伍春香+劉斌+李小紅

摘 要：針對目前本科生普遍存在的系統(tǒng)分析能力欠缺、溝通表達能力不足、團隊合作意識不強、文檔素養(yǎng)低等問題，分析本科階段培養(yǎng)目標和軟件行業(yè)人才實際需求，闡述以能力培養(yǎng)為目標的軟件工程教學(xué)模式，提出用“能力—培養(yǎng)環(huán)節(jié)”矩陣指導(dǎo)教師落實能力培養(yǎng)的方法，并給出在軟件工程課程中的具體教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：能力培養(yǎng)；軟件工程教學(xué)；“能力—培養(yǎng)環(huán)節(jié)”矩陣；教學(xué)實踐

0 引 言

高等教育的3個主要出口是海外深造、進入工作崗位、國內(nèi)科研院所繼續(xù)學(xué)習(xí)。從各個渠道反饋的消息得知，各方對高等教育培養(yǎng)出來的學(xué)生的滿意度都不是特別高。國外大學(xué)教授們反映，中國學(xué)生普遍上課發(fā)言少，習(xí)慣于被安排，不敢質(zhì)疑權(quán)威，作業(yè)或者課程項目難以提出創(chuàng)新的點子，討論參與度不高；雖然各個行業(yè)都有一部分留學(xué)生有了不錯的成就，但相當一部分學(xué)生畢業(yè)后的現(xiàn)狀與人們的預(yù)期不一致，即使取得成就的人，也多是局限于專業(yè)技術(shù)崗位，不能在更廣的范圍內(nèi)有所建樹。國內(nèi)企業(yè)界的反饋也不盡如人意，比如華為反饋學(xué)生需要再培訓(xùn)，不能立即進入生產(chǎn)崗位。高校教師們也經(jīng)常提到研究生甚至博士生的科研素質(zhì)低，看不懂論文，不會寫文章，甚至連論文文字敘述、圖表格式、標點符號等都需要老師去修改。因此，大學(xué)階段的教育，除了傳授專業(yè)知識，也需要培養(yǎng)學(xué)生的能力與素質(zhì)。

1 課程教學(xué)應(yīng)以能力培養(yǎng)為目標

每一門課程在專業(yè)課程體系設(shè)置過程中，都有其對應(yīng)的教學(xué)目的，比如，軟件工程課程的教學(xué)目的是“使學(xué)生了解并掌握大型軟件開發(fā)，軟件測試、維護與管理的基本原理，從工程化角度培養(yǎng)學(xué)生從事軟件開發(fā)、測試、維護與管理的能力”。

課程的教學(xué)目的不能簡單理解成“知識傳授”，而應(yīng)是“專業(yè)培養(yǎng)目標”在該課程教學(xué)中的具體反映，因此，作為任課教師，在落實課程教學(xué)時，應(yīng)該把“課程教學(xué)目的”與“專業(yè)培養(yǎng)目標”的關(guān)系考慮在內(nèi)，不僅僅講授知識內(nèi)容，也要培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)，這樣才能真正體現(xiàn)“專業(yè)培養(yǎng)目標”。在計算機專業(yè)的課程教學(xué)中，這一點尤其重要。一方面，計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，使得很多專業(yè)課程涉及的內(nèi)容更新頻率很高，學(xué)生畢業(yè)后很快就會面臨新知識，掌握如何學(xué)習(xí)、運用新知識的方法和能力，對計算機專業(yè)的學(xué)生尤其重要。

2 能力及其培養(yǎng)環(huán)節(jié)

2.1 能力及其體現(xiàn)

“能力”是能勝任某項任務(wù)的主觀條件[1]，也就是說，能力是完成一項目標或者任務(wù)所體現(xiàn)出來的素質(zhì)。

大學(xué)生應(yīng)該具備什么樣的能力？計算機專業(yè)的畢業(yè)生，又該具備什么樣的能力？這應(yīng)與他們畢業(yè)后需要完成的任務(wù)結(jié)合起來考慮。

計算機專業(yè)的畢業(yè)生需要完成的目標或者任務(wù)，可能是繼續(xù)研究生學(xué)習(xí)與深造，也可能是進入工作單位。他們首先面臨的工作目標或任務(wù)，是與計算機專業(yè)相關(guān)的。如果一名計算機專業(yè)的學(xué)生具備了解決具體專業(yè)問題的素質(zhì)，那么，他就具備了勝任專業(yè)問題求解的主觀條件——能力。

作為專業(yè)課的課程教學(xué)仍然是以專業(yè)背景下的能力培養(yǎng)為主要目標，即培養(yǎng)學(xué)生在解決與專業(yè)相關(guān)的任務(wù)時所需要的素質(zhì)。

2.2 能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)矩陣

如何在大學(xué)課程的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力？

首先，要明確哪些素質(zhì)和能力對學(xué)生來說至關(guān)重要。在ACM和IEEE發(fā)布的《計算機科學(xué)課程體系規(guī)范2013》（CS2013）[2]有專門的陳述：計算機科學(xué)本科生教育應(yīng)該使學(xué)生為未來的工作做好全面準備，而不僅僅是向他們傳授技術(shù)；而這些素質(zhì)和能力的培養(yǎng)是通過大學(xué)階段通識課程的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和專業(yè)課程的教學(xué)活動綜合作用達到的。關(guān)于這樣的能力，CS2013也有具體描述：事實上，學(xué)生的軟能力（soft skills）（如團隊合作精神、口頭及書面表達溝通能力、時間管理能力、問題解決能力、靈活應(yīng)變能力等）及個人素質(zhì)（如對風(fēng)險的承受能力、合議共治能力、忍耐力、職業(yè)道德、機會的辨識力、社會責(zé)任感、對多元化的理解等）在未來工作中將起到至關(guān)重要的作用；一部分這樣的軟能力和個人素質(zhì)（如忍耐力、時間管理能力、職業(yè)道德、對多元化的理解等）將通過大學(xué)的學(xué)習(xí)生活經(jīng)歷而獲得，而其他部分則需要通過具體的課程教學(xué)活動來培養(yǎng)[2]。

其次，要確定大學(xué)階段可以通過哪些手段或環(huán)節(jié)實施對上述能力的培養(yǎng)。大學(xué)期間，社團活動、業(yè)余科研、導(dǎo)師科研項目、企業(yè)實習(xí)等都可以給予學(xué)生一定的鍛煉機會；而從教學(xué)角度梳理，可以得到這樣一些教學(xué)環(huán)節(jié)：課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)、課外自主學(xué)習(xí)、個人課程實習(xí)、小組課程實踐、課堂報告與畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)。這些教學(xué)環(huán)節(jié)側(cè)重點不同，對學(xué)生能力培養(yǎng)的作用也不一樣。

將大學(xué)階段各種可能給予學(xué)生能力鍛煉和素質(zhì)培養(yǎng)的環(huán)節(jié)與其可能培養(yǎng)的能力對應(yīng)起來，得到表1中的各項指標。本課程主要關(guān)注其中的教學(xué)環(huán)節(jié)，表1中陰影部分不是課程教學(xué)所涉及內(nèi)容，不在課程教學(xué)考慮范圍之內(nèi)。在各教學(xué)環(huán)節(jié)中，畢業(yè)設(shè)計不屬于某一門課程教學(xué)的范疇，也不在討論范圍之內(nèi)。

經(jīng)過表1的梳理，教師可以清楚看出哪些環(huán)節(jié)對學(xué)生哪些能力的培養(yǎng)有積極作用，只要針對當前學(xué)生存在的問題，有的放矢，加強對應(yīng)培養(yǎng)環(huán)節(jié)的內(nèi)容和方法設(shè)計，便可以達到對學(xué)生某方面能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。

3 基于能力培養(yǎng)的軟件工程教學(xué)實踐探索

3.1 以課程實踐帶動能力培養(yǎng)

能力是和實踐結(jié)合在一起的。離開了具體實際問題求解，既不能展現(xiàn)與發(fā)揮人的能力，也不能發(fā)展和鍛煉人的能力。只有將能力的培養(yǎng)和解決具體問題的過程聯(lián)系起來，才可能真正達到鍛煉和培養(yǎng)能力的目的。軟件工程課程按照這一思路著重突出了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

借鑒企業(yè)生產(chǎn)實踐和國外大學(xué)課程的教學(xué)方法，根據(jù)能力培養(yǎng)需求設(shè)計了一系列實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如表2所示。在軟件產(chǎn)品生產(chǎn)過程之前，會有組長競選、組長與組員雙向選擇的團隊組建、小組的自由選題3個環(huán)節(jié)。工程化開發(fā)出軟件產(chǎn)品后進行成果展示和課程小結(jié)。在課程實踐過程中，從不同角度培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力和素質(zhì)。

實踐環(huán)節(jié)與能力培養(yǎng)的對應(yīng)關(guān)系提供了專業(yè)培養(yǎng)目標在實踐教學(xué)中的具體對應(yīng)關(guān)系，為教學(xué)實踐的實施起到了具體指導(dǎo)作用。

3.2 以能力培養(yǎng)為目標設(shè)計各個教學(xué)環(huán)節(jié)

在教學(xué)實踐中，軟件工程課程教學(xué)利用表2的實踐教學(xué)“能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)”矩陣，針對當前學(xué)生存在的特點，精心設(shè)計了某些環(huán)節(jié)，從不同角度采用不同手段解決學(xué)生系統(tǒng)分析能力欠缺、溝通表達能力不足、團隊合作意識不強、文檔素養(yǎng)低等問題。

（1） 組長競選帶動管理知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。課程采用毛遂自薦和民主選舉的方式確定實踐小組的組長。要求每位同學(xué)通過查閱文獻自學(xué)“項目經(jīng)理”這個角色的相關(guān)內(nèi)容，包括項目經(jīng)理需要掌握的知識，應(yīng)該具備的能力，需要與哪些人打交道以及職責(zé)范圍，在此基礎(chǔ)上，思考“我（不）適合做組長/項目經(jīng)理的理由”并以文字表達。所有認為自己適合做項目組長的同學(xué)有1分鐘向全班同學(xué)陳述理由，然后全班同學(xué)選舉他們認可的項目組長。

這一過程，使每位學(xué)生學(xué)習(xí)項目管理的相關(guān)知識，并實踐了運用這些知識來分析自身的特點以及比較、判斷組長候選人。

（2） 團隊組建體驗真實生存壓力。團隊組建采用雙向選擇。競選成功的組長有權(quán)選擇自己希望招納的組員，其他同學(xué)也有權(quán)在所有組長中選擇自己更信服的組長。這樣一場真實的“市場競爭”，讓學(xué)生們在推銷自己的過程中體會到了壓力，一定程度上也推動了他們在后續(xù)積極參與課程學(xué)習(xí)，以針對性地提升自己。

課程教學(xué)中，理論課堂采取以小組為單位就座聽課、討論。實踐部分，小組成員以團隊方式完成一個項目的實際開發(fā)。這種全方位的團隊合作，使學(xué)生自始至終都意識到團隊的存在，時刻想著以團隊的方式完成所有的學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作意識。

（3）自主選題提升系統(tǒng)分析與設(shè)計能力。教學(xué)不是教師單方面的任務(wù)，只有學(xué)生參與進來才成其為“教學(xué)”。學(xué)生參與課程教學(xué)是一切教學(xué)方法改革的基礎(chǔ)。為此，課程在實踐項目選題上做了改革，采用學(xué)生自主選擇感興趣的題目。當可以自己做主選擇做什么的時候，學(xué)生的主觀能動性被大大激發(fā)，他們自主確定的實踐選題充分展示了什么叫做“創(chuàng)新”。比如，校園快幫、寢室阿拉丁、Miko游戲平臺、資訊集中閱覽器“閱讀者”、背單詞軟件、“買買買”、校園導(dǎo)游咨詢等，當然，教師要在題目的可行性等問題上給予學(xué)生小組適當?shù)闹笇?dǎo)。

在軟件工程的實踐選題改為自主選擇題目后，學(xué)生的課程學(xué)習(xí)投入程度空前高漲，對待開發(fā)系統(tǒng)高度投入，對過程中遇到的問題不愿意回避，必解決之而后快。完整的項目做下來，學(xué)生們的系統(tǒng)分析與設(shè)計能力都得到了實質(zhì)性鍛煉和提高。

（4）“示范小組”傳播真實項目經(jīng)驗。由于資源限制，無法讓每個小組都有直接參與實際項目的機會。課程采取了示范小組模式，即讓某小組參與某企業(yè)的實際項目，與企業(yè)的實際開發(fā)團隊并行完成同樣的項目開發(fā)，并把完整過程向其他同學(xué)匯報。每周，示范小組都有成員去企業(yè)參加業(yè)務(wù)溝通會，課程則定期安排示范小組在課堂上報告他們的進展和體會，示范小組反饋回來的一些在學(xué)校不會遇到的問題，讓其他學(xué)生體會到課程實踐與真實產(chǎn)品研發(fā)的不同，同時也感受到課程知識對實踐的指導(dǎo)作用。

（5） “錯組結(jié)對”擴大實踐內(nèi)容。在實踐過程中，采用“錯組結(jié)對”的方式，如圖1所示，每個小組將以管理小組的角色管理某個生產(chǎn)小組的開發(fā)活動，讓每位同學(xué)在開發(fā)軟件實踐的同時，也體驗到作為管理者應(yīng)該承擔(dān)的角色內(nèi)容。

3.3 以自主學(xué)習(xí)提升學(xué)習(xí)的有效性

有效教學(xué)理論的大規(guī)模教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：學(xué)生通過閱讀的學(xué)習(xí)效率是10%，通過聽講的學(xué)習(xí)效率是20%，通過試聽并用的學(xué)習(xí)效率是30%，采用與他人討論的方式學(xué)習(xí)效率是70%，采用實踐的方式學(xué)習(xí)效率是80%，采用教別人的方式學(xué)習(xí)效率是95%[3]。

課程選擇“教別人”的方式設(shè)置了自主學(xué)習(xí)部分，即每個小組選擇一個與課程內(nèi)容相關(guān)的選題在課下自學(xué)，形成學(xué)習(xí)報告，并在課堂上展示學(xué)習(xí)成果，以讓其他同學(xué)掌握其所展示的內(nèi)容為評價標準。最近一輪完成的課程教學(xué)中，自主學(xué)習(xí)選題有：敏捷開發(fā)、函數(shù)式編程、軟件開發(fā)社區(qū)、程序設(shè)計語言介紹、需求工程、開源軟件的意義與使用、軟件升級包的制作、基于平臺的開發(fā)、軟件著作權(quán)及其對軟件開發(fā)的指導(dǎo)意義、游戲開發(fā)等內(nèi)容。

這些選題既延伸了課程內(nèi)容，又讓學(xué)生在自學(xué)工作中，鍛煉了文獻查找與研讀及論文的撰寫。課堂展示環(huán)節(jié)則給了學(xué)生一次再創(chuàng)作的體驗，“程序設(shè)計語言介紹”和“需求工程”兩個學(xué)習(xí)小組甚至將所學(xué)內(nèi)容設(shè)計成了小品在課堂上展示，幽默詼諧的表演不僅詮釋了學(xué)習(xí)內(nèi)容，也展現(xiàn)了小組每位成員的優(yōu)秀風(fēng)采。這樣“教他人”的方式讓“教”者意氣風(fēng)發(fā)，讓“學(xué)”者印象深刻。相信這樣學(xué)習(xí)到的知識，會讓這些“教”者終生難忘。

3.4 以預(yù)期評測目標引導(dǎo)能力培養(yǎng)

管理學(xué)上有句名言：員工只做被考核的事，這句話同樣適用于教學(xué)中。學(xué)生因為知識體系不完善，對問題的認識存在一定局限性，一定程度上看重分數(shù)是很正常的。合理地把握這樣的學(xué)生心理并予以引導(dǎo)是有助于達到教學(xué)目標的。

（1）提前發(fā)布文檔標準。課程實踐的文檔評價標準在課程開始初期就發(fā)布給學(xué)生，并將“武漢大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）書寫印制規(guī)范”作為文檔形式規(guī)范和學(xué)術(shù)規(guī)范的基本標準。學(xué)生在“得高分”的原始目的驅(qū)動下，會按照評價標準中的重要得分點要求的標準去做，看似為了得高分，實際上引導(dǎo)學(xué)生遵循文檔規(guī)范，同時也了解了基本學(xué)術(shù)論文的撰寫要求，提升了文檔素養(yǎng)。

（2）提前發(fā)布成績評定標準。圖2所示為課程最新一版的成績評定標準。

第一節(jié)課就發(fā)布課程的最終成績評定方法。在課程進行中會分階段發(fā)布課程成績，這可以促使學(xué)生及時調(diào)整自己在課程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)目標。在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生時刻都能知道自己目前已得到的成績，在切身利益相關(guān)的情況去做判斷與選擇，時間管理、風(fēng)險分析、靈活的計劃調(diào)整等能力得到了直接鍛煉和提升。

4 結(jié) 語

大學(xué)教育應(yīng)該為學(xué)生一生的發(fā)展奠定扎實基礎(chǔ)，大學(xué)階段對學(xué)生的培養(yǎng)通過每一門具體課程的教學(xué)活動來落實，因此，課程教學(xué)應(yīng)直接、具體地落實“專業(yè)培養(yǎng)目標”。

軟件工程課程在教學(xué)實踐中做了一系列探索，通過“能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)”矩陣幫助教師梳理培養(yǎng)不同能力的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，從而針對性地設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的實施方法，從系統(tǒng)分析能力、溝通表達能力、團隊合作意識、文檔素養(yǎng)等多方面鍛煉和提升了學(xué)生的能力和素質(zhì)，大大改善了課程的授課效果。當學(xué)生以匿名的方式在課程群里發(fā)出圖3所示的個人時間分配比例，并且說出“然后發(fā)現(xiàn)軟工又有用又好玩，花的時間就不在乎了……”，就可以看到作為選修課的軟件工程在學(xué)生心目中的印象得到徹底改變。

教學(xué)研究成果是教師在教學(xué)實踐中探索出的經(jīng)驗性積累，由于沒有規(guī)范性的表達，一直存在推廣的困難。一種有效的教學(xué)方法如果不能得到推廣，就無法在更廣的范圍檢驗其成效。在軟件工程領(lǐng)域，軟件開發(fā)過程以框架模型的方式呈現(xiàn)，指導(dǎo)了諸多開發(fā)團隊的工程實踐。在下一步的研究中，課程研究將借鑒這種思路，探索教學(xué)方法的規(guī)范化表達，以促成更多的教學(xué)經(jīng)驗在更大范圍的教學(xué)實踐中得到推廣，從而惠及更多師生。

參考文獻：

[1] 中國社會科學(xué)院語言研究所詞典編輯室編. 現(xiàn)代漢語詞典（2002年增補本）[M]. 北京： 商務(wù)印書館， 2002.

[2] The Joint Task Force on Computing Curricula Association for Computing Machinery （ACM）&IEEE Computer Society. Computer Science Curricula 2013[EB/OL]. （2013-12-20）[2016-12-20]. http：//www.acm.org/education/CS2013-final-report.pdf.

[3] 希爾伯曼. 積極學(xué)習(xí)： 101種有效教學(xué)策略[M]. 陸怡如， 譯. 上海： 華東師范大學(xué)出版社， 2005.

（編輯：郭田珍）