新工科背景下軟件工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)課程群研究

周晶平，覃俊，曾廣平

（中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，武漢430074）

0 引言

2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)綜合性高校會(huì)議，達(dá)成“復(fù)旦共識(shí)”[1]，教育部高教司發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》[2]，4月8日教育部在天津大學(xué)召開(kāi)工科優(yōu)勢(shì)高校會(huì)議，發(fā)布了“新工科”建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃（天大行動(dòng)[3]），為新工科建設(shè)指明了方向。相對(duì)于傳統(tǒng)工科教育，新工科對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)提出了更高的要求，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)是軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的一個(gè)重要組成部分，但是在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中還存在一些不足，如教學(xué)方法落后、課程建設(shè)孤立、課程群意識(shí)薄弱，不能形成以工程能力為主線的訓(xùn)練體系。在新工科背景下，提出將軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的課程設(shè)計(jì)類(lèi)課程組成課程群，開(kāi)展以工程技術(shù)為主線、以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的課程群建設(shè)，構(gòu)建一個(gè)“個(gè)體編程能力+團(tuán)隊(duì)編程能力+項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力”的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系。并以中南民族大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)為例，構(gòu)建了課程群建設(shè)方案，為新工科背景下的實(shí)踐教學(xué)改革提供一種思路和方法。

1 課程群的內(nèi)涵

課程群建設(shè)是高校改革的重要舉措之一，它倡導(dǎo)課程整體優(yōu)化和交叉整合，根據(jù)統(tǒng)籌安排、突出重點(diǎn)的課程建設(shè)理念，對(duì)高校課程教學(xué)改革，教學(xué)資源優(yōu)化配置、師資隊(duì)伍建設(shè)都具有一定的指導(dǎo)作用[4]。課程群的組成一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①課程群是由三門(mén)以上單門(mén)課程組成的有機(jī)系統(tǒng)；②課程同屬于某一學(xué)科，課程的內(nèi)容密切相關(guān)，具有互補(bǔ)性；③課程群建設(shè)是為了使各門(mén)課程相互配合、協(xié)調(diào)發(fā)展，完成共同的教學(xué)目標(biāo)。

2 軟件工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)課程群的構(gòu)建

2.1 課程群建設(shè)的思路

課程設(shè)計(jì)是軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的一個(gè)重要組成部分，課程設(shè)計(jì)作為一門(mén)獨(dú)立的課程，一般安排在實(shí)踐教學(xué)周，時(shí)間為兩個(gè)星期，以個(gè)人獨(dú)立完成或團(tuán)隊(duì)分工合作等方式完成課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)不僅強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生具有綜合運(yùn)用所學(xué)的多門(mén)課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也注重系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和集成能力的培養(yǎng)[5]。課程設(shè)計(jì)對(duì)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有重要作用，為此，將軟件工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)類(lèi)課程組成課程群，引入CDIO工程教育理念作為課程設(shè)計(jì)教學(xué)的理論指導(dǎo)，從知識(shí)體系設(shè)計(jì)入手，一體化設(shè)計(jì)教學(xué)方案，分階段實(shí)施，構(gòu)建一個(gè)“個(gè)人編程能力+團(tuán)隊(duì)編程能力+項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力”的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系，以提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。

2.2 課程群中課程設(shè)計(jì)課程的教學(xué)安排

中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)根據(jù)相應(yīng)的理論課程開(kāi)設(shè)了《程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》、《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》、《軟件工程導(dǎo)論課程設(shè)計(jì)》等5門(mén)課程設(shè)計(jì)課程。課程群建設(shè)從整體出發(fā)，按照培養(yǎng)個(gè)體編程能力、團(tuán)隊(duì)編程能力、工程實(shí)踐能力的思路及相應(yīng)理論課程的教學(xué)時(shí)間，課程設(shè)計(jì)的安排如表1所示。

表1 課程群課程規(guī)劃表

2.3 課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

為了發(fā)揮課程設(shè)計(jì)課程群的整體效益，提高教學(xué)質(zhì)量，課程群中各課程需要相互協(xié)調(diào)、協(xié)同作用。因此，課程群中課程設(shè)計(jì)除完成本課程的教學(xué)任務(wù)外，還需要根據(jù)課程群的建設(shè)目標(biāo)，課程在課程群中所承擔(dān)的任務(wù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整?！冻绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》和《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容安排應(yīng)側(cè)重個(gè)體編程能力的培養(yǎng)，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》和《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重團(tuán)隊(duì)編程能力的培養(yǎng)，《軟件工程導(dǎo)論課程設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容則側(cè)重項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)，在教學(xué)項(xiàng)目的選擇上，教師提出的項(xiàng)目應(yīng)該是企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目或來(lái)源于工程實(shí)踐。

3 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，是教育部大力倡導(dǎo)的先進(jìn)工程教育模式，CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Imple?ment）和運(yùn)作（Operate），CDIO強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的完整生命周期為載體，讓學(xué)生在其中以主動(dòng)的、實(shí)踐的課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程理論知識(shí)，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和提升各種工程能力[6]，根據(jù)新工科建設(shè)要體現(xiàn)工程教育新理念的要求，軟件工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)課程群中的所有課程均采用CDIO工程教育模式。

3.1 課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程

課程設(shè)計(jì)課程群中的所有課程設(shè)計(jì)課程均采用CDIO工程教育模式，為方便教學(xué)管理和教師指導(dǎo)，將課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程均劃分為立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作四個(gè)管理環(huán)節(jié)，分別對(duì)應(yīng)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作四個(gè)階段，如圖1所示。

圖1 課程設(shè)計(jì)的過(guò)程

（1）立項(xiàng)：立項(xiàng)階段的主要任務(wù)是組織團(tuán)隊(duì)（團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目），確定任務(wù)（選題）和制定項(xiàng)目計(jì)劃，要求學(xué)生對(duì)選題進(jìn)行充分的調(diào)研與分析，形成自己的構(gòu)思方案。

（2）設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)階段要求學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃，收集資料、分析資料，完成軟件系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握相關(guān)課程的基本原理、方法、工具，并能夠?qū)嶋H應(yīng)用。

（3）實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)階段要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果完成編碼、測(cè)試及相關(guān)的文檔，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、務(wù)實(shí)精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（4）運(yùn)作：該階段包括兩部分，項(xiàng)目評(píng)價(jià)與成果交流，主要考察項(xiàng)目完成情況及成績(jī)?cè)u(píng)定。項(xiàng)目評(píng)價(jià)分為三個(gè)子階段，系統(tǒng)演示、系統(tǒng)交付演講和項(xiàng)目評(píng)分。

3.2 課程設(shè)計(jì)的組織

根據(jù)課程群建設(shè)的要求，《程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》和《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)》，由個(gè)人獨(dú)立完成；《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》和《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》由團(tuán)隊(duì)合作完成；《軟件工程導(dǎo)論課程設(shè)計(jì)》由項(xiàng)目小組合作完成。由于高校教育的特點(diǎn)，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師可能并不了解學(xué)生的實(shí)踐能力，對(duì)于需要分組的課程設(shè)計(jì)，最好與班級(jí)管理人員配合對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組，保證每個(gè)小組成員結(jié)構(gòu)合理，課程設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行，使所有學(xué)生都能得到良好鍛煉。整個(gè)課程設(shè)計(jì)期間，指導(dǎo)教師應(yīng)全程跟蹤指導(dǎo)，采用定期檢查任務(wù)進(jìn)度、召開(kāi)團(tuán)隊(duì)會(huì)議、討論問(wèn)題等形式關(guān)注并檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，督促項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)行。

3.3 課程設(shè)計(jì)的考評(píng)

科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)課程考核方法可以激發(fā)教師、學(xué)生的教學(xué)熱情，引導(dǎo)學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式，積極、自主地學(xué)習(xí)。因此，要改變課程設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告定成績(jī)的方法，根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）構(gòu)思，占 20%

（2）設(shè)計(jì)，占 20%

（3）實(shí)現(xiàn)，占 20%

（4）運(yùn)作，占 10%

（5）文檔，占 20%

（6）答辯與交流，占10%

4 課程群教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

課程群教學(xué)平臺(tái)是完成教學(xué)過(guò)程、提升教學(xué)效果的一個(gè)重要手段。教學(xué)平臺(tái)分為兩部分，一是教學(xué)平臺(tái)，以課程為中心集成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的環(huán)境。教師可以管理教學(xué)，可以將教學(xué)計(jì)劃、教案、多媒體課件、學(xué)習(xí)資料等資源放在網(wǎng)上，可以在平臺(tái)上備課、答疑、批改作業(yè)和組織在線考試等。學(xué)生可以在平臺(tái)上選課、學(xué)習(xí)、提交作業(yè)、討論交流等，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將成為師生教與學(xué)的橋梁。二是管理平臺(tái)，對(duì)教師、學(xué)生課程進(jìn)行管理。教師可以在平臺(tái)上交流討論，可以查看學(xué)生各門(mén)課程的成績(jī)、開(kāi)發(fā)的軟件、文檔等，有針對(duì)性地教學(xué)指導(dǎo)。學(xué)生也可以查看自己所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)、文檔等。平臺(tái)將按課程群建設(shè)的目標(biāo)對(duì)課程群的教學(xué)構(gòu)成一個(gè)比較完整的網(wǎng)上教學(xué)支撐環(huán)境。

5 課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)的組建

課程設(shè)計(jì)課程群包含的課程多，時(shí)間跨度長(zhǎng)，建設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是保證課程群得以實(shí)施、取得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)中需要解決好2個(gè)問(wèn)題：一是課程內(nèi)容的銜接，課程群中的5門(mén)課程既有各自的特色與任務(wù)，課程之間也有相互的聯(lián)系，必須從課程群建設(shè)的目標(biāo)出發(fā)解決好課程之間的銜接關(guān)系，才能將這些課程的教師凝成一個(gè)有效的團(tuán)隊(duì)。二是教學(xué)方式的創(chuàng)新，教學(xué)團(tuán)隊(duì)要根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)創(chuàng)新教學(xué)方式，引入先進(jìn)的CDIO工程教育模式，并不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、考核方法，在教學(xué)實(shí)踐中，形成一支穩(wěn)定的、具有較高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

6 結(jié)語(yǔ)

在新工科背景下，針對(duì)軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的不足，提出將軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的課程設(shè)計(jì)類(lèi)課程組成課程群，開(kāi)展以工程技術(shù)為主線、以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的課程群建設(shè)，構(gòu)建一個(gè)“個(gè)體編程能力+團(tuán)隊(duì)編程能力+項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力”的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系。為了達(dá)到課程群建設(shè)的目標(biāo)，在課程群建設(shè)實(shí)施過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)：

第一，要注意教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，課程群包含的課程多,時(shí)間跨度長(zhǎng),建設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是保證課程群得以實(shí)施、取得良好教育效果的關(guān)鍵。第二，要注意教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，課程群教學(xué)平臺(tái)是教師與教師、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的溝通平臺(tái)，是完成教學(xué)過(guò)程、提升教學(xué)效果的重要保證。第三，要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式，采用CDIO工程教育模式，并改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。