面向新工科學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)及評價探索

郭良敏 陳傳明 俞慶英 陳付龍 接標(biāo) 鄭孝遙

［摘 要］文章探討面向新工科軟件工程專業(yè)的學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)及評價問題：優(yōu)化學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)模式，建立五層遞進(jìn)式的實踐教學(xué)體系，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的基本實踐能力；利用校企雙導(dǎo)師制的學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生對實際工程問題的分析、解決能力和創(chuàng)新意識；通過多元化的實踐教學(xué)評價機(jī)制及時進(jìn)行總結(jié)并持續(xù)改進(jìn)，提高實踐教學(xué)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］新工科；軟件工程專業(yè)；創(chuàng)新實踐能力；評價機(jī)制

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）02-0136-03

新工科強(qiáng)調(diào)跨領(lǐng)域知識轉(zhuǎn)化能力、應(yīng)用能力和實踐能力，其中的“新”主要包含新理念、新模式和新技術(shù)。新理念是強(qiáng)化學(xué)生解決工程問題的能力，新模式是強(qiáng)調(diào)緊密結(jié)合課程體系與實踐教學(xué)體系，新技術(shù)則是強(qiáng)調(diào)產(chǎn)教的有效融合。新工科的教育理念是培養(yǎng)未來具有戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、開放性特征的多元化、創(chuàng)新型優(yōu)秀工程人才[1]。社會的發(fā)展進(jìn)步對具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的工程應(yīng)用型人才的需求不斷增加，同時還需要更多和更新型的工科人才的支撐，這對高等學(xué)校工程教育的變革提出了新的挑戰(zhàn)。軟件工程專業(yè)主要培養(yǎng)能夠勝任軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)研究以及軟件的設(shè)計、開發(fā)、管理和維護(hù)等工作的應(yīng)用型人才。新工科建設(shè)更加注重軟件工程專業(yè)人才的創(chuàng)新實踐能力，而實踐是創(chuàng)新的基石，因此加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是軟件工程專業(yè)新工科建設(shè)的關(guān)鍵。實踐教學(xué)在培養(yǎng)具有創(chuàng)新實踐能力的應(yīng)用型人才的過程中起著關(guān)鍵性的作用，高質(zhì)量的實踐教學(xué)對于在新工科專業(yè)教學(xué)中提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力非常重要，因此要重視提高實踐教學(xué)質(zhì)量[2-7]。

軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容中理論知識所占比例過大，新技術(shù)和前沿知識在課程教學(xué)環(huán)節(jié)更新不夠及時[4]，教學(xué)內(nèi)容和人才市場需求銜接不夠，學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相對滯后。另外，軟件工程專業(yè)的師資隊伍大多是學(xué)術(shù)型人才，缺乏企業(yè)項目工作經(jīng)歷，工程實踐經(jīng)驗也相對缺乏，不能很好地適應(yīng)新工科建設(shè)對軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需求。在軟件工程專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中，很多高校采取了校企合作方式[8]，但產(chǎn)學(xué)合作通常不夠深入，缺乏好的合作平臺，校企雙方難以做到有效合作，從而使其人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升效果不夠好。

一、學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式

軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式要注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，在充分利用校內(nèi)實驗平臺的基礎(chǔ)上，堅持走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的途徑，推進(jìn)校企合作、產(chǎn)教融合，密切聯(lián)系本地區(qū)與本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)，創(chuàng)新校企合作新模式，發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)和平臺優(yōu)勢，拓寬合作渠道，在技術(shù)培訓(xùn)、項目合作、實習(xí)實訓(xùn)等方面深入合作，提高學(xué)生的實踐能力。培養(yǎng)方案的制訂要堅持整體優(yōu)化、學(xué)科融合、創(chuàng)新性和個性化的原則，引導(dǎo)學(xué)生通過“學(xué)習(xí)—實踐—再學(xué)習(xí)—再實踐”的過程，利用實踐教學(xué)、課外實踐和學(xué)科競賽實施雙創(chuàng)教育。要以多個實踐平臺為基礎(chǔ)，建立產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的協(xié)作教學(xué)模式，構(gòu)建校校、校企協(xié)同育人新機(jī)制。

應(yīng)將實踐教學(xué)貫穿于人才培養(yǎng)全過程，引入項目驅(qū)動教學(xué)模式，通過實驗課程、創(chuàng)新訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計以及專業(yè)見習(xí)、研習(xí)、實習(xí)與創(chuàng)業(yè)實踐等多元實踐能力培養(yǎng)路徑提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。鼓勵教師將學(xué)科前沿動態(tài)、教師最新研究成果和實際項目引入課程教學(xué)中。實踐項目應(yīng)具有綜合性、可行性、科學(xué)性強(qiáng)等特點，為學(xué)生開展實踐活動搭建高質(zhì)量的平臺，使學(xué)生通過實踐提高對項目總體目標(biāo)的解讀能力、任務(wù)分解能力、自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識的能力、分析解決問題能力、團(tuán)隊協(xié)作能力。同時，要邀請企業(yè)兼職教師參與實踐教學(xué)，引入真實或仿真項目。

將學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練常規(guī)化，引導(dǎo)學(xué)生通過項目參與培養(yǎng)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊協(xié)作能力。采取多種措施引導(dǎo)和鼓勵高年級學(xué)生進(jìn)入科研實驗室，讓他們在完成學(xué)習(xí)任務(wù)之余參與導(dǎo)師科研項目，提高科研興趣和創(chuàng)新能力。積極組織學(xué)生個人或團(tuán)隊申報國家級、省級和校級雙創(chuàng)項目以及學(xué)校的優(yōu)秀培育論文項目等。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)過課題立項、調(diào)研、確定研究內(nèi)容、制訂研究方案、開展研究以及接受中期檢查與結(jié)題驗收等過程，其多方面的能力與素質(zhì)都會得到鍛煉，更重要的是會提升創(chuàng)新實踐能力。

積極探索“三個課堂”有效聯(lián)動，形成新生專業(yè)導(dǎo)航、本科生導(dǎo)師制、實習(xí)與就業(yè)一體化、研本共建領(lǐng)航等工作機(jī)制，促使教學(xué)管一體化育人格局的形成。設(shè)立“企業(yè)家說”“魅力導(dǎo)師團(tuán)”等論壇，打造杰出工程師、專業(yè)導(dǎo)師、優(yōu)秀學(xué)子與普通學(xué)生近距離交流的平臺，幫助學(xué)生走好成長成才的每一步。要構(gòu)建完善的學(xué)生工作體系，實施“優(yōu)質(zhì)輸出”——實習(xí)就業(yè)修行工程、“高級語言”——專業(yè)提升修能工程、“增值處理”——學(xué)風(fēng)建設(shè)修心工程、“變量賦值”——素質(zhì)拓展修身工程、“目標(biāo)代碼”——思想引領(lǐng)修德工程等“五大工程”培養(yǎng)計劃，建立“三全育人”長效機(jī)制。

二、五層遞進(jìn)式的實踐教學(xué)體系

為了達(dá)到新工科對軟件工程專業(yè)人才的能力要求，該專業(yè)的畢業(yè)生首先應(yīng)具有基本實踐能力。開展基本實踐能力的培養(yǎng)是為了確保畢業(yè)生具備較強(qiáng)的編程能力和項目實施能力。我們以知識、能力和素質(zhì)為目標(biāo)，構(gòu)建五層遞進(jìn)式的實踐教學(xué)體系，如圖1所示。

驗證性實驗、設(shè)計性或綜合性實驗是實驗課程的教學(xué)內(nèi)容，開展實驗教學(xué)是為了及時鞏固和檢驗學(xué)生對課程知識的掌握效果，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的基本能力。在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，通過企業(yè)人員和專業(yè)教師共同教學(xué)，并采用項目管理模式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作能力以及解決軟件工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的實踐能力。

組織開展專業(yè)實習(xí)是為了讓學(xué)生對企業(yè)實際項目的管理和實施加深了解，并能在其中擔(dān)任一定的角色和完成一定的任務(wù)。為了更好地區(qū)分實習(xí)在不同階段的目的和強(qiáng)化實習(xí)環(huán)節(jié)，我們將實習(xí)分成一年級的見習(xí)、二年級的研習(xí)和三年級的實習(xí)三個階段，以循序漸進(jìn)的方式提高學(xué)生的綜合實踐能力。三個階段都是由校內(nèi)導(dǎo)師和校外企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)完成，校內(nèi)導(dǎo)師主要指導(dǎo)學(xué)生完成前期的實習(xí)準(zhǔn)備工作以及后期的實習(xí)總結(jié)工作，校外導(dǎo)師則是在實習(xí)過程中給予學(xué)生與實習(xí)任務(wù)密切相關(guān)的實際指導(dǎo)。見習(xí)的時長是兩周，主要是讓學(xué)生了解相關(guān)技術(shù)在實踐應(yīng)用的現(xiàn)狀，幫助其確定專業(yè)學(xué)習(xí)方向，形成對解決一線工作實踐問題需要的能力和素質(zhì)的基本認(rèn)識，促進(jìn)其提高專業(yè)知識和技術(shù)學(xué)習(xí)的主動性與針對性。研習(xí)的時長是兩周，主要是讓學(xué)生鞏固在學(xué)校所學(xué)的基本原理以及基本應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)，拓寬視野，增強(qiáng)實踐能力，了解行業(yè)所需的知識及人才類型，掌握軟件工程領(lǐng)域的最新動態(tài)，能把所學(xué)到的軟件工程基本理論及基本技能應(yīng)用到工程實踐中去，提高分析解決問題的能力與創(chuàng)新能力。實習(xí)的時長是八周，其目的是進(jìn)一步鍛煉和增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力、分析能力、綜合運用計算機(jī)與軟件工程專業(yè)知識和方法的能力、解決復(fù)雜工程問題的能力，從而增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)競爭力和適應(yīng)社會發(fā)展的能力，推動其實現(xiàn)理論知識向?qū)嵺`能力的轉(zhuǎn)化。

畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)一般要求學(xué)生圍繞一個實際項目完成軟件工程全生命周期的過程，以進(jìn)一步提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力。在完成畢業(yè)設(shè)計過程中，學(xué)生要能獨立查閱文獻(xiàn)資料、開展相關(guān)調(diào)研，了解軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和研究熱點，理解畢業(yè)設(shè)計任務(wù)并提出實施方案；能完成畢業(yè)設(shè)計的論證、設(shè)計、建模等，在畢業(yè)設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，使其具有實用價值，并綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化與環(huán)境等制約因素對畢業(yè)設(shè)計的影響；能根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，安全地開展實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)對實驗中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋和處理，從而得到合理有效的結(jié)論；能遵守畢業(yè)設(shè)計相關(guān)規(guī)范，使畢業(yè)設(shè)計結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、文字通順、用語符合技術(shù)規(guī)范、圖表清晰等；要理解畢業(yè)設(shè)計中所涉及的技術(shù)問題，并對其進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，按計劃完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。

三、校企雙導(dǎo)師制的學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系

本研究根據(jù)新工科人才培養(yǎng)的要求，對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系進(jìn)行改革和完善，構(gòu)建適應(yīng)軟件行業(yè)需求、理論與實踐相結(jié)合的培養(yǎng)體系；將工程教育與創(chuàng)新實踐的理念貫穿其中，注重培養(yǎng)學(xué)生對實際工程問題的分析解決能力和創(chuàng)新意識；采用校企合作育人機(jī)制，實現(xiàn)企業(yè)與高校的深度合作，改善培養(yǎng)條件和合作條件，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)實踐技能、職業(yè)創(chuàng)新意識；依托學(xué)院實驗實訓(xùn)中心和校外專業(yè)實踐基地，同時建立校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練基地，利用現(xiàn)代學(xué)徒模式、學(xué)科競賽、企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師共同指導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；以“學(xué)以致用，服務(wù)社會”為目的，通過校外專業(yè)實踐基地與企事業(yè)用人單位合作，實施“產(chǎn)品做媒、師資共享”和“實訓(xùn)、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、就業(yè)”一體化合作育人新模式；強(qiáng)調(diào)將理論知識融入實際工作中，力爭讓每位學(xué)生均能真正參與與專業(yè)緊密相關(guān)的生產(chǎn)活動，按照專業(yè)人才培養(yǎng)計劃分別開展企事業(yè)單位的產(chǎn)學(xué)研活動；每項產(chǎn)學(xué)研活動均由專業(yè)導(dǎo)師帶隊，進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，闡釋軟件工程相關(guān)理論在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用和軟件工程領(lǐng)域科研前沿動態(tài)。

實行本科生導(dǎo)師制，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。本科生在大學(xué)一年級就有校內(nèi)導(dǎo)師，一般在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開始開展創(chuàng)新探究活動直至本科畢業(yè)。部分科研實踐能力較強(qiáng)的學(xué)生有機(jī)會參加教師的課題或進(jìn)入省級重點實驗室，從事科學(xué)研究或應(yīng)用開發(fā)等工作，或進(jìn)入學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)苗圃、學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心（孵化基地）開展雙創(chuàng)實踐活動，從而提高科研興趣和雙創(chuàng)能力。

另外，參加技能和科技競賽活動對于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識、合作精神和專業(yè)實踐能力進(jìn)而促進(jìn)其培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高同樣具有重要意義。為了引導(dǎo)和激勵導(dǎo)師和學(xué)生積極參與技能和科技競賽活動，我們成立了學(xué)科競賽工作小組，設(shè)立了學(xué)科競賽專項經(jīng)費，出臺了學(xué)科競賽的保障和獎勵制度。

四、多元化的實踐教學(xué)評價機(jī)制

為推動新工科建設(shè)，做強(qiáng)一流本科、建設(shè)一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才，全面提升本科專業(yè)辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)能力，需要認(rèn)真貫徹工程教育專業(yè)認(rèn)證三大核心理念。開展質(zhì)量評價時不僅僅要評價教師教得怎么樣，更要評價學(xué)生學(xué)得怎么樣。評價教師的教學(xué)效果，主要采取校院兩級教學(xué)督導(dǎo)員、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)負(fù)責(zé)人隨堂聽課以及學(xué)生對課堂教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行網(wǎng)上評教等手段。學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是評價人才培養(yǎng)質(zhì)量最重要和最直接的依據(jù)，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果主要通過課程考核。課程考核方式應(yīng)該多元化，而且每個考核環(huán)節(jié)都要有具體的評價依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

一般將課程考核分為過程性考核和期末考核兩個方面。對于實踐教學(xué)，更注重對學(xué)生進(jìn)行過程性考核，通常將過程性考核和期末考核的成績比重設(shè)為5∶5或者6∶4或者7∶3。過程性考核成績通常根據(jù)隨堂考核情況、實驗代碼質(zhì)量、實驗報告情況等方面來評定。為了減少學(xué)生抄襲作業(yè)的現(xiàn)象，我們通過隨堂考核來檢驗學(xué)生的實驗作業(yè)是不是經(jīng)過其自身思考獨立撰寫的。一般以實驗作業(yè)中的相關(guān)問題為切入點，考核學(xué)生對實驗作業(yè)的理解和完成質(zhì)量，可進(jìn)行兩次考核，分別安排在學(xué)期中和學(xué)期末。實驗代碼質(zhì)量主要根據(jù)學(xué)生每次提交的實驗作業(yè)的代碼完成情況來做出具體的評價，比如是否設(shè)計了正確的算法、是否有語法錯誤、是否完成了實驗作業(yè)要求的所有功能或任務(wù)、能否得到正確的結(jié)果等。實驗報告主要對報告撰寫的規(guī)范性、分析的合理性、測試用例的完整性等方面進(jìn)行評價。對于期末考核，可通過上機(jī)測試、答辯展示、課程設(shè)計報告等方式。無論是何種期末考核方式，若涉及代碼部分，則按照前述標(biāo)準(zhǔn)來評價；若涉及答辯展示，要根據(jù)答辯時的表達(dá)能力等來評價；若涉及課程設(shè)計報告，則同樣按照前述實驗報告的標(biāo)準(zhǔn)來評價。

課程考核結(jié)果是課程目標(biāo)達(dá)成情況評價的關(guān)鍵，課程目標(biāo)的達(dá)成是畢業(yè)生畢業(yè)要求達(dá)成的基礎(chǔ)。開展基于成果導(dǎo)向的課程目標(biāo)達(dá)成情況評價有助于實現(xiàn)以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等都圍繞學(xué)生成果目標(biāo)展開，注重個性化教育和學(xué)生的全面發(fā)展。成果導(dǎo)向理念改變了傳統(tǒng)的課程教學(xué)、考核及評價模式，通過課程目標(biāo)達(dá)成情況評價，由課程目標(biāo)的制定（為什么教）、課程目標(biāo)的實現(xiàn)（怎樣教）、課程目標(biāo)的效果評價（教得如何），到持續(xù)改進(jìn)，形成環(huán)環(huán)相扣、以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的閉環(huán)系統(tǒng)。基于課程考核結(jié)果分析課程目標(biāo)達(dá)成的情況，發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)、學(xué)生能力等方面存在的問題，及時分析研究解決辦法并對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

五、結(jié)語

本文針對新工科背景下軟件工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)存在的問題，如教學(xué)內(nèi)容與人才市場需求銜接不夠、專業(yè)教師的企業(yè)工程實踐經(jīng)驗不足等，闡述了軟件工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式，探討了五層遞進(jìn)式的實踐教學(xué)體系、校企雙導(dǎo)師制的學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)體系以及多元化的實踐教學(xué)評價機(jī)制，以提升軟件工程專業(yè)的實踐教學(xué)質(zhì)量。在今后的人才培養(yǎng)中，要始終秉承新工科理念，貫徹工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念，進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力與行業(yè)競爭力的培養(yǎng)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 吳建斌，彭浩.新工科背景下的軟件工程專業(yè)實踐創(chuàng)新體系建設(shè)探索與思考[J].計算機(jī)教育，2021（5）：84-86.

[3] 蔣良孝，李超群.計算機(jī)類專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實踐[J].計算機(jī)教育，2021（1）：106-110.

[4] 王振輝，王振鐸.地方院校軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)體系探索[J].陜西教育（高教），2021（6）：20-21.

[5] 陳立巖.軟件工程創(chuàng)新實踐教學(xué)策略與啟示[J].大學(xué)教育，2014（11）：158-159.

[6] 劉陽，田夏.工程教育專業(yè)認(rèn)證視角下的專業(yè)實踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].大學(xué)教育，2021（3）：11-15.

[7] 袁嵩，許文銳.新工科背景下軟件工程專業(yè)創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2019（27）：63-66.

[8] 黃茹芬，鄭藝峰，陳碧珍.基于校企合作的創(chuàng)新型軟件工程專業(yè)實踐教學(xué)模式改革[J].福建電腦，2017，33（4）：73-74.

［責(zé)任編輯：龐丹丹］