軟件工程高質量人才培養模式的探究與實踐
——以廣東海洋大學為例

劉桃麗 張 健 蔡莉華

（廣東海洋大學數學與計算機學院，廣東 湛江 524000）

1 引言

軟件工程專業自上世紀六十年代提出來至今，已經走過了半個多世紀的發展歷程。國外對該專業各方面的研究，包括理論、實踐以及工具，包括人才培養模式，都形成比較成熟的體系。但是國內起步較晚，發展歷程較曲折，經歷了萌芽、發展及優化成熟的過程。甚至在2016年后，教育部開展學科評估，諸多高校主動優化學科布局，對學位點進行動態調整撤銷及增列，而軟件工程專業則成為了被撤銷的重災區，從而一度引發了社會上所謂“軟件工程危機”的關注和討論[1]。與此同時，社會上對軟件工程專業人才的需求卻與日俱增。統計顯示，僅2021年1月至8月份，我國軟件和信息技術服務業實現收入近6萬億元，同比增速超過20%，居國民經濟各行業之首；軟件出口額平穩增長，從業人員規模持續擴大至近800萬[1]；行業薪酬持續上漲，工資總額同比增長11.9%[1]。迅猛增長的市場需求與高校軟件工程專業的萎縮，究其原因是供需失衡導致的[1]。目前，社會需要的是具有創新性的高質量應用型軟件工程人才，而我國大部分傳統的軟件工程教育偏重于理論教育，實踐教學環節比較薄弱，培養出來的學生，即使是比較優秀的畢業生，在走向社會之后，也要花1年左右甚至更多的時間才能逐步建立相應的工程能力，因此軟件工程專業建設的改革勢在必行[2]。

2 軟件工程人才培養存在的問題

目前，在軟件工程專業的人才培養上，對于絕大部分非“雙一流”的普通高校，還存在不少問題。以廣東海洋大學為例，廣東海洋大學軟件工程專業在改革前，存在的主要問題是專業建設的教學理實關系需要進一步優化，人才培養模式需要進一步優化和完善，課程建設水平需要在深度和廣度上需要進一步提高，學生的創新能力需要進一步加強，專業建設特色不夠鮮明，人才培養質量有待提高。具體表現如下：

一是軟件工程專業理論教學與實踐教學之間存在問題。傳統的人才培養計劃，重視理論教育，往往忽視實踐教學的關聯性和系統性，這樣導致培養出來的畢業生實踐動手能力較差，理論容易與實踐脫節。軟件工程是一門實踐性、工程性要求非常強的專業，目前大部分學校采用的傳統人才培養模式包含課堂講解、課后實驗，再加部分課程的課程實習的模式，此模式針對某一門課程展開，割裂了課程與課程之間的關聯，無法將所學的知識和內容串聯起來，從而導致學生的實際動手能力達不到預期。

二是傳統的實驗教學模式不適應軟件行業要求問題。傳統的工科人才培養計劃中，針對實踐部分，一般設置為三大部分：第一部分是課程實驗，這部分內容對應課程理論知識，與理論課程同時開展，主要針對課程中的某個具體知識點設置的小實驗，一個實驗對應2~4學時，實驗和實驗之間，關聯性不大；第二部分為課程設計，即課程結束后，針對整門課程的主要內容而設計的綜合性大實驗，綜合了本課程的重要知識內容及其綜合應用，難度較大，本階段一般安排20課時左右，教師給出要求，學時自行開發，最后答辯驗收，此階段由于缺乏教師的現場指導，學生容易導致學生在實驗過程中出現兩極分化，甚至出現全班只有幾個版本的情況，從而使實驗效果大打折扣；第三部分為畢業實習和畢業設計，安排在大四階段，總時長共14周。此階段綜合整個大學階段所學，實現一個較為復雜的軟件系統，并要求需求合理、功能齊全、運行流暢。此三部分的設置，從形式上，從簡單到復雜，從局部到整體，但是實驗內容缺乏關聯性，而且沒有考慮到學生的不同情況，最終導致學生理論與實踐脫節，影響了教學效果。

三是高速發展的軟件工程新技術與教師原有的知識體系之間存在不匹配的問題。計算機自出現以來，相關軟硬件技術飛速發展，近年來軟件工程技術發展尤為迅猛。大部分學校教師的知識和技術儲備不足，往往處于追趕社會發展的趨勢，從而導致教師花費了大力氣更新自己的知識體系，學習新的軟件技術，但是教學效果反而達不到理想預期。如近幾年熱門的區塊鏈、人工智能、云計算等技術，高校為了滿足社會的需求，陸續開設相關的課程和專業，但是對于教師來說，掌握一門新的技術，教師需要大量的時間來學習與實踐，才能勝任相關教學工作，與已經成熟掌握的技術相比，教學效果往往不盡如人意。想要達到好的教學效果，往往需要交流、培訓和實戰，如何在短時間內快速提高教師的相關能力以適應高速發展的計算機軟件技術，是一個亟待解決的問題。

四是隨著各大高校連年擴招，生源質量良莠不齊，對于大部分非“雙一流”高校來說，學生的各方面素質呈現出整體下降、兩極分化日趨明顯的趨勢，這就導致了傳統的人才培養方案無法滿足較復雜的學生情況。

根據以上實際情況，調整人才培養方案和目標，已經刻不容緩。

3 廣東海洋大學軟件工程專業人才培養模式的改革舉措

3.1 構建“以實踐教學為核心，理論教學服務于實踐教學”的特色課程體系

軟件工程的本質是應用工程化的開發方法，將現實世界的各種問題轉化為計算機世界的表達，并在計算機世界中求得解決方案，最后將計算機世界中的解決方案返回到現實世界，達到提供服務，解決工程問題的目的。

傳統的教學體系，更偏重于理論教學體系的研究和建立，本專業的理論課程，與其他專業類似，根據教育部的要求，將理論課劃分為公共基礎課、專業基礎課、專業課以及拓展類課程，但是以應用型人才培養為目標的軟件工程專業，其核心是學生工程實踐能力的培養，傳統的課程設置遠不能到達此目標。通過教學理論的研究，我們將教學重心轉移到實踐教學中來，確立了將“理論實踐并重”轉變為“以實踐教學為核心，理論教學服務于工程實踐”的原則，構建了獨立完整的實踐教學課程體系，課程由低級到高級，分布于8個學期，形成課程鏈，每一門實踐課程都有其相應的培養目標，層層遞進達到軟件工程專業人才培養目標，此原則體現在了廣東海洋大學軟件工程專業2019和2021人才培養方案中。

具體的實踐課程體系設置如表1所示。

表1 軟件工程專業實踐課程體系設置

表1中列出了廣東海洋大學軟件工程專業實踐課程體系的設置。該實踐體系主要分為兩部分：一部分是課程實驗，該部分與傳統的課程實驗類似，主要針對課程中的重要知識點進行設置；第二部分是綜合實踐類課程，從新生入學的第一個學期開始，每一個學期都安排了一門綜合實踐課程。每一門綜合實踐課程，都是針對本學期或者之前已經學過的課程，其對應如上表所示，綜合實訓任務都是讓學生完成一個完整系統的開發，其任務由簡到繁、從淺入深，難度、知識點以及代碼量都呈現層層遞進的關系，以逐步強化學生的工程能力。

從表1中所示可知，在大學一年級上期，即新生入學后，安排了企業認知實踐課程。學生普遍對本專業的特點、學習方法和方向以及就業前景缺乏客觀的認知，本課程安排的企業認知實踐，通過“走出去、請進來”方式，即帶領學生參觀本地的龍頭IT企業，同時請優秀的企業家、工程師以及本行業杰出代表，甚至是本專業優秀畢業生，來給新生講解本專業的學習、發展現狀與前景以及個人的職業規劃等。經過此次實訓，能夠在很大程度上解決學生的困惑，并極大提高學生的學習熱情。從大一下學期到大三下學期，所有的實踐都是針對所學的課程內容來進行綜合訓練，對學生進行中等復雜度系統開發訓練，最終是學生具有較強的代碼能力和動手能力。

經過以上訓練，學生已經具備了進行較強的開發能力，此過程主要由本系老師指導，在校內完成，此時的學生缺乏真實的企業案例開發經驗。因此最后大四兩個學期，重點加強學生的企業實戰能力。大四的整個學年，本專業安排了8周軟件項目開發企業實踐和4周畢業實習，這兩門實踐課程全部在企業完成，實踐內容為企業真實開發案例，由企業工程師和校內老師共同指導完成，接著15周的畢業設計，也全部在企業完成。經過長達一個學年的企業實戰，學生已經具備很強的企業開發經驗，且能夠對復雜的系統進行分析和設計，在人才市場上具有一定的競爭力。

經過多年的建設與優化，本專業的實踐教學體系日臻完善，為培養應用能力強的專業人才奠定了基礎。

3.2 構建并實施“團隊開發+三步教學法”的實踐模式

隨著軟件開發技術的發展，傳統的單人單機的實驗模式，已經無法滿足團隊開發要求。為此，本專業建立了《軟件工程卓越智慧實驗教學云平臺》，該平臺采用了現代軟件企業廣泛使用的技術和管理辦法，再現了企業開發軟件的流程和場景，將廣東海洋大學軟件工程專業的實驗模式提升為開發平臺上統一管理，多人多機分工協作的軟件開發模式，為提升學生的工程實踐能力奠定了物質基礎。該平臺的應用，徹底轉變了傳統單人作戰的模式，轉而采用團體開發模式，學生利用此平臺，學生可以不再受限于在同一時間同一地點的團隊開發要求，可以及時在平臺上進行互動、溝通于聯調，同時有利于指導教師對學生的開發過程進行查看、答疑與考核，從而端正學生的學習態度，提高學生的學習興趣。

其次，本專業所有的實踐課程，均采用“三步教學法”來進行，即“學習、模仿、創新”。學習指的是在實踐開始階段，針對重點、難點的知識點，學習一個具有基本功能的案例，使學生更快地掌握開發方法和相關知識；模仿即在學習的基礎上，學生將上一案例進行二次開發、完善，鞏固所學知識；創新階段即教師提出了一個具有更高復雜度要求的系統，或者學生通過自選題目，確定一個類似復雜度的系統，按分組的方式進行團隊開發，最終按項目作為考核項目，在該實踐課程結束后，現在進行演示答辯，并提交最終的開發報告。實踐課程考核采用依據學生提交的設計報告（40%）+報告人現場答辯（60%）的方式給出課程成績，做到了杜絕抄襲，鼓勵創新。

通過“三步教學法”的實踐課程學習，學生的實踐動手能力、對系統的分析應用能力、對知識的綜合應用能力以及對實際問題的解決能力，都得到了明顯的提升。此過程教師全程指導，及時解決同學在實踐中出現的各種問題，也提升了學生的學習效率和學習興趣。

3.3 組建課程團隊進行課程資源建設并實現資源共享

課程建設是專業建設永恒的主題。本專業主要從爭取課程建設經費、組建課程建設團隊、改進課程教學方法、創新課程考核辦法、校企協同共建課程資源和實現課程資源共享6個方面開展了工作。

全部實踐教學課程都組建了課程團隊，最優秀的教師擔任帶頭人，以團隊的方式進行課程資源建設并集體授課，最大限度發揮了集體的力量，保障了課程質量。本專業一共組件5個課程建設團隊，全部得到本校立項支助。團隊教師互相學習、互相幫助，共同完成各實踐課程項目的開發，對于本課程系統的開展，尤其是實踐教學體系的順利開展，起到了至關重要的作用。

對于新開課程，如人工智能、大數據處理、云計算等難度較大且熱門的高新技術，教師團隊成員通過參加企業培訓、相互幫助學習以及經驗交流、資源共享等方式，可在盡量短的時間內成長為一名合格的任課教師，從而提高了教師的教學水平，擴大了知識面，獲得良好的教學質量。

最好的工程案例來自企業，為此，我們采用購買企業服務的方式與企業協同共建課程資源，對于企業導師，采用“走出去，請進來”的方式，即將學生送入企業進行實習實訓，或者將企業導師請進學校，對學生開展相關的講座與培訓等方法，讓本專業的教師與企業一線工程師共同為學生授課，此方法有效提升了學生的工程實踐能力，取得了良好的教學效果，校內企業實訓即是最好的證明。

同時，為了適應教育信息化的需要，軟件工程專業的全部主要課程均已實現課程資源上網，實現了資源共享，內容涵蓋授課視頻、課后習題、小測驗等，學生可以在課外自主進行預習和復習，提高學習成績。

4 廣東海洋大學軟件工程人才培養效果

廣東海洋大學軟件工程專業的人才改革方案，經過四年的實踐，到目前為止2017級學生已經順利畢業，對比近三年的畢業生就業和繼續深造情況，本屆畢業在各方面都有明顯的進步，具體見圖1所示。

圖1 歷屆畢業生指標數據對比圖

本專業每年的招生人數在150人左右，圖2中統計了近三年的往屆畢業生和目前待畢業2021屆學生的各項指標數據進行對比，以收集到的數據為準。本圖中的優質就業指的是學生畢業前后，簽訂的第一份工作，月薪在一萬人民幣以上的就業情況，大創項目指獲校級及以上立項的大學生創新創業項目。從圖中，可以明顯看到，2019屆和2020屆學生在各項數據比2018屆僅有小幅度的提升，但2021屆待畢業學生的各項指標在前三屆基礎上有了大幅提高，各項指標都成倍增加，攻讀研究生人數達到歷史最高水平，競賽獲獎人次和層次都與往屆不可同日而語。這充分說明軟件工程專業的改革舉措，對人才培養質量提升的促進作用。

5 結語

廣東海洋大學軟件工程專業通過人才培養模式的改革，建立了以“實踐教學為核心，理論教學服務于工程實踐”的教學體系，并通過改革實驗模式、組建教學團隊、共享教學資源的方式，極大地提高了本專業的人才培養質量，為社會提供了更多優秀的軟件人才。地方院校數量眾多，如何提高軟件工程專業的人才培養質量，一直是各高校的重點難點，經實踐證明，本模式有效且可行，此外，廣東海洋大學是一所普通綜合類大學，因此本專業的改革模式，更具普適性，為其他高校的改革與實踐提供了一個可行的參考，具有重要意義。