陸鑫+任立勇

摘要：針對(duì)軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)，本文分析探討了課程教學(xué)模式如何支撐專業(yè)能力培養(yǎng)，提出一種強(qiáng)化能力培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式。該模式借鑒國(guó)際先進(jìn)的CDIO、OBE工程教育思想，融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等課程教學(xué)方式，強(qiáng)化研究生課程教學(xué)中的能力培養(yǎng)。在本校研究生專業(yè)學(xué)位課程教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中，該教學(xué)模式有效地提升了專業(yè)能力培養(yǎng)成效，其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)同類課程教學(xué)具有一定的示范意義。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；CDIO理念；專業(yè)能力；工程教育

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）14-0147-03

軟件工程專業(yè)作為一個(gè)工程實(shí)踐性非常強(qiáng)的工科專業(yè)，其培養(yǎng)基本目標(biāo)就是造就符合軟件行業(yè)要求和深受用人單位歡迎的卓越軟件工程師人才。按照中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)所頒布的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）要求，軟件工程專業(yè)畢業(yè)生除應(yīng)具有通用標(biāo)準(zhǔn)[1]的能力和素質(zhì)要求外，還應(yīng)符合計(jì)算機(jī)及軟件工程專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)[2]中的專業(yè)能力要求，如具有利用專業(yè)知識(shí)和技術(shù)方法對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)等能力。特別是對(duì)于重點(diǎn)大學(xué)的軟件工程專業(yè)，行業(yè)對(duì)其研究生的專業(yè)能力、專業(yè)水平、綜合素質(zhì)等方面都有更高的期望。在進(jìn)行軟件工程專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)時(shí)，只有采用先進(jìn)的工程教育理念和行之有效的課程教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出專業(yè)水平高、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)好的合格畢業(yè)生。因此，將先進(jìn)的工程教育理念和教學(xué)模式應(yīng)用到軟件工程專業(yè)課程教學(xué)中是十分必要的。本文以軟件工程專業(yè)“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程為示例，研究如何在專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)中注重學(xué)生實(shí)踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探索出一種強(qiáng)化能力培養(yǎng)的專業(yè)課程教學(xué)模式，并將它應(yīng)用于軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)。

一、課程培養(yǎng)目標(biāo)及要求

“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程是軟件工程專業(yè)中工程實(shí)踐性較強(qiáng)的一門專業(yè)技術(shù)課程。通過該課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力訓(xùn)練，使學(xué)生達(dá)到軟件行業(yè)對(duì)畢業(yè)生的“具有對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和維護(hù)等能力”專業(yè)要求。在研究生培養(yǎng)階段，該課程培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生掌握信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的高級(jí)技術(shù)方法，具備較高水平的系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施以及系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)等方面的專業(yè)能力，能夠勝任復(fù)雜信息系統(tǒng)開發(fā)以及項(xiàng)目管理等工作。

在本校軟件工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案中，“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程培養(yǎng)目標(biāo)具體設(shè)計(jì)如表1所示。

上表中所給出的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程培養(yǎng)目標(biāo)是按照OBE工程教育思想[3]來設(shè)計(jì)的，即圍繞軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和研究生畢業(yè)要求來確定課程目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這些課程培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)都需要制定相應(yīng)教學(xué)方案，同時(shí)也需要在課程教學(xué)中采用相應(yīng)的教學(xué)模式來確保學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)到課程培養(yǎng)目標(biāo)要求。

二、強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式

在研究生課程學(xué)習(xí)階段中，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力取決于課程培養(yǎng)目標(biāo)、課程教學(xué)模式和課程教學(xué)方案。其中，課程教學(xué)模式?jīng)Q定了課程培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力的教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教學(xué)手段等要素。下面以“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)模式改革為例，探討不同教學(xué)模式對(duì)學(xué)生軟件工程專業(yè)能力培養(yǎng)的影響，并提出一種強(qiáng)化能力培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式。

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)模式主要有兩種。

1.課堂知識(shí)傳授+課外作業(yè)。在這種課程教學(xué)模式中，以教師為中心，講解“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”理論知識(shí)、開發(fā)技術(shù)方法、前沿技術(shù)等內(nèi)容。在課程外，布置一些課外作業(yè)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生一些基本的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法應(yīng)用，如完成某信息系統(tǒng)的技術(shù)解決方案。

2.課堂知識(shí)傳授+課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。在這種課程教學(xué)模式中，除了講解“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”理論知識(shí)、開發(fā)技術(shù)方法、前沿技術(shù)內(nèi)容外，還通過課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生一定的信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，如完成某信息系統(tǒng)的軟件建模設(shè)計(jì)。

在第一種課程教學(xué)模式中，教師圍繞課程知識(shí)體系，將信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)方法傳授給學(xué)生。此外，教師通常也會(huì)要求學(xué)生自己通過作業(yè)方式去完成一些基本的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)實(shí)踐。該教學(xué)模式是一種以教師為中心的傳授型教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，即使學(xué)生在課堂中理解了課程知識(shí)內(nèi)容，通過實(shí)踐作業(yè)也掌握了一些基本系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法，但是他們?nèi)圆恢绾蝿?dòng)手解決一些工程實(shí)際問題。例如，不知道如何設(shè)計(jì)一個(gè)滿足大規(guī)模用戶訪問的信息系統(tǒng)架構(gòu)。探究其原因，這種教學(xué)模式局限于課程理論知識(shí)傳授和基本操作練習(xí)，不能培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用這些理論方法解決實(shí)際工程問題能力。更進(jìn)一步來講，該教學(xué)模式?jīng)]有將課堂教學(xué)內(nèi)容與工程項(xiàng)目實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來，缺乏對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。此外，由于該教學(xué)模式局限于基本的課外作業(yè)實(shí)踐，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)力度是不夠的。

在第二種課程教學(xué)模式中，教師除了講解課程理論知識(shí)外，還通過課程實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生完成特定項(xiàng)目系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐。該課程教學(xué)模式能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論和基本技術(shù)后，獲得基本的實(shí)踐能力訓(xùn)練。不過這種教學(xué)模式難以將專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)與工程能力培養(yǎng)進(jìn)行深入的有機(jī)結(jié)合，容易出現(xiàn)課程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練與課程理論知識(shí)內(nèi)容脫節(jié)。此外，有限時(shí)間的課程實(shí)驗(yàn)只是訓(xùn)練學(xué)生基本的實(shí)踐動(dòng)手能力，不足以支撐工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

綜上所述，傳統(tǒng)課程教學(xué)模式局限在以教師為中心的傳授式教學(xué)，課程對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)力度不夠，教學(xué)內(nèi)容探討工程問題的針對(duì)性不強(qiáng)，更談不上學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。

（二）強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式

通過對(duì)傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的分析可知，僅僅基于課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)和課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練對(duì)于工程教育是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，無法在實(shí)踐能力、工程能力、創(chuàng)新能力等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入培養(yǎng)。本文提出一種多環(huán)節(jié)、階梯遞進(jìn)能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式以解決傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限問題。該模式融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等工程教育教學(xué)方法，采用課程堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐作業(yè)、專題研討教學(xué)環(huán)節(jié)，分層遞進(jìn)強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，其課程教學(xué)模式體系如圖1所示。

在強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式中，借鑒CDIO工程教育教學(xué)方法[4]，注重在課程教學(xué)中對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、工程能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在課程教學(xué)中，除進(jìn)行課程理論知識(shí)教學(xué)外，還將課程能力培養(yǎng)目標(biāo)貫穿到“課堂教學(xué)”“實(shí)踐作業(yè)”“課程實(shí)驗(yàn)”“專題研討”各個(gè)環(huán)節(jié)中，并進(jìn)行一體化分層次能力培養(yǎng)。例如，在“課堂教學(xué)”和“實(shí)踐作業(yè)”環(huán)節(jié)，采用“案例導(dǎo)向教學(xué)”“做中學(xué)”“練中學(xué)”教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的基本動(dòng)手實(shí)踐能力。在“課程實(shí)驗(yàn)”環(huán)節(jié)，則通過適應(yīng)工程教育的綜合性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生解決工程領(lǐng)域問題的工程能力和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力。在“專題研討”環(huán)節(jié)，以工程項(xiàng)目案例開發(fā)為背景，采用“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”方法，引導(dǎo)學(xué)生探索解決信息系統(tǒng)中復(fù)雜領(lǐng)域問題，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生分析與解決復(fù)雜領(lǐng)域問題的創(chuàng)新能力。

三、課程教學(xué)模式實(shí)踐方案

為了在專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)，我們將上述強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式應(yīng)用在本校軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，具體實(shí)施方案如圖2所示。

（一）課程教學(xué)環(huán)節(jié)

將總學(xué)時(shí)為40的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)組織為28學(xué)時(shí)課堂教學(xué)、8學(xué)時(shí)課程實(shí)驗(yàn)、4學(xué)時(shí)專題研討。通過“課堂內(nèi)案例實(shí)踐→課后實(shí)踐作業(yè)→課程實(shí)驗(yàn)→專題研討”四個(gè)環(huán)節(jié)的階梯遞進(jìn)式課程專業(yè)能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生具備信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，通過課程項(xiàng)目分組開發(fā)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的交流溝通能力、協(xié)作能力以及團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目管理能力。

（二）課程教學(xué)方法

在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，針對(duì)不同章節(jié)教學(xué)內(nèi)容分別采用了“做中學(xué)”“案例教學(xué)”“研究性教學(xué)”等教學(xué)方法。如在“系統(tǒng)需求分析”章節(jié)課程教學(xué)中，采用案例導(dǎo)引教學(xué)方式講解在信息系統(tǒng)開發(fā)中，如何“需求獲取”、如何“描述需求”、如何“需求建模分析”、如何“驗(yàn)證需求”等。此外，在該章教學(xué)中也采用“做中學(xué)”教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生采用UML建模工具創(chuàng)建描述系統(tǒng)功能需求的用例圖模型和活動(dòng)圖模型，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)需求分析難點(diǎn)問題進(jìn)行深入的專題研討。

（三）課程教學(xué)內(nèi)容

在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容中，引入反映行業(yè)的主流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)技術(shù)和工程項(xiàng)目案例，增強(qiáng)課程理論知識(shí)與行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐的有機(jī)融合。課程教學(xué)內(nèi)容充分體現(xiàn)面向行業(yè)需求的知識(shí)體系構(gòu)建、實(shí)際工程項(xiàng)目背景、主流工程技術(shù)方法應(yīng)用。例如，課程教學(xué)以系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施為主題切入點(diǎn)，結(jié)合工程項(xiàng)目系統(tǒng)的開發(fā)案例，采用行業(yè)主流系統(tǒng)建模工具（如Rational Software Architect、Enterprise Architect、Power Designer）講解系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用方法，深入探討應(yīng)用系統(tǒng)的工程問題分析與解決實(shí)施方案。

（四）課程培養(yǎng)目標(biāo)

在制定“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，采用國(guó)際工程專業(yè)認(rèn)證OBE思想，針對(duì)軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，確定課程培養(yǎng)目標(biāo)。本課程根據(jù)專業(yè)要求，設(shè)計(jì)CO1、CO2、CO3、CO4、CO5五個(gè)課程培養(yǎng)目標(biāo)，具體定義見前面的表1所示。

將所設(shè)計(jì)的課程教學(xué)模式應(yīng)用在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，通過近幾屆研究生課程教學(xué)實(shí)踐，取得如下效果：①學(xué)生的信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)工程實(shí)踐能力得到明顯提升，同時(shí)在進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)時(shí)培養(yǎng)了較強(qiáng)的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。②解決了課堂教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)、課程研討、課外作業(yè)相互脫節(jié)問題，使專業(yè)能力培養(yǎng)能夠在課堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、專題研討和課外作業(yè)之間進(jìn)行有機(jī)銜接。③有效解決了傳授式教學(xué)模式的學(xué)生能力培養(yǎng)不足問題，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，突出了以學(xué)生為中心的課程教學(xué)。

四、結(jié)語

本文所提出的強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式可突破傳統(tǒng)教學(xué)模式在專業(yè)能力培養(yǎng)方面的局限。該模式采用先進(jìn)的CDIO、OBE工程教育理念，融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等課程教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的工程教育，使學(xué)生在實(shí)踐能力、工程能力、創(chuàng)新能力等多方面得到深度培養(yǎng)。該教學(xué)模式適合于專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)，對(duì)在工程教育中實(shí)施專業(yè)課程教學(xué)具有較好的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國(guó)工程認(rèn)證協(xié)會(huì).中國(guó)工程教育認(rèn)證計(jì)算機(jī)類補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（2015年版本）[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/column.php？cid=18&ccid=27，2015-03-01.

[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[4]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學(xué)改革研究[J].高等工程教育研究，2014，（1）：163-168.

Abstract：According to the teaching of professional degree in software engineering，this paper discusses the teaching mode of how to support the professional ability training，and put forwards a teaching mode for strengthening ability training in professional degree graduate course. This mode references the international advanced CDIO，OBE engineering education idea，and fuses "case oriented teaching"，"discussion teaching"，"learning by doing" and other teaching methods，strengthens major ability training in the graduate course. In my university graduate professional course teaching practice，this teaching mode has enhanced the ability training results，which practical experiences have certain significance for similar courses teaching.

Key words：teaching model；CDIO education idea；professional ability；engineering education