師自編一些主干課程教材，把軟件工程領域的一些操作性、實用性、趣味性較強的教、科研項目融入教學環節，激發學生學習興趣，愿意開展關于現代軟件工程領域相關學習主題的探索和實踐。在教學方法及教學手段上，對于一些專業主干課程，充分利用現有的網絡課程資源，利用一些現代教育手段進行自建構、碎片化學習，根據課程性質指導班級學生采用案例學習、移動學習、問題驅動學習、MOOC/SPOC混合學習、翻轉課堂、虛擬仿真實驗等多種靈活的學習方式。建立多元化、科學化的課程考核(評價)方式，注重學生的學習過程性考核，平時成績在在日常考勤的基礎上，要求采用課堂筆記、課外調研、作業練習、小組匯報、答辯、課程論文、操作設計等多種方式相結合(3—5項)的形式，完成學生的學習過程評定。

2.第二課堂——校內實踐

校內實踐教學活動從“開放實驗室”與“大學生創新創業實踐項目”兩個方面開展。“開放實驗室”即要求學生在課堂學習的基礎上，自大二階段開始在課余時間內走進在校內各類開放實驗室，積極完成各類課程實踐活動(例如，課內實驗、課外實驗、課程設計、綜合實訓、課題研究、學科競賽等)，提升自身專業實踐能力。鼓勵高年級學生根據自己的專業興趣，參與教師的各類科、教研課題，以“導師制”的形式完成相應專業領域的課題研究任務，包括申請專利、參加學科競賽、公開發表相關學術論文等。“大學生創新創業實踐項目”即指學生以團隊合作的形式(每個團隊設置一名學生負責人)，結合自身專業研究興趣，每年積極申報省(校)級各類大學生創新創業實踐項目，在校內開展相應的項目實踐活動。以扎實的專業知識為基礎，以職業素養和創新創業為愿景，培養學生的創新思維及工程實踐能力[9]。

3.第三課堂——校外實踐

第三課堂旨在通過學生在校外企業(校企合作實訓基地)頂崗實習，讓學生參與真實的工程項目，在實踐中增強解決工程問題的能力[5]。與本地知名軟件企業共建校外實習實訓基地(場所)，大四階段學生必須在真實企業環境下完成畢業設計(論文)任務。要求學生畢業設計選題來源于企業生產實踐中所急需解決的問題，配備“雙導師制”，企業工程師參與指導學生畢業設計環節，以培養出滿足企業崗位能力需要的應用型軟件工程實踐類人才。第三課堂的構建需要與一批優質實習就業基地建立合作，通過市場調研，企業實習準入，實習走訪，實習鑒定，就業需求，工程實踐信息平臺與項目庫建設等實踐環節進行評價優化[9]。

4.第四課堂——國內交流

積極組織本專業教師赴國內(外)同類高校或相關研究機構開展訪學與交流活動，定期組織本校師生走訪調研本地軟件企業，實時了解當前產業需求及實際軟件項目的運作流程。參加國內舉辦的關于軟件工程專業建設方面的學術會議或教學研討會，培養師生具有全球化視野以及創新精神。達到開拓全球化視野的目的，提升國際競爭力。“請進來，走出去”，針對軟件工程專業一些操作性、實踐性較強，與行業需求聯系緊密的課程，堅持聘請來自軟件企業一線的工程師定期走進課堂為學生授課。定期外派專業教師利用寒、暑假時間去企業一線參與項目實踐活動，提升自身工程實踐能力。

5.第五課堂——在線課程

建設優質數字化教學資源，為學生打造全方位、沉浸式和信息化學習環境，鼓勵學生通過網絡學習在線課程，改進學習方法，提升學習效率，通過多維平臺實施線上線下學習聯動[10]。積極鼓勵專業教師自建或充分利用國內外各類優質網絡課程資源(線上MOOC、微課、精品資源共享課、精品視頻公開課等)，運用自主、互動等合作學習模式，以實現學生個性化學習、碎片化學習、終身學習的需要。

三、應用與反饋

安徽三聯學院本科軟件工程專業自2017年開始招收新生，在當前“互聯網+人工智能”時代下按照“五個課堂”人才培養模式進行專業建設，成效顯著。第一課堂(課堂教學)按照“四平臺、八模塊”進行軟件工程專業課程設置，并制定了最新版的課程教學大綱。“四平臺”即指：通識教育平臺、學科教育平臺、專業教育平臺、創新創業教育平臺。“八模塊”即“四平臺”下所對應的通識必修課程模塊、通識選修課程模塊、學科基礎課程模塊、專業基礎課程模塊、專業核心課程模塊、專業方向課程模塊、專業方向課程模塊、專業集中實踐模塊。此外，遵循國家本科計算機類與軟件工程專業質量標準體系，緊密圍繞當前移動終端軟件工程師職業所對應知識、能力、素質結構為每個課程模塊設置了相應的(支撐)課程(如下頁表2所示)。近三年，已完成對《計算機科學導論》《離散數學》《程序設計基礎》《面向對象程序設計》《軟件工程導論》《手機應用編程》《操作系統》《計算機網絡》等MOOC課程(含網絡精品課程、教改課程等)的自行建設并投入到教學實踐中，并充分借助國內優質的MOOC資源對《軟件需求分析》《軟件項目管理》《數據庫概論》《智能系統應用》《C#程序設計》《PHP技術》等專業主干課程開展基于“線上+線下”多元化的混合教學。在課程考核方面，要求任課教師結合教學實際以“考勤(10%)+(3至5項)其他過程考核項(90%)”構成平時成績，完成學生平時的學習過程評定。此外，為了客觀檢驗學生掌握所學知識和專業技能的程度，從學生對知識理解應用的能力及知識內化出發，以充分體現專業和開放性，提升學生的綜合技能，定期就課程考核方式改革進行研討。例如，將一些理論性過強課程的筆試考核方式轉移到線上考試、采取雨課堂在線考試平臺形式等。

表2 軟件工程專業課程體系

在第二課堂(校內實踐)與第三課堂(校外實踐)方面，通過建立開放實驗室及校內創業孵化基地，每年積極組織學生申報國家級、安徽省(省級)及安徽三聯學院(校級)各類大學生創新創業項目，進行課內實踐活動；通過建立大學生創新創業實驗室，組織學生參與國內舉辦的計算機與軟件工程領域各類學科競賽及數學建模活動；通過建立校內大學生MOOC服務社團，積極鼓勵學生參與教師自建MOOC課程的助教活動；通過建立不同方向的校內信息化研究平臺，鼓勵大學生依托平臺開展教師的課題研究，提升專業技能等。此外，與(合肥)科大訊飛、江蘇微軟技術中心、上海海同信息科技公司、上海申磬產業有限公司、上海第九城市信息科技公司、安徽晶奇網絡科技有限公司、安徽三聯交通應用技術有限公司、合肥陽光雨露信息技術服務有限公司、聯寶(合肥)電子科技有限公司、合肥達內軟件公司等多家本地知名軟件企業簽訂校企產學研合作協議，共建校內外實習實訓基地，并配備企業導師，以滿足學生校外進企業一線實習完成畢業設計(論文)的任務。

在第四課堂(國內交流)與第五課堂(在線課程)方面，自2018年起，每年分批次外派承擔軟件工程專業主干課程的教師及部分工程能力較強的學生赴國內同類高校軟件工程專業及本地軟件企業進行訪問與交流，參與軟件項目的實際研發活動(時間不少于1個月)。在企業中真正了解當前軟件產業需求及軟件項目的運作方式，以工程實踐案例促進教學，保證課程教學內容的先進性與實用性。每學期每一門專業主干課程，至少邀請一位企業工程師返校進課堂，為師生舉辦一場關于該課程內容最新研究及應用進展方面的學術講座，同時要求每位專業教師每年參加軟件工程領域相關學術會議(教育教學研討會、專業培訓等)不少于兩次。在為學生提供自主網絡學習的同時，建立了基于校園網的安徽三聯學院統一網絡教學平臺，為軟件工程專業主干課程教學過程提供完備的資源支持和應用支撐服務，滿足學生多元化、個性化的移動學習需求。

四、未來的工作

在新工科建設背景下，未來還需要做好以下兩個方面的工作。一是從面向可持續競爭力的大規模個性化創新人才培養角度出發，構建具有高度靈活性和動態適應性的“敏捷教學”體系[7]。“敏捷教學”強調必須結合本地教學實際，以制訂分層次、分階段、分目標的螺旋漸進式(進化式)學習過程和專業應用能力的逐步增強為培養目標，在“漸進式”過程中能夠不斷激發學生學習興趣，提升學生基于終身學習的可持續競爭力。“敏捷教學”已成為未來大學教育發展的一種新形態[7]。二是積極開展智慧校園的建設，因地制宜，逐步建立本地化移動智慧校園平臺。移動智慧校園平臺建設集中展示了校園內所有的移動應用，通過統一的管理與開發平臺，模塊化地快速生成查詢類應用，通過數據分析與處理為用戶及各部門提供有價值的數據，為學校科學決策提供數據支撐基礎[11]。這對于推動當前互聯網、大數據、人工智能時代下教育教學與教育信息化深度融合起到重要意義。