新工科背景下軟件工程專業人才培養的教學改革實踐探析

單冬紅 李輝利 夏棟梁 吳文博

關鍵詞：新工科；軟件工程；人才培養；教學改革

1 引言

新工科的發展對未來的工程科技人才提出了新的要求：應用現在還未出現的技術，去解決還未出現的問題[1]。要滿足這個要求，需要工程科技人才具備較強的學習能力，在不斷的學習發展中，掌握新技能，解決新問題，適應社會發展。關注高校學生的學習特征，探索提升學生學習力的有效途徑，對提高工程科技人才的培養質量，加強新工科建設，培養適應國家產業轉型和經濟發展的工程科技人才具有重大意義[2]。

軟件工程是一門理論性、實踐性都比較強的學科，主要培養從事軟件開發、軟件維護等方面的技術人才，學科內容具有多、廣、雜，且更新快的特點。但是校內專業課程的內容更新頻率跟不上企業的技術更迭速度；校內教師的技術水平也追不上企業工程師的水平。但是，專業課程的內容質量直接影響學生對專業課的學習興趣；校內教師的技術水平直接影響學生對專業知識的掌握程度，也會影響學生對專業發展的正確認知和持續學習專業知識的意愿。

因此，以專業教師為切入點，融合校內外各類資源，探索出一套提升師資力量，優化課程資源，改進授課方式的教學改革方案，從外向內激發學生的學習興趣，提升學生的學習能力，是很有必要的。

2 軟件工程專業學生學習現狀

在疫情突發后，全國各類學校積極響應教育部“停課不停學”的號召，全面開展線上教學。平頂山學院也積極開展線上教學，且每周進行教學運行情況分析，形成教學運行報告。教學運行報告顯示：能夠參與線上學習的學生占比達到99.89%，而學生認為自己學習投入高的占比均值為78%，與參與線上學習的學生占比偏差較大，該現象表明學生的自主學習積極性不強；同時，從線上授課形式看，以講授為主的直播授課方式占比持續6周高于80%，學生對老師教學滿意度持續6周高于86%，該現象表明，學生學習對老師依賴程度較高，自主學習動力不足；另外，第6周的運行報告顯示，開展線上教學以來，學生對自己學習投入的滿意度均值為78%，學生對學習效果的滿意度均值為74%，且整體呈下降趨勢，該現象表明，學習毅力不持久。

結合以上數據，對軟件工程專業的學生進行問卷調查。結果顯示，70%以上的學生表示在學習時，不知學有何用，對所學內容缺少興趣，主動學習較少，而且容易出現拖延、懈怠、疲倦等現象；更多的學生表示需要老師帶領進行學習，這進一步印證了運行報告中學習動力不足、缺乏學習興趣的現象。這個現象將直接影響軟件工程專業學生的學習效果，進而影響學生的整體質量，導致學生應對未來的挑戰和解決未知問題的能力不足。

通過召開軟件工程專業的學生座談會，學業指導老師的匯報交流會等，發現軟件工程專業的學生在學習上出現的動力不足、缺乏學習興趣的現象，主要有以下原因：

1）軟件工程學科所包含的課程中，理論內容主要是核心技術和開發原理，這些內容均結合實際軟件開發過程，將其中的原理和方法進行提煉，然后引入課程[6]，內容有較強的抽象性。但是，大多數學生缺乏項目開發經驗，這進一步加大了學生對內容的理解難度，缺乏學習興趣。教師雖然通過鉆研教材、反復試驗來提升對課程內容的熟悉程度，但是對突發問題的解決能力仍顯不足，不能更有效地指導學生，給學生樹立技術達人的榜樣。

2）軟件相關的技術更新很快，學校原有的課程內容跟不上技術更新的節奏，導致軟件工程專業的學生認為目前在學校學習的內容，工作中直接應用的概率較小，缺少學習動力，對課堂學習有所懈怠，但自身又缺乏自主學習能力，不能很好地進行自主學習，造成學習效果不佳。

3）傳統的教學模式下，課程教育存在重理論、輕實踐，重推導、輕創新的問題[7]，導致學生對學到的知識不會用，不知道怎么用，導致學生學習無目標無動力。傳統課堂上多采用“教師講授+學生一般性提問”[8]的教學方式，學生多是被動接受知識，缺少主動思考和練習的機會，造成學生問題分析能力和解決問題的能力較弱，當面臨實際問題時，體會更多的是挫敗感，體會不到學習帶來的成就感，進一步導致學習倦怠，形成惡性循環。

3 教學改革實踐探析

新工科背景下，需要將校企協同指導和產教協同育人結合起來，實現雙線并重、雙管齊下的效果[9]。平頂山學院軟件學院建設有鯤鵬產業學院，與多家企業建立了良好的合作關系，并構建了多樣的專業課程模塊。為了提高軟件工程專業的人才培養質量，現結合軟件工程專業的學生學習現狀和軟件工程專業的課程特點，分別從教師隊伍、課程內容、課堂組織、課外促進四個方面進行教學改革。

3.1師資隊伍優化結構，壯大師資力量

教師是知識的傳播者和教育的實施者，是教育的主導力量。國家進行教育改革，教師隊伍是推進改革的關鍵力量。在工程教育認證背景下，工科教師不僅要具備扎實的專業知識，更應具備有效促進教學的知識和技能[10]。教師的水平和形象對學生的學習有著無形的重要影響力。

平頂山學院軟件學院以鯤鵬產業學院為依托，選派多名教師赴企業一線掛職鍛煉，讓專職教師切身融入企業，接觸一線環境，了解市場需求，掌握一線技術，做到與時俱進，返校后向全體教師進行培訓、指導，有效提升專職教師的技術水平和整體實力。目前，共選派21名教師進企業鍛煉，且完成企業任務，返校后承擔企業級應用開發、Web應用開發等專業課程，對教學過程中的技術問題的解決能力、工具應用能力都有了顯著的提升。同時，從合作企業中選聘多名優秀專業技術人才到校兼職任教，將企業實際生產環境中的管理模式、開發流程等內容帶進校園，讓學生在接觸新興技術的同時，更直觀地從他們身上感受到企業與學校的不同。目前，共引進企業導師20余名，主要承擔Linux網絡與集群管理、智能算法與應用等課程的實訓任務，以項目為載體，團隊協作完成。通過校企的雙向傳輸，建設校企協同、專兼結合、產教融合的雙師雙能型師資隊伍，壯大軟件學院的師資力量，進一步提升師資的專業技術水平，為更好地開展專業課程提供有力保障，為學生樹立身邊的學習榜樣。

3.2課程融合企業案例，增強學習興趣

根據軟件工程專業的人才培養方案，軟件工程專業的主干課程主要圍繞設計原理、編程技術開設，重在培養學生的應用能力和軟件工程領域復雜工程問題的解決能力。原有的課程編排，一般按照一至兩次理論課，然后進行實驗課的方式進行，實驗內容也多是對基本理論的驗證，綜合性、應用性實驗的設計偏少。學生學完之后，對知識該如何用、在哪里用沒有清楚的認識。隨著課程內容的不斷推進，學生逐漸對課程失去興趣，不能很好地達成培養目標。

鯤鵬產業學院吸納了一批從事軟件開發的兼職企業導師，他們帶來了大量的企業項目案例，擴充了課程資源，豐富了課程內容。在此基礎上，將案例進行分類，分別對應到不同的專業課中，對課程內容進行優化，將原來的理論、實驗分段開設的課程，調整為依托項目案例的一體化課程，并將項目案例貫穿于課程始終，實現理論和實踐的同步轉化。讓學生在上課的過程中，不僅能學到知識，也能掌握運用知識解決問題的方法，讓學生不但能學會，能應用，而且知道如何用，在哪里用，增加學生的學習興趣，提升教學效果，更好地促進培養目標的達成。

3.3課堂改進教學模式，提升學習主動性

專業課程的課程內容和課程資源優化之后，多采用理實一體化方式進行上課，在這種方式下，只有學生深度參與進去，進行主動學習并解決問題，才能取得較好的效果。為了提高學生的學習主動性，課堂采用以學生為中心的BOPPPS教學模式，在前測環節，借助企業招聘面試題和各類競賽題，發布任務，讓學生直面競爭場景，產生壓力，促生學習動力；在參與式學習環節，結合項目案例，利用所學知識，通過討論、評價、分享等方式，提高學生參與度，調動學習主動性；在后測環節，展示學習成果，讓學生獲得學習成就感，體現自我價值。

3.4課外參與競賽，激發學習動力

高校培養的人才，最終要向社會輸出，更好地服務社會，學生的綜合素質和角色轉化效率對后續發展有重要影響。“以賽促學，實戰演練”能讓學生體驗除學生外的其他角色，激發學生的斗志，獲得價值任何和成就感，全面提升軟件工程專業學生的綜合素質。我院教師積極組織學生參與各類學科競賽，例如藍橋杯全國軟件大賽、ACM國際大學生程序設計競賽、信息技術專業人才大賽、信息安全與攻防技術大賽、黃河鯤鵬開發者大賽等，每年帶動學生170余人，平均獲獎率50%。通過以賽促學、實戰演練的方式，進一步激發學習動力、鍛煉學習能力，提升學生對知識的應用能力和問題解決能力等綜合素質。另外，依托鯤鵬產業學院，緊密對接企業，我院教師鼓勵并組織學生考取各類行業證書，例如人大金倉數據庫認證、華為鯤鵬應用開發者認證等，為學校人才向社會人才轉化，實現角色的順利轉變奠定基礎。

4 實施效果

針對學校2019級軟件工程專業的學生，通過問卷調查的方式，獲取教學的實施效果，具體問卷內容及結果如下：

1）對現在的整體教學效果，是否感到滿意

從調查結果看，25.76%的學生對整體教學效果非常滿意，46.21%的學生對整體教學效果滿意，26.52% 的學生對整體教學效果基本滿意，表明教學改革取得了良好的效果。另外有2位學生對教學效果表示不滿意和非常不滿意，經過跟蹤分析，這兩位同學都較好地完成了學習任務，但成果未被老師或同學點評過，沒有得到直觀的認可，稍有遺憾。后續將加強教學過程數據分析，覆蓋全體學生。

2）新的企業案例等教學資源，對于你提升學習興趣是否有幫助

從調查結果看，69.59%的學生認為企業案例有助于提升自己的學習興趣，其中28.26%的學生認為對自主學習能力的提升非常有幫助，由此可見，引入企業案例是十分必要的，而且效果是較好的。

3）現在的教學模式，對你提高學習能力是否有幫助

從調查結果看，92.43%的同學表示現在的教學模式對提高自己的學習能力有幫助，表明改進后的教學模式，更適合軟件工程專業的課程特點，且能被學生更好地接受。另外有7.58%的學生表示沒有幫助或不清楚，將與其他學生交流和輔導員進行溝通，這部分學生不善于溝通、交流，課堂上的各類參與式活動的參與度低。后續將加強對這類學生的關注，并進行個性化指導。

5 總結

在教學過程中，通過校企合作、專兼職結合的方式，提升專職教師的技術水平，豐富師資隊伍結構，壯大師資力量，為更好地開展課程奠定基礎；課程內容引入新穎的企業項目案例，激發學生的學習興趣，喚醒自主學習欲望；課堂采用BOPPPS教學模式，提高學生的參與度，提升學習主動性；教學過程與學科競賽、考取行業證書交叉融合，讓學生直面競爭，激發學生動力，更好地鍛煉自主學習能力，提升學習效果。各類措施有機結合，不斷改進，有效提升軟件工程專業的人才培養質量。