基于工程素質培養的“軟件工程”課程教學方法研究與實踐

關鍵詞：工程素質培養；軟件工程；教學方法

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

1引言

針對軟件工程專業的學科教材、學生學習情況，搜集與整合課內外的基礎理論知識、項目及案例實踐內容，構建規范化、系統化的教學知識體系，設置融合教學目標、線上教學情境、教學內容、軟件項目實踐、學習任務發布、在線測驗、線上問題答疑、教學反思與評價的教育執行環節，由教師引導學生參與不同環節的互動探究、實踐實訓學習，從而培養出符合社會需求的軟件工程應用型人才。

2“五位一體”的教學模式

為培養與提升學生的工程職業素養、實踐應用能力，高校教師在“軟件工程”課程內容、教學方法的組織設計中，須以“五位一體”的綜合性教學理念為指導，開展軟件工程專業的基礎理論知識講授、項目與案例實踐教學，并通過五個方面的補充、協同共進，實現“軟件工程”課程教學質量的改善與提升。

2.1以線下課堂講授為基礎的教學

當前，“五位一體”專業課程的教育教學模式通常包括線下講授、線上演示與交互教學、校外實踐基地教學、科研探究教學、就業創業教學等內容。其中，通過對軟件工程教材理論知識、課內實踐案例進行整合，由教師在課堂中向學生進行線下教學，是最為常見、最為重要的教學方式之一，能讓學生對“軟件工程”課程知識內容的學習打下堅實的基礎，并激發學生參與工程項目、案例實踐的積極性，也明確了“軟件工程”課程學科教育的實踐應用導向。

2.2以線上網絡平臺為主的演示教學

采用慕課（MOOC）、微課、翻轉課堂等網絡教學手段，可針對具體的項目案例、實踐應用問題，創設問題導向式、啟發引導式的教學情境，使學生深入相應的軟件工程項目、教學主題中，完成課程的線上演示與指導教學、自主探究和實踐學習。在這一過程中，教師起到線上課程演示講解、實踐指導的作用，而學生作為教學的主體，可將基礎理論知識融入軟件項目開發、創新實踐的學習中，從而掌握與提高基礎理論知識、應用技能。

2.3以校外基地為主的實踐實訓教學

高校軟件工程專業與校外企業聯合，建立系統、完善的實踐實訓基地，是培養學生工程素質、實踐應用能力的重要方式，可培養出大量以行業需求為導向的專業技術型人才。而“校企合作”的實踐基地教學，是由企業技能人員為主導、教師為輔助，帶領學生進行相關軟件工程項目的開發與實踐，如參與Android/iOS系統程序開發、游戲開發、軟件項目測試的實踐，有助于學生項目實踐應用能力、崗位適應能力的發展。

2.4以科研就業創業為主的探究教學

除課堂基礎理論知識講授、課內外案例實踐教學以外，高校軟件工程專業的人才培養教育，須從具體的科研項目、就業與創業實踐案例出發，以校內的科研實驗室、就業指導中心為主導，為學生創造參與軟件工程科研項目、社會實踐的機會。具體包括，為學習成績一般、動手操作實踐欲望較強的學生，組織校內外的軟件工程項目講座、基礎案例實踐活動；而對于學習成績優異、創新創造能力強的學生，為其提供軟件項目編程、網頁開發設計的參賽資格，起到“以賽代練、以賽促研”的教學效果。

3存在的問題

3.1缺乏以學生為主的教學知識體系、教育目標

“軟件工程”課程的教學活動組織，往往以任課教師為整個教學的主導與中心，由教師圍繞教材知識體系、考試方向，對每節課的軟件工程理論、實踐案例內容進行整合，向學生開展重要知識點、案例實踐的講授式教育。但這一教學模式并未考慮不同學生的思維認知、學習狀況，在課程知識點、實踐案例的組織方面局限于教材，缺乏課外網絡化基礎理論、實踐教學內容的引入與設置，難以激發學生的學習參與積極性、培養其動手實踐能力。此外，部分院校也沒有構建完善的“軟件工程”課程教學知識體系及制定綜合實踐應用的人才培養目標，使得整個教學活動的組織缺乏系統性、規范性與導向性，不能幫助學生完成基礎知識點學習、案例實踐應用。

3.2網絡教學平臺、校外實踐基地不完善

針對“軟件工程”五位一體專業精品課程的打造，須依托慕課、微課、翻轉課堂等網絡在線平臺，以及由校企合作建立課程的實踐實訓基地，為教師教學、學生學習活動的開展，提供充分的實踐應用載體，以保證不同學科內容、實踐教學工作的順利進行。然而，部分院校的軟硬件設施仍存在設備老舊、軟件不完善的問題。

雖然多數院校已引人多媒體軟件、PPT課件的網絡設備，為任課教師提供了基礎的教學平臺、演示空間，但不同學校之間缺乏專業教學的聯合，未建立多校協同的網絡教育渠道，在教學視頻課件制作、教學資源整合方面的共享性較低。同時，校企合作機制的缺失、校外實踐基地建設待完善，也導致教師的“軟件工程”課程實踐教學、學生的項目案例演練與操作缺乏機會，在軟件開發、程序功能匯編與實現上面臨嚴重困難。

3.3“軟件工程”課程情境、教學內容與方式單一陳舊

“軟件工程”課程通常包括Web應用開發、軟件重用、面向對象程序設計、人機交互設計、軟件測試等，但現階段不少教師在課程教學情境、教學內容的組織上，不僅缺少有關項目組織、軟件成熟度、軟件構架、項目風險的重要知識點，且未根據具體的教學主題、軟件開發問題，進行工程實踐導向的教學情境設計，使得教材理論知識講授的課時過多，而課外重要知識點、項目案例內容的涉及不足。另外，“軟件工程”課程的教學方式往往忽視對用戶實踐需求、企業產品開發需求的考量，缺乏軟件開發需求分析、軟件概要設計、面向對象程序設計、結構化設計、軟件集成測試等教學環節的設置。教師也極少帶領學生進入校內實訓室、校外實踐基地，對某一軟件開發項目進行小組實踐，缺乏與學生的雙向溝通交流、“一對一”問題指導，造成“軟件工程”課程教學的形式化嚴重、實踐意義不足，教學質量難以得到保障。

4教學策略

4.1設置以軟件開發需求為主的教學目標

軟件工程C語言程序匯編是軟件開發設計的首選語言之一，本文圍繞《貪吃蛇》小游戲的開發，探討“軟件工程”課程教學的執行流程。在軟件項目開發、功能實現的過程中，首先根據項目系統性需求、設計要求，制定科學、規范的教學目標。

4.2創設以學生工程實踐素質培養為主的教學情境

“軟件工程”課程的教學活動設置應根據學生現有的基礎理論知識、項目案例實踐學習狀況，創設問題導向式、啟發引導式的教學情境。例如，針對《貪吃蛇》游戲軟件開發的教學，教師可提出以下問題作為情境主題：“《貪吃蛇》游戲程序的設計流程是怎樣的？”“如何進行《貪吃蛇》游戲的圖形界面初始化、全局變量定義、結構體編譯設計？”

由教師引導學生根據《貪吃蛇》游戲的規則，建立蛇對象前序／后序訪問、骨節運動的模型，并設置圖形界面初始化的程序int gd=DETECT，gm；initgraph（&gd，&gm，“c：＼＼Win-TC”），以及確定貪吃蛇（初始）坐標、節數、運動方向、食物狀態等結構體變量的函數，完成教師引導、學生自主探究的情境導向教學。

4.3創新“軟件工程”課程的教學內容、實踐教學方式

“軟件工程”課程作為項目開發的實訓實踐教學活動，其在線上線下教學內容的組織、設置方面，不僅包含教材基礎理論知識，還涵蓋課內外的項目實踐案例、編程設計等內容。比如，在《貪吃蛇》游戲軟件開發課程中，通常存在項目可行性分析、系統需求分析、對象模型設計、代碼編譯、項目測試、軟件文檔讀寫和存儲等內容。在對以上“軟件工程”課程內容的教學中，教師主要面向軟件開發的對象，組織設置線下教學執行環節，制作線上軟件項目教學的視頻，開展包括軟件項目可行性、項目需求分析、對象模型設計的理論講授，以及軟件程序匯編、項目測試與維護的實踐演示教育。

針對“軟件工程”課程實踐教學方式的設計，要充分發揮慕課網絡線上教學平臺、校內外實踐實訓基地教育載體的作用，設置學習任務發布、直播課程講授、項目實踐演示、在線作業測驗、教學資料管理、科研創新的系統化教學模式。由教師繪制課程知識體系、教學實踐的流程圖，帶領學生參與軟件開發、項目需求分析、軟件程序匯編、軟件測試與維護的實踐操作，促進課堂實踐中的專業技術人員指導、師生問題交流、學生小組討論，進而保證軟件工程教學、程序運行與管理質量的提升。

4.4注重“軟件工程”課程的交互指導、就業創業教育

“軟件工程”作為一門實踐應用性課程，在對高校學生工程素質培養的過程中，也須校內科研實驗室、就業指導中心人員共同參與，開展具體軟件項目開發的指導教育。比如，以社會企業的原料采購管理系統開發為例，可由學科教師、專業科研人員為主導，創建原料采購管理系統開發的共享課程，帶領學生設置軟件開發的數據流圖，以及ERP信息化管理系統、OA業務系統、功能管理模塊，包括開發供應商、產品編號、產品名稱、產品數量、供貨價格等項目管理模塊，通過I/O集成接口形成不同系統、功能服務之間的連接。

專業科研人員、學科教師要根據不同學生的自主探究、軟件開發實踐情況，指導學生征集不同的軟件開發設計方案，創建與修改原料采購管理系統模型、功能模塊，使學生能夠通過自主學習實踐、師生交互討論，掌握小型軟件項目開發的數據流圖、功能模塊添加與修改方式，以及社會企業類似產品開發的具體流程，提高其軟件系統程序匯編、配套功能設計的能力。

4.5做好“軟件工程”課程的課后反思、客觀教學評價

面對“軟件工程”課程過于注重教學任務、考試成績評價的問題，高校要圍繞課前、課中與課后的教學流程，設置系統化的教學反思與評價體系。其中，課前教學情境創設、學習任務發布，占到總體評價比例的30%；課堂過程化考核，包括在線教學視頻、項目實踐演示、章節測試、章節作業，占到總體教學評價比例的40%；而校內外科研實踐、就業創業指導教學，以及學生在不同軟件項目開發過程中的實踐操作評價，占到總體教學評價比例的30%。

在“軟件工程”課程教學（學習）評價過程中，由教師、學生分別作為考核主體，設置課程教學的問卷調查內容，互相為對方做出教學（學習）情況的打分評價，包括對教師教學任務完成情況、課內外實踐案例指導情況的評價，以及對學生軟件項目開發、實踐應用能力的評價，盡可能地客觀反映學生工程素質、軟件開發實踐技能培養的結果。

5結束語

應用型本科教育為近年來高校教育的重要發展方向，“軟件工程”課程的教育教學也不例外，根據本學科的教材理論知識，找準教學發展定位，組織與設置創新化的課程內容、教學實踐模式，成為“軟件工程”課程教學關注的重點。因此，依托慕課、微課、翻轉課堂等的網絡教學平臺，以及由校企合作建立課程實踐實訓基地，創設符合學生認知、社會實踐需求的線上線下融合教學模式，系統化地完成“軟件工程”課程基礎理論知識講解、在線課堂演示、項目案例實踐、科研創新的全面指導教育，可培養出具有工程職業素養、軟件程序開發能力的綜合應用型人才，進而大大提高“軟件工程”課程的人才培養質量、“五位一體”教學質量。

作者簡介：

呂濤（1973—），碩士，副教授，研究方向：軟件工程、人工智能應用基礎。