喬雨　楊玉環(huán)

關(guān)鍵詞：軟件工程課程；課程實(shí)踐；成果轉(zhuǎn)化；學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）03-0148-03

0 引言

在教育部發(fā)布的關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知中，提出高校培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備更強(qiáng)的實(shí)踐能力[1]；同時(shí)，伴隨著社會(huì)建設(shè)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)軟件研發(fā)方面的人才需求和要求不斷提升。現(xiàn)代工程問(wèn)題早已超越純粹的科學(xué)技術(shù)范疇，涉及社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、文化等諸多非技術(shù)要素，把科技要素、非技術(shù)要素與系統(tǒng)工程實(shí)踐融合，強(qiáng)調(diào)工程的系統(tǒng)性與完整性[2]。因此，在新工科建設(shè)的背景下，國(guó)家對(duì)高校的課程體系建設(shè)和教學(xué)質(zhì)量提出了新的要求[3]，以適應(yīng)各方對(duì)多樣性人才的需求，同時(shí)這也成為高校課程教學(xué)改革中面臨的新挑戰(zhàn)。

1 軟件工程教學(xué)背景及現(xiàn)狀

軟件行業(yè)由于其特殊性，相關(guān)技術(shù)知識(shí)更新迭代頗為頻繁，需要從業(yè)人員不斷地學(xué)習(xí)，將行業(yè)中最新的技術(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程，這也就要求高校中的相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和形式也需要與時(shí)俱進(jìn)。近年來(lái)，已經(jīng)有越來(lái)越多的教育教學(xué)人員從不同角度對(duì)軟件工程課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)、課程評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革探索與實(shí)施。目前主要分為基于案例驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式[4-5]，融合工程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)施[6]，面向競(jìng)賽、認(rèn)證、就業(yè)等目標(biāo)的教學(xué)實(shí)踐探究[7-8]等幾個(gè)方面。其中，案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式是指在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的特征選取合適的案例進(jìn)行講解，通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的介紹，引導(dǎo)學(xué)生代入課程知識(shí)點(diǎn)加以理解；任健等人融合工程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)施是在進(jìn)行理論授課的同時(shí)安排項(xiàng)目實(shí)踐[6]，要求學(xué)生遵照軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，完成一個(gè)系統(tǒng)的綜合開(kāi)發(fā)任務(wù)，并提交規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)而提升學(xué)生在軟件技術(shù)文檔方面的寫作能力；而文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]提出的面向競(jìng)賽、認(rèn)證、就業(yè)等目標(biāo)的教學(xué)實(shí)踐則是從課程目標(biāo)出發(fā)，對(duì)畢業(yè)要求、用人單位的就業(yè)崗位能力要求等進(jìn)行梳理，并將其融入授課環(huán)節(jié)，保證教學(xué)效果。

軟件工程課程作為軟件專業(yè)的一門核心課程，課程內(nèi)容主要包括軟件研發(fā)周期中涉及的各個(gè)階段工作任務(wù)的介紹，以及所用到的方法和工具。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用工程性的思維和理論去分析需求，同時(shí)學(xué)會(huì)借助相關(guān)工具來(lái)解決軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的復(fù)雜問(wèn)題。但是，該課程內(nèi)容本身的理論性較強(qiáng)，容易讓學(xué)生覺(jué)得知識(shí)點(diǎn)“過(guò)于懸浮”，這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中務(wù)必結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行授課，例如項(xiàng)目實(shí)踐、行業(yè)現(xiàn)狀、未來(lái)職業(yè)發(fā)展等場(chǎng)景。

基于上述對(duì)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)研和分析，并結(jié)合我校軟件工程專業(yè)建設(shè)的實(shí)際情況，本文提出“豐富行業(yè)資訊至理論背景，下沉理論技術(shù)至實(shí)踐過(guò)程，引領(lǐng)實(shí)踐成果轉(zhuǎn)化至課程評(píng)價(jià)”的教學(xué)思路來(lái)降低由于“理論性強(qiáng)”帶來(lái)的“枯燥感”和“懸浮感”，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，并強(qiáng)化學(xué)習(xí)的獲得感。

2 基于成果轉(zhuǎn)化的課程教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 軟件工程課程教學(xué)目標(biāo)

作為計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的核心課程，軟件工程課程的設(shè)立旨在幫助學(xué)生掌握軟件工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和重要概念，理解軟件開(kāi)發(fā)的生命周期，并學(xué)會(huì)使用相應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)工具，掌握軟件測(cè)試和項(xiàng)目管理等方面的知識(shí)。此外，在軟件工程專業(yè)的課程體系設(shè)置中，該課程能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步了解本科學(xué)習(xí)的知識(shí)體系、學(xué)習(xí)方法以及軟件人才職業(yè)發(fā)展路線等內(nèi)容。

2.2 課程知識(shí)體系

軟件工程課程通常安排在第5學(xué)期或者第6學(xué)期，這是一門幫助學(xué)生培養(yǎng)工程性思維、學(xué)會(huì)軟件開(kāi)發(fā)的分析與設(shè)計(jì)方法，涉及計(jì)算機(jī)學(xué)科的多個(gè)先修課程，比如數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、編程語(yǔ)言的應(yīng)用等[9]。因此，在進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)之初，首先將該門課程的知識(shí)點(diǎn)加以整合和梳理，軟件工程課程知識(shí)體系主要包括三大部分：過(guò)程、方法和工具，依據(jù)軟件生命周期分別對(duì)應(yīng)了相關(guān)分析和設(shè)計(jì)方法，以及在此過(guò)程中要求學(xué)會(huì)使用的軟件工具。

1）“ 過(guò)程”是指為了構(gòu)建高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需要遵循的過(guò)程框架，相較于傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模型，更是出現(xiàn)了敏捷開(kāi)發(fā)這類為了更快響應(yīng)客戶或用戶需求的過(guò)程模型，以此適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)軟件提出的“快速響應(yīng)，擁抱變化”的要求。

2）“ 方法”是指在軟件研發(fā)過(guò)程中進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)、分析、管理、質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)所用到的思想和方法，本課程按照軟件的基本生命周期將分別介紹問(wèn)題提出、可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、維護(hù)各個(gè)階段中重要的思想和方法，比如可行性分析中常進(jìn)行包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等維度的可行性分析；需求分析階段常用的需求獲取的途徑、分析的方式等；設(shè)計(jì)階段常用的自頂向下、自底向上等方法；代碼設(shè)計(jì)時(shí)考慮到后期測(cè)試和維護(hù)的難度，在代碼結(jié)構(gòu)涉及和代碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程中如何對(duì)代碼進(jìn)行封裝、如何定義常用參數(shù)、如何重構(gòu)代碼等方法；測(cè)試環(huán)節(jié)中測(cè)試點(diǎn)常見(jiàn)的劃分方式、測(cè)試方法的選擇等。

3）“ 工具”則是指在上述過(guò)程中用于實(shí)現(xiàn)分析與設(shè)計(jì)思路所借助的工具，例如項(xiàng)目管理中的任務(wù)跟蹤工具、原型制作工具、UML建模工具、源代碼管理工具、持續(xù)集成管理工具、Bug跟蹤工具以及常見(jiàn)的自動(dòng)化測(cè)試工具等。

2.3 項(xiàng)目“成果轉(zhuǎn)化”教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

在學(xué)期之初，教師發(fā)布課程“項(xiàng)目實(shí)踐”的要求，即：班級(jí)學(xué)生自組成隊(duì)，每組不多于4 人，每個(gè)小組自行完成項(xiàng)目選題、技術(shù)選型和后期任務(wù)的分配，利用一學(xué)期時(shí)間最終完成軟件系統(tǒng)的整套過(guò)程，包括提出問(wèn)題、對(duì)問(wèn)題進(jìn)行可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)和測(cè)試工作。隨著課程進(jìn)度的推進(jìn)，這些實(shí)踐任務(wù)也隨之展開(kāi)，由學(xué)生完成對(duì)應(yīng)階段的工作，之后將以課堂討論的方式開(kāi)展相應(yīng)的需求評(píng)審會(huì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)交流會(huì)、測(cè)試報(bào)告評(píng)議會(huì)等教學(xué)活動(dòng)[8]。通過(guò)對(duì)各小組提交的分析與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行公開(kāi)展示和討論，廣泛地聽(tīng)取老師和其他小組的意見(jiàn)和建議，會(huì)后小組成員再根據(jù)提出的優(yōu)化意見(jiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行修改。

在項(xiàng)目完成過(guò)程中，教師將引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程的實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行孵化，通過(guò)提升內(nèi)容立意、突出亮點(diǎn)、突破創(chuàng)新點(diǎn)、優(yōu)化文檔寫作的方式，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)小組項(xiàng)目的特色，以現(xiàn)有的原型申報(bào)相關(guān)學(xué)生課題、競(jìng)賽、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等。以此實(shí)現(xiàn)從理論知識(shí)→案例理解→實(shí)踐應(yīng)用→方案打磨→優(yōu)化改進(jìn)→成果輸出的良性循環(huán)過(guò)程。

2.4 課程多樣性、全方位的考核方式改革

基于本專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，結(jié)合軟件工程的課程特色，分別從課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計(jì)面向問(wèn)題的學(xué)習(xí)任務(wù)，促進(jìn)學(xué)科理論向解決問(wèn)題方向的有機(jī)轉(zhuǎn)化。通過(guò)對(duì)課程考核方式的重新設(shè)定，來(lái)持續(xù)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更加細(xì)化地評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，從而推動(dòng)從理論學(xué)習(xí)向?qū)嶋H成果的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

課程考核方式從原先以理論評(píng)價(jià)為主的“平時(shí)成績(jī)+期末考試”方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅剡^(guò)程和結(jié)果評(píng)價(jià)的“理論學(xué)習(xí)+工程實(shí)踐+成果轉(zhuǎn)化”（如圖1所示），并重新進(jìn)行比例分配，具體如表1所示。其中，理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、期末筆試等；實(shí)踐環(huán)節(jié)則根據(jù)小組的選題，按照軟件研發(fā)不同階段的工作內(nèi)容分別完成項(xiàng)目需求分析書、軟件設(shè)計(jì)報(bào)告、功能代碼實(shí)現(xiàn)以及項(xiàng)目的測(cè)試報(bào)告，并根據(jù)各小組完成的情況分別進(jìn)行評(píng)分與評(píng)價(jià)；成果轉(zhuǎn)化則是鼓勵(lì)學(xué)生將課程中的實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，如利用課內(nèi)完成的小組課題作為“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)”“互聯(lián)網(wǎng)+”等課題原型來(lái)申報(bào)校級(jí)或省級(jí)課題，待完善后將其技術(shù)核心內(nèi)容撰寫為學(xué)術(shù)期刊論文或者將項(xiàng)目源碼申請(qǐng)國(guó)家軟件著作權(quán)等，完成進(jìn)一步的成果轉(zhuǎn)化。這部分將會(huì)在課程綜合評(píng)價(jià)中體現(xiàn)出來(lái)，并占有相當(dāng)?shù)乇壤@樣能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容期間直接將理論應(yīng)用于實(shí)踐，更有機(jī)會(huì)讓自己的作品進(jìn)一步走出班級(jí)、走出校園、走向全國(guó)，更是提升了本門課程的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。因此，設(shè)置這樣的課程環(huán)節(jié)和課程評(píng)價(jià)方式從多方位提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力、獲得感和成就感。

通過(guò)如表1所示的評(píng)價(jià)方式，教師能夠持續(xù)地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并對(duì)各個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，尤其突出“工程實(shí)踐”在整個(gè)課程中的地位，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)課理論知識(shí)的應(yīng)用效果，落實(shí)“工本位”培養(yǎng)的要求。在課程評(píng)價(jià)體系改革過(guò)程中，定期對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括課程的實(shí)踐成績(jī)、理論成績(jī)以及學(xué)生的自我反饋情況，并根據(jù)反饋的情況進(jìn)一步對(duì)教學(xué)過(guò)程的細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。通過(guò)這樣的課程訓(xùn)練和評(píng)價(jià)方式，學(xué)生能夠從思想上對(duì)課程學(xué)習(xí)更加重視，還可以幫助學(xué)生通過(guò)量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)清楚地了解到個(gè)人當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)，更加清晰、理智地認(rèn)識(shí)自己的專業(yè)以及后期的職業(yè)發(fā)展方向，做到“基于課程”的同時(shí)又能取得“高于課程”的學(xué)習(xí)效果。

3 改革實(shí)施的教學(xué)效果

通過(guò)落實(shí)上述的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方式的改革，以2021-2022年度和2022-2023年度秋季學(xué)期的整個(gè)軟件工程教學(xué)活動(dòng)為調(diào)研背景，其中2022-2023 年度的軟件工程課程進(jìn)行了新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系的實(shí)踐。兩輪教學(xué)的課程學(xué)習(xí)和成果轉(zhuǎn)化情況如表2 所示。

從表2中可以看出，在2022-2023年度秋季學(xué)期的軟件工程課程增加了成果轉(zhuǎn)換的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)后，直接成果轉(zhuǎn)化效果明顯，由原來(lái)的1項(xiàng)成果提高到12項(xiàng)成果，包含進(jìn)一步申報(bào)為校級(jí)、省級(jí)的學(xué)生課題、參加專業(yè)性的比賽、撰寫學(xué)術(shù)論文、申報(bào)國(guó)家軟件著作權(quán)等方式。更是由于“成果轉(zhuǎn)化”的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，反作用于學(xué)生對(duì)待課程的學(xué)習(xí)態(tài)度，更多的同學(xué)愿意將理論知識(shí)嘗試著應(yīng)用于實(shí)踐，這一點(diǎn)從表2中的理論成績(jī)和實(shí)踐成績(jī)可以看出這方面的提高。在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中，將繼續(xù)實(shí)施此教學(xué)方案和評(píng)價(jià)體系，期望通過(guò)此課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生以成果轉(zhuǎn)化為目標(biāo)，利用課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為實(shí)踐訓(xùn)練的基礎(chǔ)，在此過(guò)程中將課程的技術(shù)理論進(jìn)行應(yīng)用，從而達(dá)到“理論-應(yīng)用-成果”的多維教學(xué)效果。

4 總結(jié)

本教學(xué)改革方案是在以往案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、課程實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步落地各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)并提高教學(xué)效果，通過(guò)引入“成果轉(zhuǎn)化”這一過(guò)程更加顯著地提升學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的閉環(huán)性，真正地做到有始有終；并將這些環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況體現(xiàn)在課程評(píng)價(jià)方式上，鼓勵(lì)學(xué)生將課程中的實(shí)踐選題繼續(xù)延伸到課堂外，對(duì)課程實(shí)踐項(xiàng)目原型進(jìn)行更加深入、全面地完善，從而實(shí)現(xiàn)由實(shí)踐訓(xùn)練到訓(xùn)練成果的轉(zhuǎn)化。接下來(lái)的課程教學(xué)中，將以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步落實(shí)“新工科”的建設(shè)要求，并在實(shí)踐中不斷完善和改進(jìn)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)和評(píng)價(jià)細(xì)節(jié)，以期獲得學(xué)生積極的學(xué)習(xí)反饋和良好穩(wěn)定的教學(xué)效果。

【通聯(lián)編輯：王力】