面向新工科的軟件工程“分層多方向”實踐教學模式創新研究

唐存東 王志平 張凌曉 李中書

（1.西北大學信息科學技術學院，陜西 西安 710127；2.南陽理工學院軟件工程與軟件學院，河南 南陽 473004）

1 問題的提出

據教育部統計，我國設有軟件工程專業的本科高校共505所，其中“雙一流”137所，其他大部分是各省市和其他地方舉辦的新建本科學校[1]。新建本科學校軟件工程專業存在培養目標、培養方案、教學模式、教學質量同質化問題；其次就業市場對軟件工程專業的需求不盡相同；其三是國家發展的戰略需求和新工科建設對新建本科高校提出更高層次的要求。而傳統的軟件工程實踐教學往往是“粗放”型的教學環節，不同程度的學生都按照一個模式去施教，教學效果不太理想，不適應用人市場、學生狀況、變化了的就業格局。為破解學生就業難題，適應新工科建設要求，在深入分析國家相關政策以及新建本科高校辦學層次和區域特色基礎上，嘗試對新建本科高校的軟件工程實踐教學進行五層次四方向的教學改革，探索新建本科學校的軟件工程專業人才培養模式定位問題，以提升教學質量，帶動就業質量提升。

2 分層體系

軟件工程學科不同于自然科學學科，其對操作性要求更高，適用行業廣泛，更為強調與其他學科的融合和交叉，所以專業實踐能力的培養應以OBE為理念，突出對基本技能和動手能力的訓練、團隊工作訓練和領導能力的訓練[1]，培養具有創新精神與實踐能力的應用型人才[2-4]。根據這一指導思想，分層的原則是根據新建本科學校軟件工程專業的實際情況，按照軟件工程專業的人才培養目標、教學計劃，劃分不同教學層次的實驗課程，主要劃分有以下幾層：基礎實驗層、綜合設計層[5,6]、職業強化層、專業綜合（畢業）設計層和技術服務層五個層次。

2.1 基礎實驗層

基礎實驗層主要是根據培養方案，按照課程性質而規劃的實驗（如上機實驗）。主要目的是掌握、理解課程的基礎理論知識，大部分是驗證性實驗，如C語言程序設計實驗、面向對象程序設計實驗等。在該層教學實踐中，由于不同課程的實驗學時數不同，學生學習興趣的不同，以及該層分散進行且有教師隨堂指導，要保證該層的教學效果，必須對教師和學生都要有嚴格的要求，如：對學生講明實驗的重要性，要求學生認真復習理論知識，在實驗之前要預作實驗等；要求指導老師對每個實驗也要預作實驗、認真考勤和輔導，認真批改實驗報告，進行實驗考核等。通過“三部教學”使學生正確理解、掌握軟件工程基礎理論知識。

2.2 綜合設計層

綜合設計層主要針對課程設計，如C語言程序設計課程設計，時間一般在1～2周。課程設計主要是在基礎實驗層基礎上，學生學習完某門課程后，進行一次全面的綜合訓練，其目的在于加深對該課程基礎理論和基本知識的理解，掌握運用該課程開發的一些基本方法。該層次要求教師科學設計大綱，嚴格執行過程化考核，堅守考核質量。

在實際操作過程中，教師在講授理論課程的前三周內，把課程設計的題目（盡量多個題目，最好一人一題）、目的和要求給學生布置下去，讓學生邊學習邊查閱文獻，積累資料，以項目驅動方式促進學生做到有的放矢。在課程設計實施階段，學生按照預備知識進行項目分析、設計、實現、測試，文檔撰寫和答辯工作。課程設計的有效實施，不僅提高學生的動手能力，而且培養學生的團隊意識，增加了學生的學習積極性，加深了學生對課程的了解，為后續方向甄選做好鋪墊。

經過基礎實驗層和綜合設計層的訓練，學生已經能夠把課本上的理論知識和工程實際應用有機結合起來，學生已經初步達到了分析問題、解決問題的能力。

2.3 職業強化層

社會需求永遠是決定學校生存和發展的唯一標準，在人才市場上，基礎理論扎實、專業實踐能力強、綜合素質高，具有“零適應期”和有職業針對性的學生始終受到用人單位的歡迎。因此，該層的主要目的就是按照公司、企業運作模式，強化職業能力的訓練[7]。

研究設計第7學期第8周開始實施集中職業強化實踐教學。根據學生實際情況和當前IT行業的發展狀況，進行充分的調研，劃分不同的職業方向，向學生公布，學生找準適合自身水平的方向，進入“職業強化教育生產線”，職業強化層嚴格落實OBE理念，推行“寬進嚴出”政策，確保教學質量。實踐證明，該模式大大縮短了就業適應期，提高了畢業生競爭力，獲得了用人單位的認可。

2.4 畢業設計層

畢業設計的目的是培養學生綜合應用能力和實踐能力，其工程思想、工程思維、工程設計和學術素養將在此階段得到提升和鞏固。

調研結果顯示畢業生就業黃金時間為第七學期至次年4月份，與畢業設計時間沖突。針對大學生就業與畢業設計的沖突問題，研究嘗試將畢業設計前移，為就業騰出時間，降低二者之間沖突損害。學院將教師題目申報、學生選題、下達任務書和開題報告撰寫前移至第7學期。學生按照強化過程控制，雙向選擇，一人一題、真題真做的思想，在寒假前和指導教師協商，確定畢業設計具體實施細節，利用寒假完成畢業設計系統開發工作。第8學期前4周完成畢業設計論文初稿撰寫工作，在指導教師驗收合格后方可離校找工作。學生在找工作的過程中及時和指導教師聯系，不斷完善與修訂畢業論文，確保順利畢業。答辯環節采取現場、教師赴企業和網絡相結合的方式，適應不同的畢業生的工作要求。學院利用信息化的手段對畢業設計質量進行全程監控，確保畢業設計質量，同時號召已就業畢業生聯系企業導師，加強企業鍛煉，提高真題真做質量，實現畢業設計的初衷。

在畢業設計中由于采用了“真題真做”；學生選擇老師，老師選擇學生的“雙向選擇”機制，對學生和教師都均有壓力，學生能根據自己的興趣愛好去選擇老師，為了能被老師選中，必須能夠有所選擇方向的知識沉淀，教師為了能被學生選報，教師本身必須有高尚的師德，過硬的專業技能，真題真做又要求教師要不斷地更新知識，在重視教學的同時必須重視科研工作，做到教學服務科研，科研反哺教學。

由于畢業設計前移不僅提高了專業實踐能力，而且與就業不沖突，得到了學生的一致認可。學生由于提前強化了專業知識和動手能力，提高了就業競爭力，反作用于就業市場，大大提高了專業對口就業率。

2.5 技術服務層

“以學為中心”的教學理念倡導教師為促進學生的學而教，教師為學生的終生學習而教。畢業生在畢業后3～5年內的發展狀況成為學校考評的重要參考指標，原有的畢業生管理制度已與新工科的要求不適應。高校由于聚集了大量的有知識的人才，在市場經濟中，它作為一個知識服務產業，應當和其他知識產業一樣面臨服務質量和“售后服務”問題。對于這一問題，如何避免流于形式，建立一套完整有效的售后服務體系是一個值得深思的問題。軟件工程專業的畢業生從事的是知識行業的工作，主要由人類智力活動產生，實際問題的多樣化和解決問題的多樣性、靈活性，使畢業生在畢業（或實習）后的前半年時間里將面臨更多的挑戰和疑難，畢業生在應對這些問題和挑戰時的表現將成為用人單位對畢業生和學校進行評價的主要依據，因此，必須將持續服務（相當于“售后服務”）的理念延伸，這不僅是新工科的要求，更是對教育質量的保證和人才培養模式的具體要求。

具體措施：建立技術支持咨詢團及服務網站。該技術支持咨詢團由所有專業課老師組成；對學生畢業遇到的技術問題通過網站盡快給予答復和解決方案；解決問題的速度和質量與教師的業務評價掛鉤；設立人員維護網站，保證每天的信息反饋。

在技術服務層引入持續服務概念，組建畢業生職業技術支持咨詢團及服務網站，是在真正地把教育作為知識服務產業的基礎上，結合IT行業的特性，所衍生出來的合乎邏輯同時又極具創新意義的一個理念，是新形勢下畢業實踐教育的必需，也必將對高等教育的教學、科研工作產生不可估量的推動作用。通過畢業生對信息的反饋，不僅可檢驗我們的教學方法，教學計劃是否科學，培養目標是否準確，而且，由于要解答多種多樣的問題，對教師能力素質的培養提出了更高的要求，對教師特別是青年教師的教學改革和科研工作提供了明確的方向。

3 分方向思想

要保證分層實踐教學的質量，一方面對教師要有較高的要求，另一方面要保證學生有實踐實習的環境和興趣，實驗室或者實踐實習基地是培育學生創新意識的場所[8]，激發學生的好奇心和興趣是學好專業、提高動手能力的基礎。基于此，分方向的思想就是按照學生興趣進行組合，組成興趣小組，形成個性化實驗教學平臺[9]。

具體操作是：首先，系院提供不同方向但地點相對集中的興趣小組工作室和設備；其次，學生在入校之后，系院將不同的方向和要求向所有學生公布，讓每一位學生了解所有方向所需的知識要求、能力要求及培養目標等，經過學生大學一個學年的準備，當進入大學二年級時，學生可根據自己的能力發展情況、個性特點及企業的崗位職業能力要求，自主選擇，進入不同的興趣小組。

這種分方向的實踐訓練模式有如下特點：

（1）興趣小組工作室是學生固定的工作、學習空間，有條件的學生可以自己提供軟件工程，無條件的學生可以由系院配置軟件工程，自己管理自己組織，教師指導，學生在空暇時間可完全使用；

（2）興趣小組工作室作為學校實驗室的補充，學生可以把在實驗室做的分層次的實踐教學內容在工作室內完成，如課程設計，僅僅按照教學計劃規定的上機時間是不夠的，有了固定的工作室，學生有充足的時間來高質量完成作業；

（3）興趣小組工作室是按照某一方向組織起來的，為興趣相同的學生提供了一個交流平臺，易形成較好的團隊合作精神，使學生學習的方向性、目的性更加明確。

（4）興趣小組工作室是培養出高素質的創新人才，建立產學研相結合、廣泛且穩固的校內實習基地，促進學生綜合素質的提高培養創新型人才的地方。

分方向的實訓模式對學生來說，一方面使不同方向的學生通過不同要求的訓練內容，不同的教學訓練手段，真正做到因材施教，另一方面能促成學生自覺分流，真正做到學生可以“因材選學”。對教師來說，則提出了更高的要求，不僅需要教師具備高度的責任感，也要求具有針對不同方向學生特點的教學方法，更要求教師及時了解企業、了解生產一線的具體要求及相關崗位的能力要求。

對于方向的劃分，必須是有關人員深入社會實際，調查核實企業需求，了解用人單位的需求程度，根據行業的職業方向劃分的，既可以是某個職業方向，也可以是跟蹤IT前沿進行研究的[10,11]，如表1是以軟件工程類專業為例做的部分案例。

表1 IT技術多方向一覽表

4 實踐效果

以某新建本科高校為例，其結合學校的辦學特色和人才培養定位，對軟件工程實踐教學構建了分層多方向的實踐教學體系，體現了“基礎-技術-應用-創新”的教學理念，每門課程的實驗內容按難易程度和要求不同分別設置基礎驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗、研究創新型實驗等實驗項目[12]。興趣小組工作室與學生的課余科技活動緊密結合，以“大工作量”原則為指導，即按照企業工作模式，每個職工應該完成的工作量為基準，布置給學生，讓學生充分發揮自己的潛能，通過調研、查找資料等方法完成。強化學生實際職業經驗，使之獲得真正的對口行業從業經驗，從而使之就業時達到“零適應期”。因而培養的人才具有較強的應用性，受社會的歡迎，大大提高了畢業生的就業率，受到了社會各方面的關注。從2010年以來，該校代表隊在全國IT賽事上屢獲大獎。通過分層多方向實踐教學體系的培育，畢業生具有較強的操作能力，研發能力，基本功扎實。近5年該校本科畢業生就業率分別達到99.73%、97.24%、94.63%、96.89%、95.08%，位居全省高校前列，2019年3月，第三方調查公司——麥可思公司、零點公司聯合對全國高校2018屆畢業生就業半年后的能力指數、薪值等35項指標的調查顯示，該校IT專業畢業生工作能力滿意度達87%等等。

5 結語

“分層多方向”實踐教學體系的建立，一方面把傳統的實踐教學體系進行了科學的劃分，又把知識作為一種產業的持續教育的理念延續到實踐教學體系中；另一方面，多方向體系下的興趣小組工作室成為實驗室的一個有益補充，大大提高了學生的學習興趣，延伸了學生實驗的時間，提高了實驗教學質量。整個實踐教學的實施，能夠把學習的壓力、競爭的壓力、就業的壓力逐漸地交給學生承擔，培養學生在社會上的適應能力，由學生自主決定自己的學習道路、前途命運，必然會營造出一種積極向上的良好學風，學生的思想精力必然會集中到學習上，這在很大程度上減輕了學生工作的難度，通過“多方向”的職業能力培養，使之獲得真正的對口行業從業經驗，達到“零適應期”的就業能力，在人才就業市場上極大提高了就業率，同時，也鍛煉了指導教師的科研能力。“分層多方向”的實踐教學模式已經從單純地追求知識型人才的模式，轉向既有扎實的理論基礎又有豐富的實踐經驗的高素質、實用型人才模式，它不但對新建本科學校的軟件工程專業適用，同樣也可以推廣到其他任何院校的任何專業。