車海燕，馮 鐵，馬東輝

（1.吉林大學(xué) 計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春，130012；2.吉林大學(xué) 軟件學(xué)院，吉林 長春，130012）

1 背 景

作為信息技術(shù)的核心之一,計算機技術(shù)發(fā)展迅速,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動計算、云計算等正在改變著人類的生產(chǎn)和生活方式,社會急需大量的相關(guān)人才。然而計算機類專業(yè)培養(yǎng)的人才與這些需求,特別是未來新的需求有較大的差距[1]。因此，本專業(yè)類要從“外延發(fā)展”轉(zhuǎn)向以提高質(zhì)量為主的“內(nèi)涵發(fā)展”。

為了更好地進行“內(nèi)涵發(fā)展”，需要更新教育基本理念，從傳統(tǒng)的以教為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生發(fā)展為中心，更加聚焦社會需求與學(xué)生發(fā)展，從面向課程的教育（CBE）轉(zhuǎn)向面向產(chǎn)出的教育（OBE）。要以培養(yǎng)滿足社會特定需求的畢業(yè)生為目標，要“問產(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)”“問技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容”，加大產(chǎn)學(xué)合作的力度。

2 軟件工程課程設(shè)計現(xiàn)狀

軟件工程是研究軟件開發(fā)維護與管理的工程學(xué)科，是計算機科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，對于提升學(xué)生的綜合能力具有至關(guān)重要的作用[2]。軟件工程內(nèi)容比較龐雜和抽象，對于缺乏軟件開發(fā)實際經(jīng)驗的本科生來說,學(xué)習(xí)這些抽象的理論知識往往會感到枯燥無味且難以理解[3]，因此案例教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)是強化軟件工程教學(xué)效果的重要途徑。

軟件工程課程設(shè)計是與軟件工程課程相配套的后繼實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要目的是通過實際項目開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力，使學(xué)生通過實際的“動手做”和“真正練”將在軟件工程課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識進一步消化、理解和鞏固。

軟件工程課程設(shè)計通常的做法是將學(xué)生分成小組，按照軟件工程的思想、方法和過程進行給定題目的項目開發(fā)，撰寫提交開發(fā)計劃、需求、設(shè)計等相關(guān)項目文檔，最后展示開發(fā)完成的項目產(chǎn)品。然而面對新工科建設(shè)提出的對培養(yǎng)未來多元化和創(chuàng)新型卓越工程人才的要求[4]，該課程存在以下幾個問題限制了其達到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.1 課程教學(xué)與產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合不緊密

在校教師掌握軟件工程基本原理和知識，掌握多種軟件過程模式，具有較豐富的工程開發(fā)經(jīng)驗，但是計算機技術(shù)發(fā)展迅速、日新月異，在校教師無法及時掌握企業(yè)最新開發(fā)信息、采用的流行方法工具，以及企業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求，限制了學(xué)校培養(yǎng)的人才與市場需求的有效接軌。

2.2 課程指導(dǎo)教師人員不充足

由于在校教師人員數(shù)量和工作安排限制，通常一門實踐課程的師生配比是1:30（即一名教師負責(zé)一個自然班）。但是為了提高課程教學(xué)效果，教師需要為學(xué)生提供有針對性的、個性化的現(xiàn)場指導(dǎo)，同時需要密切關(guān)注各個小組甚至每名成員在整個開發(fā)過程中的表現(xiàn)和參與情況，以便準確評估學(xué)生的課程成績。因此理想的師生配比是1:5（或1:10，即一名教師負責(zé)一或兩組學(xué)生），但目前這種師生配比在一般高校中都是無法實現(xiàn)的。

2.3 課程評價方法不完善

軟件工程課程設(shè)計對于學(xué)生的成績考核評價通?；趯W(xué)生項目小組在課程結(jié)束時提交的項目文檔和系統(tǒng)演示。教師通過檢查項目開發(fā)結(jié)果、評閱文檔報告評定每個小組的總體成績，再根據(jù)小組負責(zé)人為項目組成員評定的工作量貢獻比例計算每個學(xué)生的課程成績。這種評價方法既綜合考查了軟件過程質(zhì)量（項目文檔）和軟件產(chǎn)品質(zhì)量（系統(tǒng)演示），同時也區(qū)分了項目組成員的不同貢獻度。

但是小組負責(zé)人評定團隊成員的個人工作量缺少客觀標準；指導(dǎo)教師通常無法對多人協(xié)作項目組中的個人工作情況進行有效的監(jiān)督和控制，進而也無法客觀評定學(xué)生的個人課程成績。同時，這種評價方式無法滿足新工科背景下對軟件工程實踐課程提出的教學(xué)要求[5-6]，強調(diào)學(xué)生不僅要具有現(xiàn)代軟件工程開發(fā)能力,也要具備主動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、系統(tǒng)思維、過程控制、表達展示等綜合素質(zhì),這些要求在傳統(tǒng)評價方式中難以體現(xiàn)和落實。最后,指導(dǎo)教師在課程結(jié)束時進行的單次評價無法體現(xiàn)學(xué)生在實踐過程中的詳細工作情況,與“基于項目的教學(xué)”要求的過程控制相違背,難以實現(xiàn)“做中學(xué)”“做中教”的教學(xué)效果。

3 基于產(chǎn)學(xué)合作的軟件工程課程設(shè)計教學(xué)新模式

本著產(chǎn)學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型、適應(yīng)市場需求人才的教學(xué)目標，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方式，組建工程化多層次綜合師資隊伍，完善課程評價體系。

3.1 采用基于TAPD 的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

敏捷開發(fā)是目前互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)主要采用的軟件開發(fā)模式。騰訊敏捷產(chǎn)品研發(fā)平臺TAPD（Tencent Agile Product Development）是騰訊公司在2006 年提出的敏捷開發(fā)體系，提供貫穿敏捷研發(fā)生命周期的一站式服務(wù)。

本課程引入TAPD 平臺，利用TAPD 的靈活性選擇合適模塊搭建適合課內(nèi)教學(xué)使用的研發(fā)流程，設(shè)計合理的課程教學(xué)方式、內(nèi)容和計劃。

（1）課程采用“基于項目的教學(xué)”模式，以實際軟件項目開發(fā)的形式進行。學(xué)生自愿分組，每組4～5 人，指定一人為項目經(jīng)理。

（2）課堂上指導(dǎo)教師使用真實敏捷案例基于TAPD 平臺進行體驗式教學(xué)。鼓勵學(xué)生在課下進行自主學(xué)習(xí)，深入理解敏捷過程思想，快速掌握TAPD 需求、迭代、故事墻、缺陷、報表、文檔等核心應(yīng)用，能夠基于TAPD 進行團隊協(xié)作敏捷開發(fā)。

（3）指導(dǎo)教師與學(xué)生共同確定敏捷開發(fā)題目，由每個項目小組自由選擇，然后進行基于TAPD的敏捷軟件項目開發(fā)。

（4）開發(fā)過程中，指導(dǎo)教師基于TAPD 監(jiān)控項目組及學(xué)生個人工作進展情況，觀察記錄項目組各成員在項目開發(fā)活動中的參與情況，為學(xué)生在開發(fā)過程中遇到的問題提供必要的指導(dǎo)意見。

（5）合理安排教學(xué)進度，使得學(xué)生可以在課程的32 學(xué)時內(nèi)進行2～3 次項目迭代，充分感受快速迭代式開發(fā)的工作方法。課程的課時建議安排見表1。

表1 軟件工程課程設(shè)計學(xué)時安排

在課程的具體執(zhí)行過程中需要注意以下幾點。

（1）講授敏捷方法。課程采用敏捷開發(fā)思想，使用Scrum 流程作為開發(fā)過程的實踐流程，以期讓學(xué)生在接近真實的場景下,在敏捷思想的指導(dǎo)下進行完整的軟件項目開發(fā)。為此，需要在項目啟動之前使學(xué)生明確敏捷思想和Scrum 流程。這些內(nèi)容可以在之前的軟件工程理論課上進行學(xué)習(xí)，也可以在本課程初期講授。

（2）學(xué)習(xí)TAPD 平臺。指導(dǎo)教師在項目啟動之前將利用真實敏捷示范性案例，帶領(lǐng)學(xué)生進行體驗式教學(xué)，讓學(xué)生快速掌握TAPD 平臺的基本功能、使用方法和敏捷開發(fā)的基本流程。鼓勵學(xué)生利用TAPD 提供的在線幫助、幫助文檔、使用手冊、社區(qū)等學(xué)習(xí)資源進行獨立閱讀學(xué)習(xí)，理解TAPD 核心應(yīng)用功能，培養(yǎng)學(xué)生積極主動探索能力和自學(xué)能力。

（3）設(shè)計項目題目。以學(xué)生興趣為中心確定項目題目。對于一門實踐課程，學(xué)生選擇合適的題目是保證該實踐教學(xué)順利開展的關(guān)鍵。在進行選題設(shè)計時盡量選擇真實的案例[7]，并根據(jù)需求的難度復(fù)雜性、課程時間等因素進行必要的裁剪或定制。學(xué)生可以提出自己的題目，指導(dǎo)教師審核題目難度、工作量和與課程目標的匹配程度，通過后可以作為學(xué)生的開發(fā)題目。同時選題也要考慮和當前主流的計算機技術(shù)相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生的開發(fā)興趣，提升學(xué)生的自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。

（4）建設(shè)案例庫。在教學(xué)過程中進行軟件工程案例的收集與整理。一方面請求騰訊及其他軟件組織為課程提供一定數(shù)量的真實案例，由教師根據(jù)需要進行必要的裁剪和定制；同時，在課程的實施過程中收集整理學(xué)生完成的優(yōu)秀案例。這些真實案例不僅可以用來進行課堂上的體驗式教學(xué)、學(xué)生課外的自主學(xué)習(xí)，而且可以讓新一屆學(xué)生以這些案例作為基準進行新一輪的迭代開發(fā)。

引入TAPD平臺能提高學(xué)生對課程的關(guān)注度,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強其學(xué)習(xí)動力,達到以行業(yè)需求、產(chǎn)出為導(dǎo)向的目標,為學(xué)生就業(yè)和未來職業(yè)生涯發(fā)展奠定牢固基礎(chǔ)，符合產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人模式。在教學(xué)過程中學(xué)生需要進行知識延伸學(xué)習(xí),找到自學(xué)的方式、方法和途徑等,有利于培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力。

3.2 建設(shè)工程化多層次綜合師資隊伍

為了改善課程教學(xué)與產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合不緊密和課程指導(dǎo)教師人員不充足的現(xiàn)狀，可以采取“企業(yè)入校、教師入企、以舊帶新”的解決方案。

（1）向騰訊申請人員和技術(shù)支持，邀請企業(yè)一線工程技術(shù)人員進入課堂，指導(dǎo)學(xué)生進行基于TAPD 的敏捷開發(fā)，現(xiàn)場解答學(xué)生問題，向?qū)W生傳授軟件公司一線最新開發(fā)經(jīng)驗、方法和技術(shù)。

（2）定期派遣教師參加企業(yè)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，或者到企業(yè)進行實地觀摩、學(xué)習(xí)和實踐，學(xué)校、學(xué)院制定相應(yīng)政策，鼓勵教師積極參加培訓(xùn)和實踐活動。

（3）征集一定數(shù)量的學(xué)生助教志愿者。在課程建設(shè)初期，征集一定數(shù)量的研究生加入校內(nèi)教師團隊進行必要的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，在課堂上協(xié)助教師指導(dǎo)本科生進行項目開發(fā)。在一期課程結(jié)束后，選取當次課程中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，本著自愿的原則，邀請他們幫助指導(dǎo)下一學(xué)年該課程的學(xué)生。

通過“企業(yè)入校、教師入企”，可以幫助在校教師及時掌握企業(yè)最新開發(fā)信息、采用的流行方法工具，以及企業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求，培養(yǎng)滿足市場需求的軟件工程人才；通過“以舊帶新”，讓企業(yè)工程人員帶教師、教師帶學(xué)生、老生帶新生，解決教師團隊人員數(shù)量不充足的問題，保證課程指導(dǎo)人員隊伍的可持續(xù)發(fā)展。組建工程化多層次綜合師資隊伍能夠給予學(xué)生更高的關(guān)注度和更好的工程化指導(dǎo)，實現(xiàn)“做中教”的教學(xué)效果，培養(yǎng)符合軟件產(chǎn)業(yè)需求的高水平軟件工程人才。

3.3 建立科學(xué)的課程評價體系

采取更加直觀、有效、科學(xué)、客觀的課程評價體系，綜合評定項目組的整體成績和項目成員的個人成績，合理評定每個學(xué)生的課程成績。

項目組的整體成績主要根據(jù)項目組提交的軟件開發(fā)文檔質(zhì)量、項目組完成各項任務(wù)的及時性和最后提交的產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。項目組整體成績占學(xué)生個人課程成績的50%。

項目組成員的個人成績根據(jù)其在項目中的參與度和個人貢獻情況進行評價，其中參與度主要考查該成員在項目開發(fā)過程中各種問題討論、腦暴、會議等環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，由指導(dǎo)教師和項目組組長進行雙重評價。參與度成績占學(xué)生個人課程成績的20%。

個人貢獻情況利用TAPD 提供的相關(guān)功能進行客觀評價：利用“資源看板”“需求分布統(tǒng)計”查看團隊各成員的工作分配情況；利用“故事墻功能”查看團隊各成員所負責(zé)需求的進度情況；利用“缺陷統(tǒng)計”查看團隊各成員的需求開發(fā)質(zhì)量；利用TAPD 的文檔功能查看團隊各成員貢獻的文檔；利用TAPD 集成的Github 或Gitlab 等工具，查看團隊各成員的代碼提交趨勢統(tǒng)計和貢獻統(tǒng)計等數(shù)據(jù)。個人貢獻成績占學(xué)生個人課程成績的30%。

這種方法一方面借助TAPD 提供的項目開發(fā)數(shù)據(jù)增強了評價的客觀性，實現(xiàn)了對多人協(xié)作項目開發(fā)的有效監(jiān)督和控制；另一方面綜合團隊整體完成情況、個人參與度和個人貢獻度評定學(xué)生課程成績能夠增強學(xué)生的團隊意識、協(xié)調(diào)溝通能力，鼓勵學(xué)生積極參與，踴躍發(fā)表個人觀點，有利于培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)、過程控制、表達展示等綜合素質(zhì)，實現(xiàn)“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)效果。

4 課程教學(xué)改革成果評價

在剛剛結(jié)束的2018—2019 下學(xué)期的軟件工程課程設(shè)計上，我們首次引入TAPD 軟件開發(fā)平臺，利用敏捷思想進行軟件項目開發(fā)。實踐結(jié)果表明學(xué)生對TAPD 平臺反映良好，顯示出了更高的學(xué)習(xí)積極性和自主性，學(xué)生在新技術(shù)學(xué)習(xí)、團隊協(xié)同、文檔撰寫、項目展示等方面的能力獲得了顯著提升,深入理解了軟件工程思想，掌握了軟件工程過程，增強了分析和解決復(fù)雜軟件工程問題的能力。

5 結(jié) 語

軟件工程課程設(shè)計是與軟件工程相配套的一門非常重要的實踐課，課程教學(xué)效果的好壞將直接影響學(xué)生對所學(xué)軟件工程理論、思想、方法和技術(shù)的理解和掌握程度，必須給予該課程足夠重視，以培養(yǎng)創(chuàng)新型的軟件開發(fā)人員為目的進行課程改革來提高教學(xué)質(zhì)量。我們采取的新工科背景下基于產(chǎn)學(xué)合作的軟件工程課程設(shè)計的教學(xué)新模式，在課程中引入敏捷軟件開發(fā)思想，借助騰訊TAPD 軟件開發(fā)平臺為學(xué)生實際軟件項目開發(fā)給予全過程支持，組建工程化多層次綜合師資團隊為學(xué)生提供切實有效的開發(fā)指導(dǎo)，改進課程評價體系，客觀、全面、科學(xué)地評定學(xué)生課程成績。實踐結(jié)果表明該教學(xué)新模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的主動性和積極性，改善課程教學(xué)效果，使學(xué)生更好地理解和掌握軟件工程的基本原理、思想和方法，并且掌握當前應(yīng)用廣泛的軟件工程過程模式和先進的敏捷開發(fā)平臺，有利于培養(yǎng)新工科背景下滿足市場需求的軟件工程人才。