基于OBE的軟件工程專業(yè)一體化實踐教學(xué)體系改革

付麗梅，李緒成，任長寧

（大連東軟信息學(xué)院 軟件工程系，遼寧 大連 116023）

0 引言

目前，各高校正在進行的高等工程教育專業(yè)認(rèn)證是繼本科教學(xué)評估和質(zhì)量工程后關(guān)注的焦點工作。在工程教育認(rèn)證中，專業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)被稱為“學(xué)生產(chǎn)出”或“畢業(yè)要求”，是保證培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的關(guān)鍵[1]。在中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會制定的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）中，提出12條通用標(biāo)準(zhǔn)，均以“學(xué)生的能力培養(yǎng)”為核心。能力是在學(xué)習(xí)知識和訓(xùn)練技能中逐步形成的，因此實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的切入點，為使實踐教學(xué)體系能有效地支撐培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的實現(xiàn)，就應(yīng)該基于產(chǎn)出導(dǎo)向，對原有的實踐體系進行改革重組[2]，在基于OBE為導(dǎo)向的實踐教學(xué)設(shè)計上重點關(guān)注對學(xué)生項目研發(fā)能力的培養(yǎng)與軟件開發(fā)流程，把培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力貫穿于4年學(xué)習(xí)的課內(nèi)和課外。

1 實踐教學(xué)體系改革與實踐的目標(biāo)

改革要實現(xiàn)的目標(biāo)如下：①將對軟件工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求所具有的能力指標(biāo)貫徹到實踐環(huán)節(jié)；②設(shè)計專業(yè)項目體系，開發(fā)完成一系列CDIO項目庫，包括一級項目庫、二級項目庫和三級項目庫，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力；③研究探討基于產(chǎn)出導(dǎo)向的基本技能、綜合應(yīng)用能力、工程實踐與創(chuàng)新能力3個階梯層次的實驗教學(xué)優(yōu)化設(shè)計和多元化考核模式；④通過將OBE教育理念引入實踐環(huán)節(jié)，以學(xué)習(xí)結(jié)果驅(qū)動取代傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容驅(qū)動，形成持續(xù)改進的質(zhì)量保障機制；⑤改革實踐教學(xué)內(nèi)容和實施過程，提高學(xué)生的項目研發(fā)實踐能力；⑥建設(shè)完善的、適合OBE教學(xué)理念的實踐教學(xué)課程資源；⑦組織系級學(xué)科競賽活動，促進對學(xué)生產(chǎn)品創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 改革思路與措施

（1）根據(jù)TOPCARES-CDIO教育理念，理清實踐項目之間的關(guān)系。原則上每門理論課都設(shè)計課程項目，在一、二、三年級的第3個實踐學(xué)期設(shè)計1個課程群項目，四年級的上學(xué)期實施1個綜合項目，四年級的下學(xué)期進行畢業(yè)設(shè)計。層層遞進的一體化實踐教學(xué)體系[3]，如圖1所示。

圖1 一體化實踐教學(xué)項目設(shè)計

（2）實踐項目的設(shè)計原則。實訓(xùn)項目應(yīng)盡量選用企業(yè)的實際開發(fā)項目，做到真實性和多樣化。在實訓(xùn)過程中，積極推行團隊化管理，將學(xué)生按軟件團隊模式進行管理，按軟件項目管理模式設(shè)立不同的角色，并由技術(shù)強的學(xué)生引導(dǎo)技術(shù)稍弱的學(xué)生，這樣有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。同時，對整個項目的管理應(yīng)比照企業(yè)現(xiàn)行的管理模式，完善各種管理制度，如培訓(xùn)制度、考勤制度、數(shù)據(jù)管理制度、軟件開發(fā)流程制度、測試制度等。項目考慮3個設(shè)計原則：①項目結(jié)構(gòu)具有分解性和整合性，并符合實踐和教學(xué)規(guī)律[4]。項目可分解到第6和第9兩個實踐學(xué)期中實施，分解后的項目可以滾動整合、逐漸合并，以致到三年級實踐學(xué)期時，全部項目作為一個整體實現(xiàn)完畢。②項目類型具有典型性和完備性，符合軟件工程規(guī)律。綜合項目應(yīng)覆蓋專業(yè)所有技能，具有代表性，而且應(yīng)具有可擴展性，以根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展而持續(xù)改進。③項目所涵蓋的知識技能涵蓋學(xué)生的畢業(yè)要求。綜合項目確定后，根據(jù)軟件工程知識體系（SWEOB）和本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，分析出多個課程群項目。每個課程群項目是綜合項目的一個模塊或相應(yīng)地為綜合項目的達成提供重要支撐。綜合項目是根據(jù)崗位能力要求調(diào)研分析后設(shè)置的，能夠完成綜合項目，則說明學(xué)生的專業(yè)能力達到相應(yīng)崗位的能力要求。

（3）本專業(yè)實踐項目的總體規(guī)劃。實訓(xùn)項目是一個基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電商平臺，項目總體目標(biāo)是以Android和Java Web為核心技術(shù)，著眼于電商系統(tǒng)基本業(yè)務(wù)流程的討論，對于類似淘寶、京東等系統(tǒng)的實現(xiàn)方案進行重新規(guī)劃和設(shè)計；不僅全面解決現(xiàn)有問題，滿足目前的業(yè)務(wù)需要，還要滿足未來的發(fā)展，具備良好的可擴展性，形成個性化、可擴展的移動互聯(lián)網(wǎng)平臺。根據(jù)業(yè)務(wù)的需求可將子系統(tǒng)模塊劃分為商品子系統(tǒng)、購物子系統(tǒng)、支付子系統(tǒng)、物流子系統(tǒng)、客服子系統(tǒng)、評論子系統(tǒng)。此外，根據(jù)各子系統(tǒng)的核心等級，可拆分出核心子系統(tǒng)和非核心子系統(tǒng)，前者包括商品子系統(tǒng)、購物子系統(tǒng)、支付子系統(tǒng)及物流子系統(tǒng)；后者則包括評論子系統(tǒng)、客服子系統(tǒng)及接口子系統(tǒng)。需要注意的是，一般大型電商平臺的倉儲物流系統(tǒng)是單獨分離出來的系統(tǒng)（包括入庫、出庫、庫存管理、配送管理、貨品管理等）。項目總體規(guī)劃為3個階段。

第6學(xué)期實現(xiàn)一個初級的移動電商服務(wù)平臺，該階段實現(xiàn)基于Web和Android的基礎(chǔ)電商服務(wù)平臺，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識融會貫通，完成原理到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。該項目技術(shù)內(nèi)容涵蓋學(xué)生二年級的幾門專業(yè)核心課程。

第9學(xué)期實現(xiàn)一個架構(gòu)優(yōu)良的移動電商服務(wù)平臺，該階段實現(xiàn)基于SpringMVC、MyBatis、HTML5、跨平臺開發(fā)等技術(shù)的電商平臺，不僅重構(gòu)軟件架構(gòu)，更重要的是著眼于軟件工程、自動化測試等領(lǐng)域。

第10學(xué)期實現(xiàn)一個商業(yè)級的移動電商服務(wù)平臺，這個階段著眼于企業(yè)級應(yīng)用，實現(xiàn)項目重構(gòu)和規(guī)劃。通過使用Spark、Jenkins、docker、redis、PostgreSQL、CentOS、阿里云等技術(shù)棧，學(xué)生能夠完成系統(tǒng)級別的企業(yè)級應(yīng)用。

（4）以O(shè)BE為導(dǎo)向的項目資源建設(shè)。每個學(xué)期的項目采用模塊化設(shè)計，以正在建設(shè)的軟件工程項目訓(xùn)練為例，將課程設(shè)計為20個授課單元，每個授課單元有獨立的任務(wù)目標(biāo)、學(xué)習(xí)資源、成果物、擴展任務(wù)。擴展任務(wù)主要是一些針對當(dāng)前主流技術(shù)準(zhǔn)備的專題，學(xué)生可以選擇自己感興趣的擴展知識深入學(xué)習(xí)研究并應(yīng)用到個人項目中，對于這部分內(nèi)容，在課程考核里有明確評分標(biāo)準(zhǔn)。

（5）以O(shè)BE為導(dǎo)向的教學(xué)方法改革。每節(jié)課首先給出本次課任務(wù)，演示任務(wù)應(yīng)達到的學(xué)習(xí)效果，然后分解任務(wù)，講解任務(wù)的重難點，下發(fā)項目Demo，讓學(xué)生在研究Demo項目后完成自己項目的對應(yīng)部分。教師隨機抽查完成情況作為形成性考核的分?jǐn)?shù)，通過公布學(xué)生階段性成績，激勵學(xué)生下一階段的學(xué)習(xí)；每天根據(jù)學(xué)生的考核情況及時調(diào)整下一階段的任務(wù)。

（6）適合課程特點的有效考核方式?？己耸窃u估教學(xué)效果的重要手段，如何有效地考核是整個教學(xué)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，由于是項目開發(fā)，比較適合大作業(yè)的考核方式[5]。大作業(yè)的缺點是考核工作量大，而且在一定程度上缺少客觀性。為解決考核工作量大的問題，可以把整個考核分階段進行，每階段對每名學(xué)生考核一次，采取隨機抽查，這樣可避免對所有學(xué)生考核一個知識內(nèi)容、后面的學(xué)生參考前面學(xué)生的問題來回答，從而在一定程度上提高考核的公正性；此外，可挑選助教幫助教師考核和答疑，以減少教師的工作量，但對助教挑選及使用標(biāo)準(zhǔn)、使用環(huán)節(jié)，保證助教考核有效性等，都需要認(rèn)真討論和思考。項目考核分為形成性考核和終結(jié)性考核：形成性考核主要針對教師Demo項目中的技術(shù)進行考核；終結(jié)性考核為大作業(yè)，占總成績的一半，要求學(xué)生實現(xiàn)自擬題目的Android與Web系統(tǒng)，項目總體目標(biāo)是以Android和Java Web為核心，使用所學(xué)知識制作功能互通的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。主要選題應(yīng)積極向上，貼近學(xué)生生活，如制作“我的大學(xué)”、學(xué)生社團介紹或其他與學(xué)生生活密切相關(guān)的業(yè)務(wù)等。項目選題要求每人一題，并能使用課程中沒有講述的新技術(shù)。新技術(shù)在考核時作為附加分占一定比例，項目源碼要求系統(tǒng)運行穩(wěn)定、項目編碼規(guī)范、用戶體驗好，總共至少包括10個垂直功能點，低于10個垂直功能點則無法及格。終結(jié)性考核標(biāo)準(zhǔn)從項目新穎性、功能完整性、項目設(shè)計創(chuàng)新性、答辯表現(xiàn)、功能實現(xiàn)、新技術(shù)的使用、性能與穩(wěn)定性、編碼規(guī)范性、用戶體驗級團隊合作進行考核。

3 具體實施路徑

（1）深入開展產(chǎn)學(xué)融合，積極引進產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)資源，搭建完整的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)體系。推進專業(yè)教學(xué)緊貼技術(shù)進步和企業(yè)生產(chǎn)實際，有效開展實踐性教學(xué)，加大對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐活動的支持和保障力度[6]。①建立可參與本專業(yè)教學(xué)（特別是實踐教學(xué)）的企業(yè)人力資源數(shù)據(jù)庫；②建立企業(yè)可以共享的案例、工具并建立相應(yīng)的資源庫。研究它們可嵌入的課程、項目，研究是嵌入還是替代，是在基礎(chǔ)階段、專業(yè)基礎(chǔ)階段還是專業(yè)課階段，還是大四的全實踐階段，需要多少學(xué)時。

（2）助教輔助完成課程考核。通過按階段考核，督促學(xué)生項目開發(fā)的進展，通過定期公布形成性考核成績，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生助教參與考核過程，提高考核效率。

（3）改革實踐項目內(nèi)容，使學(xué)生在畢業(yè)后能夠完成主流應(yīng)用的開發(fā)，適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”和“O2O”的時代特點。實踐項目涉及第3學(xué)期、第6學(xué)期、第9學(xué)期、第10學(xué)期和第11學(xué)期。第3學(xué)期的實踐內(nèi)容重點培養(yǎng)學(xué)生的基本編碼能力；第6學(xué)期培養(yǎng)學(xué)生對“互聯(lián)網(wǎng)+”的敏感性；第9學(xué)期培養(yǎng)學(xué)生的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)能力，讓學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動開發(fā)技術(shù)解決傳統(tǒng)行業(yè)問題，實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”；第10學(xué)期：學(xué)生自選項目，采用團隊開發(fā)的形式，嚴(yán)格按照公司標(biāo)準(zhǔn)流程完成項目的開發(fā)，可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和自學(xué)能力。

（4）改革實踐項目實施過程。實踐學(xué)期和實訓(xùn)的目的有所不同，實踐學(xué)期的任務(wù)是夯實學(xué)生理論學(xué)期學(xué)到的課程知識，實訓(xùn)的目的是讓學(xué)生通過一個接近真實項目的開發(fā)流程了解軟件開發(fā)的真實環(huán)境，實踐學(xué)期的資源建設(shè)是核心工作，包括課上、課下各種學(xué)習(xí)資源（案例、項目庫、MOOC）等。

項目實訓(xùn)注重學(xué)生項目開發(fā)整體流程的規(guī)范，在項目實施過程采用先進的項目管理工具，項目實施過程模擬真實項目開發(fā)流程，讓學(xué)生在就業(yè)前了解軟件公司的工作流程。將10周教學(xué)分成幾個階段完成：第1～2周為技術(shù)儲備階段，通過項目回顧核心課程的核心知識點；第3周為文檔與新技術(shù)學(xué)習(xí)階段，講解實際公司項目開發(fā)所用文檔，講解主流項目管理工具和當(dāng)前主流技術(shù)；第4～10周學(xué)生分組開發(fā)自選項目，自選項目分階段完成和考核，主要分為需求、設(shè)計、實施和總結(jié)調(diào)試4個階段，每個階段完成后進行階段考核，以分組形式進行，采用交叉評審、答辯的方式。各組除了要被考核，還要參與考核別人；每組項目除了教師給的分?jǐn)?shù)，還有其他組所給評分；參與考核的組要求必須對考核小組提出至少2個問題和1個修改意見。在測試階段，各組交叉進行測試，每個階段的考核都要有標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果，教師對項目的整體實施過程進行監(jiān)控和把握，通過各種有效措施保證項目的順利實施。實訓(xùn)過程通過項目文檔的公開、學(xué)生相互評價、過程成績的公開給學(xué)生以壓力，從而轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)的動力，讓學(xué)生養(yǎng)成公平、公正、公開，關(guān)注細節(jié)的習(xí)慣，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)以及解決問題的能力。

（5）通過課外競賽項目驅(qū)動，打通學(xué)科間壁壘，促進知識的綜合運用與實踐。基于課外競賽項目的實踐，課堂教學(xué)與課外項目實踐緊密地結(jié)合，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

（6）通過推廣學(xué)生的實踐作品，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動力。將學(xué)生的學(xué)期實踐作品推薦到各類競賽，申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，讓學(xué)生在競賽中獲得成就感，開闊眼界，從而提高學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

大連東軟信息學(xué)院在2016年引入OBE教學(xué)理念，軟件工程專業(yè)在實踐教學(xué)體系設(shè)計中引入OBE，實踐教學(xué)效果表明，學(xué)生的實踐動手能力和學(xué)習(xí)效果有了顯著提高。實踐教學(xué)是整個人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)構(gòu)建多元化、多層次的一體化實踐教學(xué)體系，在實踐教學(xué)過程中以培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力為目標(biāo)，以O(shè)BE教學(xué)理念為導(dǎo)向，注重學(xué)生學(xué)習(xí)效果，打破以知識結(jié)構(gòu)為主線的實踐體系，以項目引導(dǎo)知識，以學(xué)習(xí)效果引導(dǎo)教學(xué)；在項目設(shè)計與資源建設(shè)上，以企業(yè)為依托，引進企業(yè)真實項目做教學(xué)化改造，綜合訓(xùn)練學(xué)生的實踐動手能力和項目研發(fā)能力，從而實現(xiàn)學(xué)生在校所學(xué)與將來所從事崗位的無縫對接[7]。教學(xué)資源建設(shè)方法和教學(xué)資源的合理使用是實踐教學(xué)中下一步需要深入探討的問題。