曹陽　欒晶

關(guān)鍵詞：新工科；產(chǎn)教融合；軟件工程；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）12-0130-03

1 引言

為了應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)變革和科技革命帶來的新挑戰(zhàn)，教育部以“培養(yǎng)引領(lǐng)未來技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卓越工程科技人才”為目標(biāo)，提出了“新工科”理念，為促進(jìn)國家產(chǎn)業(yè)升級、增強(qiáng)國際競爭力提供智力支持和人才保障[1-2]。

人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)是探索新工科建設(shè)的切入點(diǎn)，而軟件是信息技術(shù)的承載體。軟件人才實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為新工科建設(shè)對軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的必然要求。因此，如何科學(xué)構(gòu)建軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，成為促進(jìn)新工科專業(yè)建設(shè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、滿足行業(yè)人才需求的關(guān)鍵問題。

產(chǎn)教融合是新工科建設(shè)的主要內(nèi)涵，深度產(chǎn)教融合是新工科專業(yè)建設(shè)發(fā)展的未來趨勢[3]。為了落實(shí)新工科教育理念在軟件人才培養(yǎng)過程中的引導(dǎo)作用，培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)升級需求的工程人才，迫切需要高校把握軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，通過深度產(chǎn)教融合，重構(gòu)軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，從而在頂層設(shè)計上實(shí)現(xiàn)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新。

2 軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

“新工科”具有新理念、新模式、新技術(shù)三個特征[4]。新理念指“大工程觀”，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的跨行業(yè)性及跨領(lǐng)域性，注重知識的轉(zhuǎn)化能力、應(yīng)用能力和實(shí)踐能力[5]；新模式強(qiáng)調(diào)以工程教育范式OBE理念為導(dǎo)向，突出學(xué)生自主構(gòu)建式學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)新型的教育教學(xué)模式，塑造學(xué)生綜合素質(zhì)[6]；新技術(shù)強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)教融合為主要途徑，培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求、掌握前沿技術(shù)、勝任行業(yè)信息化建設(shè)的人才[7]。然而在新工科建設(shè)背景下，傳統(tǒng)的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)還存在著不少問題。

2.1 實(shí)踐教學(xué)設(shè)計缺少從“大工程觀”角度統(tǒng)一規(guī)劃

新工科建設(shè)需要培養(yǎng)學(xué)生具有大系統(tǒng)、大軟件、大應(yīng)用的工程認(rèn)知、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。但在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系中，仍然多采用實(shí)踐為理論服務(wù)的設(shè)計思路。實(shí)踐環(huán)節(jié)依附于理論課設(shè)置，僅僅突出理論知識結(jié)構(gòu)的完整性和科學(xué)性，較少從工程應(yīng)用的角度進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容中存在重復(fù)、沖突、不連貫等問題，難以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和解決復(fù)雜工程問題的能力。

2.2 實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)缺少對學(xué)生綜合素質(zhì)的塑造

新工科建設(shè)要求做到培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)道德、專業(yè)能力、創(chuàng)新意識等緊密結(jié)合的綜合素養(yǎng)，造就創(chuàng)新型、復(fù)合型卓越工程技術(shù)人才[8]。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)往往只專注于對軟件設(shè)計、開發(fā)、實(shí)現(xiàn)、測試、維護(hù)等專業(yè)技能的訓(xùn)練，缺少把理想信念、勞動意識等人文素質(zhì)作為培養(yǎng)目標(biāo)融入實(shí)踐過程。因此，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和知識結(jié)構(gòu)無法適應(yīng)新工科建設(shè)要求，難以培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞木C合型人才。

2.3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺少校企共研的綜合性項目

新工科建設(shè)提出要積極整合校內(nèi)外資源，既要創(chuàng)新校內(nèi)人才培養(yǎng)模式，也要匯聚產(chǎn)業(yè)界資源，搭建產(chǎn)教融合協(xié)同育人的實(shí)踐平臺。然而傳統(tǒng)的軟件實(shí)踐教學(xué)主要依靠校內(nèi)功能較為單一的實(shí)驗(yàn)室和少量校企合作平臺作為支撐條件，使得實(shí)踐活動內(nèi)容往往只能實(shí)現(xiàn)某一專項技術(shù)的訓(xùn)練，缺少真實(shí)的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)項目，難以為學(xué)生從事綜合性、創(chuàng)新性的項目實(shí)訓(xùn)提供資源保障。

2.4 實(shí)踐教學(xué)方法缺少學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)

新工科建設(shè)要求以學(xué)生為中心開展自主探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)意識，實(shí)現(xiàn)從學(xué)校轉(zhuǎn)變到企業(yè)后學(xué)習(xí)模式的銜接與延伸。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法多采用教師講解任務(wù)和指導(dǎo)答疑，學(xué)生按照既定步驟完成任務(wù)，提交實(shí)驗(yàn)報告或項目成果。這種教學(xué)方式會造成實(shí)踐過程的激勵性和創(chuàng)新性不足，導(dǎo)致學(xué)生缺少學(xué)習(xí)動力和探索空間，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自學(xué)意識。

3 軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

新工科建設(shè)要求實(shí)踐教學(xué)改革能夠充分體現(xiàn)工程教育的實(shí)踐性、工程性、綜合性及創(chuàng)新性等特點(diǎn)，把專業(yè)教育和素質(zhì)培養(yǎng)緊密結(jié)合起來。通過深度產(chǎn)教融合，校企雙方以能力產(chǎn)出導(dǎo)向教育為理念，以培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)崗位能力為本位，重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)、知識結(jié)構(gòu)、課程模塊、教學(xué)模式和支撐條件，設(shè)計了“三維度、四層次”的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示。

產(chǎn)教融合構(gòu)建的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系包含專業(yè)技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)、綜合素質(zhì)培養(yǎng)、培養(yǎng)支撐條件三個維度，具有三個典型特征：一是符合大工程觀的理念，定義了逐層遞進(jìn)的四個實(shí)踐教學(xué)層次，包括程序設(shè)計基礎(chǔ)、系統(tǒng)分析設(shè)計、工程應(yīng)用開發(fā)和科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，明確了各層次的能力培養(yǎng)目標(biāo)及課程模塊設(shè)計。二是重視綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，包括系統(tǒng)思維、工程觀念、互聯(lián)網(wǎng)思維、團(tuán)隊協(xié)作、交叉融合和自構(gòu)建學(xué)習(xí)等。三是突出了實(shí)踐教學(xué)支撐條件的構(gòu)建措施，包括產(chǎn)學(xué)研平臺、智慧化教學(xué)、過程性評價和教學(xué)軟環(huán)境等四個方面。

3.1 程序設(shè)計基礎(chǔ)層

程序設(shè)計基礎(chǔ)層培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計思維和編程應(yīng)用能力。學(xué)生以個體實(shí)踐的形式樹立編程解決問題的意識，夯實(shí)對專業(yè)知識點(diǎn)的儲備。教學(xué)內(nèi)容包括前端設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高級程序語言和算法實(shí)踐等。在教學(xué)形式上，通過引入萬維網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)等編程訓(xùn)練平臺引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自構(gòu)建學(xué)習(xí)。

3.2 系統(tǒng)分析設(shè)計層

系統(tǒng)分析設(shè)計層培養(yǎng)學(xué)生的軟件系統(tǒng)分析和設(shè)計能力。學(xué)生以個體或項目團(tuán)隊協(xié)作的形式完成對小型軟件系統(tǒng)的分析和設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容包括操作系統(tǒng)、硬件基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件設(shè)計等，由企業(yè)提供教學(xué)項目案例支撐。在教學(xué)形式上，采用項目驅(qū)動的教學(xué)方法，強(qiáng)化對系統(tǒng)思維、技術(shù)工具、業(yè)務(wù)知識、團(tuán)隊協(xié)作等素質(zhì)的訓(xùn)練。

3.3 工程應(yīng)用開發(fā)層

工程應(yīng)用開發(fā)層培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念、應(yīng)用能力和職業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生以真實(shí)項目團(tuán)隊的形式開展面向復(fù)雜工程問題的“真題、真景、真做”式綜合性訓(xùn)練。教學(xué)內(nèi)容包括校內(nèi)綜合項目訓(xùn)練、工程項目訓(xùn)練以及在企業(yè)實(shí)施的實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等。在教學(xué)形式上，采用真實(shí)的企業(yè)生產(chǎn)流程、真實(shí)的開發(fā)項目、真實(shí)的職業(yè)壓力構(gòu)建“3真”教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生在綜合所學(xué)知識創(chuàng)建解決方案的過程中，重新建構(gòu)與完善自身知識體系，提高解決復(fù)雜工程問題的能力。

3.4 科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)層

科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)層培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力。通過與企業(yè)緊密合作，采用第一課堂與第二課堂相結(jié)合的方式，構(gòu)建專創(chuàng)深度融合的課程體系。依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、專業(yè)學(xué)科競賽、校企協(xié)同育人實(shí)踐基地、產(chǎn)業(yè)學(xué)院等載體，構(gòu)筑多元化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的全覆蓋。在教學(xué)形式上，實(shí)施以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的項目化教學(xué)模式，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力。

遵循上述體系結(jié)構(gòu)，依據(jù)適當(dāng)增加學(xué)習(xí)難度、拓展知識廣度、提升課程深度的原則，優(yōu)化具體教學(xué)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評價方式等，更好地實(shí)現(xiàn)新工科建設(shè)過程中軟件人才的培養(yǎng)。

4 軟件工程專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)舉措

4.1 校企聯(lián)合建設(shè)新工科人才培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新平臺

首先，整合校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐資源，加強(qiáng)在線實(shí)踐教學(xué)平臺建設(shè)。通過引進(jìn)基于Web的在線編程判題、網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)，為學(xué)生提供C、Java、Python、HTML、JavaScript等編程語言訓(xùn)練環(huán)境，建立方便快捷的自主學(xué)習(xí)、自主探究的學(xué)習(xí)途徑。

其次，注重學(xué)科發(fā)展和產(chǎn)業(yè)前沿相融合。依托現(xiàn)有的江蘇省計算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，從企業(yè)引進(jìn)華為云實(shí)訓(xùn)、中軟宅客學(xué)院等項目訓(xùn)戰(zhàn)平臺，建設(shè)Web軟件開發(fā)、智能信息處理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新工作室，提供培養(yǎng)工程應(yīng)用能力的實(shí)踐條件。

最后，以信息產(chǎn)業(yè)人才需求為導(dǎo)向，與中軟國際、東軟集團(tuán)、三星電子、亞信科技等知名IT企業(yè)建立產(chǎn)教協(xié)同育人合作關(guān)系。通過校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)、教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目等形式，強(qiáng)化企業(yè)實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的職業(yè)崗位勝任能力。

4.2 推廣實(shí)施基于智慧化教學(xué)工具的實(shí)踐教學(xué)方法

新工科建設(shè)要求強(qiáng)化現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)過程的深度融合，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源開展自主探究式學(xué)習(xí)，增強(qiáng)師生互動。通過與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)線上教學(xué)資源包，建設(shè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的線上課程，引入超星學(xué)習(xí)通、愛課程慕課堂等智慧化教學(xué)工具，開展基于MOOC、SPOC 的混合式實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建了課前導(dǎo)學(xué)、課中研學(xué)、課后練學(xué)“三段對接”的教學(xué)過程，充分發(fā)揮信息技術(shù)在線上學(xué)習(xí)及實(shí)體課堂教學(xué)中的優(yōu)勢。

課前，教師把實(shí)踐內(nèi)容、演示視頻、代碼資源、參考材料等發(fā)布到在線課程平臺，并進(jìn)行精心的編排設(shè)計。學(xué)生在線上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、討論交流，教師通過智慧化教學(xué)工具進(jìn)行學(xué)情研判和在線答疑。課中，根據(jù)獲取到的線上學(xué)習(xí)階段中的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，集中解決重難點(diǎn)，通過線下實(shí)踐強(qiáng)化對知識的應(yīng)用。課后，教師對學(xué)生提交的成果物進(jìn)行評價，為學(xué)生優(yōu)化實(shí)踐成果提供反饋建議。在實(shí)踐教學(xué)過程中，在線課程平臺及智慧化教學(xué)工具能夠采集、記錄各類教學(xué)數(shù)據(jù)，從而對教學(xué)過程及學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行個性化分析，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

4.3 建立產(chǎn)出導(dǎo)向的考核與評價機(jī)制

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中制定的畢業(yè)要求梳理出各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，作為考核評價的產(chǎn)出目標(biāo)。通過對畢業(yè)要求進(jìn)行細(xì)化，以產(chǎn)出為導(dǎo)向?qū)Σ煌膶?shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)施多元化、過程化的評價機(jī)制。

評價的多元化體現(xiàn)在評價數(shù)據(jù)與評價方式上。評價數(shù)據(jù)來自學(xué)生的線上學(xué)習(xí)和實(shí)體課堂，例如在線學(xué)習(xí)時間、階段性輸出、交付的軟件、文檔資料等。評價方式由自我評價、同伴評價、教師評價構(gòu)成；對于企業(yè)協(xié)同育人環(huán)節(jié)，需要增加企業(yè)導(dǎo)師評價。評價的過程化主要體現(xiàn)為在實(shí)踐教學(xué)過程中定義多個里程碑節(jié)點(diǎn)進(jìn)行階段性評價，促進(jìn)學(xué)生在項目實(shí)施過程中端正學(xué)習(xí)態(tài)度、優(yōu)化工作思路、發(fā)現(xiàn)技術(shù)不足、制定改進(jìn)方案。

這種多元化、過程化的評價方式能夠更加全面、綜合的評價學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力，提高評價的可信度，促使學(xué)生進(jìn)行自我總結(jié)與改進(jìn)提升。

4.4 打造“案例引導(dǎo)、課堂翻轉(zhuǎn)、素質(zhì)為要”的課堂軟環(huán)境

通過引入合作企業(yè)的生產(chǎn)案例，組織學(xué)生進(jìn)行項目研討，構(gòu)建“自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)”的課堂新模式。課堂軟環(huán)境由課堂文化、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成，旨在解決教學(xué)中“怎么教”“怎么學(xué)”“學(xué)什么”三個核心問題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，如圖2所示。

這種課堂教學(xué)模式使學(xué)生成為課堂的中心。課堂上師生互動，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自由表達(dá)。課堂教學(xué)內(nèi)容使學(xué)生不僅學(xué)到了專業(yè)知識，還顯著提高了個人的學(xué)習(xí)能力、個性特征等綜合素質(zhì)。課堂文化氛圍使學(xué)生變得坦蕩、熱誠和自信。

5 結(jié)束語

軟件工程專業(yè)是新工科建設(shè)的重要組成部分，基于新工科理念進(jìn)行軟件實(shí)踐教學(xué)體系改革尤為迫切。經(jīng)過幾年的不斷探索，以大系統(tǒng)和大工程觀理念為指導(dǎo)，系統(tǒng)化設(shè)計了軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，構(gòu)建了分層遞進(jìn)的培養(yǎng)路徑。

產(chǎn)教融合構(gòu)建的多維度、多層次、模塊化的實(shí)踐教學(xué)新體系兼顧學(xué)生專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，能夠有效提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，適應(yīng)新工科專業(yè)改革的要求。今后，將繼續(xù)深化產(chǎn)教融合，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，不斷探索培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的軟件人才新模式，從而更好地滿足新信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的人才需求。