黃 茹，舒新峰，王春梅，張 榮，宋澤斌

（西安郵電大學計算機科學與技術學院，陜西西安 710121）

0 引言

在高等教育體系中，畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生融會貫通專業(yè)知識技能、解決現(xiàn)實中復雜問題的重要實踐教學環(huán)節(jié)［1］，全面檢查學生的專業(yè)素質(zhì)和工程實踐能力，是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的一項重要學習過程［2］。

2016 年中國加入《華盛頓協(xié)議》后［3］，教育部在全國范圍內(nèi)展開工程教育專業(yè)認證，明確規(guī)定了各專業(yè)學生畢業(yè)能力達成標準，要求專業(yè)課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都要圍繞“學生畢業(yè)能力達成”這一核心任務展開，并強調(diào)建立“持續(xù)改進機制”以保證專業(yè)教育質(zhì)量和活力［4］。畢業(yè)設計作為核心教學環(huán)節(jié)，是通過工程教育專業(yè)認證的關鍵［5］。

截至2021 年1 月，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會已有2 473 個專業(yè)通過認證，其中軟件工程專業(yè)50 個［6］，多數(shù)高校和專業(yè)仍處在申請專業(yè)認證的過程中，需要安排并組織好畢業(yè)設計的教學環(huán)節(jié)以確保對畢業(yè)要求的可靠支撐，并建立合適的管理機制和質(zhì)量監(jiān)控機制以確保畢業(yè)設計達成質(zhì)量，最后還需設置可行的評價機制對達成情況作出評估，并根據(jù)評估結(jié)果提出持續(xù)改進意見［7］。

以上問題尚處于探索研究階段，工程認證背景下關于畢業(yè)設計課程的教學改革也不一而足。張立強等［8］研究畢業(yè)要求指標點的制定分解問題；紀仁杰等［1］介紹專業(yè)認證背景下畢業(yè)設計全過程管理；戴牡紅［9］、楊章勇等［10］論述畢業(yè)設計中引入校企聯(lián)合指導管理模式的效果；汪婧等［11］、羅蘭花等［12］分析畢業(yè)設計評價機制改進情況；華中勝等［13］在畢業(yè)設計質(zhì)量保障方面提出針對性建議。

西安郵電大學軟件工程專業(yè)于2019 年開展畢業(yè)設計實踐教學改革，制定了切合學校定位及專業(yè)培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求，確定了畢業(yè)設計對畢業(yè)指標點的支撐，提出畢業(yè)設計全過程質(zhì)量監(jiān)控管理方式，引入校企聯(lián)合培養(yǎng)教學模式。此項教學改革獲得了專業(yè)認證考察組專家的認可，2020 年獲得工程教育專業(yè)認證證書。

1 畢業(yè)設計課程目標分解

工程教育專業(yè)認證的核心是確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準，是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向的合格性評價［14］。計算機類專業(yè)的工程認證標準要求學生在畢業(yè)后能夠成為在計算系統(tǒng)研究、開發(fā)、部署與應用等相關領域具有就業(yè)競爭力的高素質(zhì)專門技術人才，具備以下能力或素養(yǎng)［15-16］：①具有良好的道德與修養(yǎng)，遵守法律法規(guī)，具有社會和環(huán)境意識；②掌握數(shù)學與自然科學基礎知識以及與計算系統(tǒng)相關的基本理論、知識、技能和方法；③具備包括計算思維在內(nèi)的科學思維能力和設計計算解決方案、實現(xiàn)基于計算原理的系統(tǒng)能力；④能清晰表達，在團隊中有效發(fā)揮作用，綜合素質(zhì)良好；⑤有終身學習的意愿和能力，能夠了解和緊跟學科專業(yè)發(fā)展；⑥專業(yè)應定期評價培養(yǎng)目標達成度，并制定培養(yǎng)目標定期修訂制度，修訂過程應有行業(yè)或企業(yè)專家參與，確保培養(yǎng)目標的準確性和有效性。

結(jié)合西安郵電大學定位、專業(yè)培養(yǎng)目標［17］、工程認證標準［18］及畢業(yè)設計課程的獨特性［19］，軟件工程專業(yè)重新制定畢業(yè)設計課程目標如下：

目標1：能夠搜集學習課題相關的文獻資料，歸納總結(jié)課題的基本研究情況，概括關鍵問題，形成初步設計方案。

目標2：能夠?qū)⑺鶎W專業(yè)知識技能應用于畢業(yè)設計過程中，確定課題需求，制定設計方案。

目標3：了解軟件工程主流的新技術、新方法，能將其運用在畢業(yè)設計過程中，具有一定的創(chuàng)新意識。

目標4：能夠選擇合適的工具和方法實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)設計方案與系統(tǒng)測試，并根據(jù)測試結(jié)果合理評價課題完成質(zhì)量。

目標5：在畢業(yè)設計過程中能自覺遵守軟件工程職業(yè)道德和規(guī)范。

目標6：有良好的表達和溝通能力，能夠根據(jù)實現(xiàn)的課題撰寫畢業(yè)設計論文、制作答辯演示文稿，驗收和答辯時能夠清晰闡述課題內(nèi)容、回答課題相關問題。

目標7：具有良好的自主學習能力，具有終身學習意識，能夠緊跟行業(yè)發(fā)展。

所制定的7 項課程目標均可在畢業(yè)設計的不同教學環(huán)節(jié)中得到體現(xiàn)。例如，課題的項目代碼對課程目標2、3、4提供支撐，畢業(yè)設計論文對課程目標1-6 提供支撐。開題匯報、中期匯報、外文翻譯、答辯等教學環(huán)節(jié)也對目標提供支撐。

2 畢業(yè)設計教學過程組織與管理

畢業(yè)設計過程中，良好的教學過程管理保障著不同教學環(huán)節(jié)和多項課題成果對課程目標的全面支撐。在以往的畢業(yè)設計過程中，教學環(huán)節(jié)設置和過程管理主要存在以下問題：①學生簽訂就業(yè)協(xié)議后，企業(yè)實習與畢業(yè)設計在時間上存在沖突，需要及時予以合理引導，使學生既能達到畢業(yè)設計課程要求，又能滿足就業(yè)單位實習要求；②當前軟件行業(yè)崗位分工逐漸細化，導致學生思路受限于某一具體崗位角色，難以全面、系統(tǒng)化地分析課題并形成設計方案，最終無法實現(xiàn)完整的軟、硬件系統(tǒng)，計算思維能力未得到有效提升，解決實際工程問題的能力無法達到預期效果；③畢業(yè)設計由于其課程的特殊性，通?！耙簧活}”，指導教師根據(jù)課題和學生的具體情況進行針對性指導，而軟件行業(yè)發(fā)展速度快、方向廣，要保證申報課題對學生能力培養(yǎng)有幫助，需要指導教師與時俱進，緊隨行業(yè)發(fā)展前沿，確保申報課題具有研究價值；④工程教育認證要求學生自覺遵守行業(yè)道德規(guī)范與標準，在畢業(yè)設計過程中引入軟件行業(yè)的職業(yè)道德規(guī)范，確定合理引用他人成果的界限，禁止課題軟件代碼和論文抄襲行為；⑤以往的畢業(yè)設計從教學大綱制定到教學效果評價均缺少定量評價機制和標準，也缺少企業(yè)專家參與，無法保證課程目標設定和改進的準確性和有效性，也無法分析達成情況存在的困難，更無法根據(jù)達成情況提出教學中的持續(xù)改進意見。

為解決這些問題，在原畢業(yè)設計的教學設計基礎上，提出以下改進措施：①畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)由立題評審、雙向選題、課題設計與實現(xiàn)、成果驗收、答辯5 個階段組成；②采用學校、學院、系部三級管理模式，在畢業(yè)設計各階段設置相應質(zhì)量監(jiān)控措施，保證畢業(yè)設計全過程監(jiān)控；③畢業(yè)設計全程引入企業(yè)專家參與，確保畢業(yè)設計課題和指導教師能夠緊跟行業(yè)發(fā)展；④引入企業(yè)專家作為指導教師，并確保每位學生同時接受校內(nèi)教師的指導（雙導師制），避免學生設計方案不夠系統(tǒng)和全面；⑤合理利用學生實習時的企業(yè)資源［20］，一則作為企業(yè)指導教師的來源，二則解決畢業(yè)設計與實習在時間上的沖突。

畢業(yè)設計的教學過程組織、各階段質(zhì)量監(jiān)控措施及企業(yè)專家參與情況如圖1 所示。

圖1 中，課題設計與實現(xiàn)、成果驗收兩個環(huán)節(jié)的學生及質(zhì)量監(jiān)控參與情況如圖2 所示。

Fig.1 Teaching process organization of graduation design of software engineering圖1 軟件工程專業(yè)畢業(yè)設計的教學過程組織

Fig.2 Details of“project design and implementation”and“system acceptance”stages圖2 課題設計與實現(xiàn)、成果驗收階段具體內(nèi)容

在課題設計與實現(xiàn)和成果驗收階段，經(jīng)過前期檢查、中期檢查及終期驗收3 個質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)，依據(jù)開題匯報、中期匯報、項目代碼、論文譯文對學生畢業(yè)設計質(zhì)量作出定量評價，用以說明課題完成情況和學生能力培養(yǎng)情況。

3 畢業(yè)設計達成度計算

達成度計算依賴于質(zhì)量監(jiān)控過程中的多項定量評價結(jié)果，包括前期檢查、中期檢查、項目代碼驗收、指導教師審閱論文譯文的成績、評閱教師審閱論文譯文的成績和答辯成績共6 項，每項定量評價由不同評價依據(jù)支撐。例如，支撐前期檢查的評價依據(jù)包括：課題背景與目標分析、設計方案的合理性、開題報告撰寫質(zhì)量及參考文獻學習情況。根據(jù)評價依據(jù)對評價結(jié)果的重要性，由專業(yè)負責人、畢業(yè)設計秘書組和企業(yè)專家共同商定每項評價依據(jù)對課程目標的支撐占比，數(shù)據(jù)如表1 所示。

Table 1 Evaluation basis of each stage of graduation design and its proportion in the achieving degree of course objectives表1 畢業(yè)設計各階段評價依據(jù)及其在課程目標達成度中所占比例

以計算課程目標4的班級達成度為例。中期檢查、代碼驗收和評閱教師成績3 項評價結(jié)果的滿分均為100 分，課程目標4 涉及中期檢查的代碼完成度、代碼驗收的代碼完成度和評閱教師成績中測試方案質(zhì)量這3 項評價依據(jù)，對課程目標支撐占比分別為2%、10%、5%。

在表1 中，中期檢查占比為10%，其代碼完成度占比為2%，中期檢查成績滿分為100 分，則中期檢查的代碼完成度評分上限為20 分。同理，代碼驗收的代碼完成度評分上限為40 分，評閱教師成績中測試方案質(zhì)量評分上限為20分。

若待評價班級與課程目標4 相關的3 項評價依據(jù)班級平均得分分別為18.9、34.3、17.6，則中期檢查中代碼完成度的得分率為18.9/20，該評價依據(jù)在課程目標4 達成度中的貢獻為18.9/20×2%，其他兩項評價依據(jù)的貢獻分別為34.4/40×10%、17.6/20×5%，求和后歸一化即可得該班課程目標4的達成度為［12，18］：

其余課程目標均可依此方法計算，根據(jù)達成度數(shù)據(jù)可以對本次畢業(yè)設計課程的總體達成情況或個人達成情況作出評價，進而提出下一輪畢業(yè)設計教學改進意見，實現(xiàn)教學過程持續(xù)改進的閉環(huán)反饋。

4 實施效果

以上關于畢業(yè)設計的教學改革于2019 年秋季學期開始在西安郵電大學軟件工程專業(yè)中實施，截至2021 年11月，已經(jīng)歷兩輪次完整教學。2020 年共有題目233 個，其中軟件系統(tǒng)研發(fā)類179 個，軟件產(chǎn)品設計類13 個，軟件技術研究類41 個；2021 年共有題目175 個，其中軟件系統(tǒng)研發(fā)類135 個，軟件產(chǎn)品設計類11 個，軟件技術研究類29 個。兩學年畢業(yè)設計課題均以軟件系統(tǒng)研發(fā)類為主，創(chuàng)新意識主要體現(xiàn)在將軟件系統(tǒng)的最新架構(gòu)模式應用于各不同的行業(yè)領域，課題難度總體與往年持平。經(jīng)計算，2020 年畢業(yè)設計課程目標達成情況及對比如表2、圖3 所示。

Table 2 Achieving degree of graduation design of software engineering major in 2020 and 2021表2 2020、2021年軟件工程專業(yè)畢業(yè)設計課程目標達成情況

從表2 中數(shù)據(jù)可見，2020 年畢業(yè)設計課程目標1 達成值較高，說明學生搜索學習課題相關文獻資料、總結(jié)歸納課題背景、研究現(xiàn)狀，制定初步設計方案的能力較好；課程目標7 達成值較高，說明學生將行業(yè)的新技術、新工具應用于畢業(yè)設計的情況較好，體現(xiàn)了較強的自主學習能力。課程目標3、5 達成值較低，說明學生在畢業(yè)設計中的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維有待提高，對行業(yè)道德規(guī)范的認識仍需要加強。根據(jù)2020 年的達成情況，專業(yè)負責人、相關教師和企業(yè)專家協(xié)商討論，對2021 年畢業(yè)設計教學提出改進措施如下：①引導學生關注、了解計算機軟件技術最新發(fā)展，鼓勵學生擴大視野，拓寬知識面并培養(yǎng)獨立思考能力；②先修實踐環(huán)節(jié)中引入軟件成本控制，畢業(yè)設計全過程中，指導學生在制定設計方案前做充分的市場調(diào)查，學習考查軟件項目的可行性；③引導學生關注社會、關注行業(yè)，鼓勵其參加假期社會實踐，充分了解行業(yè)道德規(guī)范對項目開發(fā)過程的制約。

Fig.3 Comparison of achievement of graduation design in 2020 and 2021圖3 2020、2021 年畢業(yè)設計達成情況對比

由表2 和圖3 可知，2021 年實施教學改進措施后，課程目標3、4、5、7 達成度均有所提高，尤其是改進措施針對的課程目標3 和5。

表3 列出了2019-2020 年畢業(yè)設計成績情況，可以看到從2020 年經(jīng)過教學改革后，優(yōu)良率有明顯提升。從學情角度分析，2020 年初逢新冠疫情，要求學生參加崗前實習的就業(yè)單位較往年有所減少，學生投入在畢業(yè)設計的精力和時間較2021 年偏多。盡管如此，2021 年優(yōu)良率依然穩(wěn)中有升，結(jié)合表2 中課程目標3、5的提升，說明經(jīng)過指導教師在教學中的持續(xù)改進，畢業(yè)生的創(chuàng)新意識和對行業(yè)道德規(guī)范的認識均有所提升。

Table 3 Statistics of graduation design scores of software engineering major from 2019 to 2021表3 2019-2021年軟件工程專業(yè)畢業(yè)設計成績情況統(tǒng)計

5 結(jié)語

本文論述了西安郵電大學軟件工程專業(yè)自2019 年開展的畢業(yè)設計教學改革實踐。該項教學改革以工程教育專業(yè)認證為背景，梳理以往存在的問題，結(jié)合專業(yè)認證要求，重新設定畢業(yè)設計課程目標，重構(gòu)畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)組織，設定相應的管理機制、評價機制和評價標準，根據(jù)評價結(jié)果有針對性地提出改進措施。在教學過程持續(xù)改進的閉環(huán)反饋，充分體現(xiàn)了“以學生為中心、以產(chǎn)出為導向、持續(xù)改進”的工程教育專業(yè)認證指導思想。

作為國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎，其核心即確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求，圍繞專業(yè)認證標準展開各項教學改革是各專業(yè)得到《華盛頓協(xié)議》認可的必經(jīng)之路。