面向新工科的軟件工程“分層多方向”實踐教學(xué)模式創(chuàng)新研究

唐存東 王志平 張凌曉 李中書

（1.西北大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710127；2.南陽理工學(xué)院軟件工程與軟件學(xué)院，河南 南陽 473004）

1 問題的提出

據(jù)教育部統(tǒng)計，我國設(shè)有軟件工程專業(yè)的本科高校共505所，其中“雙一流”137所，其他大部分是各省市和其他地方舉辦的新建本科學(xué)校[1]。新建本科學(xué)校軟件工程專業(yè)存在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案、教學(xué)模式、教學(xué)質(zhì)量同質(zhì)化問題；其次就業(yè)市場對軟件工程專業(yè)的需求不盡相同；其三是國家發(fā)展的戰(zhàn)略需求和新工科建設(shè)對新建本科高校提出更高層次的要求。而傳統(tǒng)的軟件工程實踐教學(xué)往往是“粗放”型的教學(xué)環(huán)節(jié)，不同程度的學(xué)生都按照一個模式去施教，教學(xué)效果不太理想，不適應(yīng)用人市場、學(xué)生狀況、變化了的就業(yè)格局。為破解學(xué)生就業(yè)難題，適應(yīng)新工科建設(shè)要求，在深入分析國家相關(guān)政策以及新建本科高校辦學(xué)層次和區(qū)域特色基礎(chǔ)上，嘗試對新建本科高校的軟件工程實踐教學(xué)進(jìn)行五層次四方向的教學(xué)改革，探索新建本科學(xué)校的軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式定位問題，以提升教學(xué)質(zhì)量，帶動就業(yè)質(zhì)量提升。

2 分層體系

軟件工程學(xué)科不同于自然科學(xué)學(xué)科，其對操作性要求更高，適用行業(yè)廣泛，更為強調(diào)與其他學(xué)科的融合和交叉，所以專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)應(yīng)以O(shè)BE為理念，突出對基本技能和動手能力的訓(xùn)練、團(tuán)隊工作訓(xùn)練和領(lǐng)導(dǎo)能力的訓(xùn)練[1]，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實踐能力的應(yīng)用型人才[2-4]。根據(jù)這一指導(dǎo)思想，分層的原則是根據(jù)新建本科學(xué)校軟件工程專業(yè)的實際情況，按照軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計劃，劃分不同教學(xué)層次的實驗課程，主要劃分有以下幾層：基礎(chǔ)實驗層、綜合設(shè)計層[5,6]、職業(yè)強化層、專業(yè)綜合（畢業(yè)）設(shè)計層和技術(shù)服務(wù)層五個層次。

2.1 基礎(chǔ)實驗層

基礎(chǔ)實驗層主要是根據(jù)培養(yǎng)方案，按照課程性質(zhì)而規(guī)劃的實驗（如上機(jī)實驗）。主要目的是掌握、理解課程的基礎(chǔ)理論知識，大部分是驗證性實驗，如C語言程序設(shè)計實驗、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實驗等。在該層教學(xué)實踐中，由于不同課程的實驗學(xué)時數(shù)不同，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的不同，以及該層分散進(jìn)行且有教師隨堂指導(dǎo)，要保證該層的教學(xué)效果，必須對教師和學(xué)生都要有嚴(yán)格的要求，如：對學(xué)生講明實驗的重要性，要求學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)理論知識，在實驗之前要預(yù)作實驗等；要求指導(dǎo)老師對每個實驗也要預(yù)作實驗、認(rèn)真考勤和輔導(dǎo)，認(rèn)真批改實驗報告，進(jìn)行實驗考核等。通過“三部教學(xué)”使學(xué)生正確理解、掌握軟件工程基礎(chǔ)理論知識。

2.2 綜合設(shè)計層

綜合設(shè)計層主要針對課程設(shè)計，如C語言程序設(shè)計課程設(shè)計，時間一般在1～2周。課程設(shè)計主要是在基礎(chǔ)實驗層基礎(chǔ)上，學(xué)生學(xué)習(xí)完某門課程后，進(jìn)行一次全面的綜合訓(xùn)練，其目的在于加深對該課程基礎(chǔ)理論和基本知識的理解，掌握運用該課程開發(fā)的一些基本方法。該層次要求教師科學(xué)設(shè)計大綱，嚴(yán)格執(zhí)行過程化考核，堅守考核質(zhì)量。

在實際操作過程中，教師在講授理論課程的前三周內(nèi)，把課程設(shè)計的題目（盡量多個題目，最好一人一題）、目的和要求給學(xué)生布置下去，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊查閱文獻(xiàn)，積累資料，以項目驅(qū)動方式促進(jìn)學(xué)生做到有的放矢。在課程設(shè)計實施階段，學(xué)生按照預(yù)備知識進(jìn)行項目分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試，文檔撰寫和答辯工作。課程設(shè)計的有效實施，不僅提高學(xué)生的動手能力，而且培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生對課程的了解，為后續(xù)方向甄選做好鋪墊。

經(jīng)過基礎(chǔ)實驗層和綜合設(shè)計層的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)能夠把課本上的理論知識和工程實際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，學(xué)生已經(jīng)初步達(dá)到了分析問題、解決問題的能力。

2.3 職業(yè)強化層

社會需求永遠(yuǎn)是決定學(xué)校生存和發(fā)展的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在人才市場上，基礎(chǔ)理論扎實、專業(yè)實踐能力強、綜合素質(zhì)高，具有“零適應(yīng)期”和有職業(yè)針對性的學(xué)生始終受到用人單位的歡迎。因此，該層的主要目的就是按照公司、企業(yè)運作模式，強化職業(yè)能力的訓(xùn)練[7]。

研究設(shè)計第7學(xué)期第8周開始實施集中職業(yè)強化實踐教學(xué)。根據(jù)學(xué)生實際情況和當(dāng)前IT行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行充分的調(diào)研，劃分不同的職業(yè)方向，向?qū)W生公布，學(xué)生找準(zhǔn)適合自身水平的方向，進(jìn)入“職業(yè)強化教育生產(chǎn)線”，職業(yè)強化層嚴(yán)格落實OBE理念，推行“寬進(jìn)嚴(yán)出”政策，確保教學(xué)質(zhì)量。實踐證明，該模式大大縮短了就業(yè)適應(yīng)期，提高了畢業(yè)生競爭力，獲得了用人單位的認(rèn)可。

2.4 畢業(yè)設(shè)計層

畢業(yè)設(shè)計的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和實踐能力，其工程思想、工程思維、工程設(shè)計和學(xué)術(shù)素養(yǎng)將在此階段得到提升和鞏固。

調(diào)研結(jié)果顯示畢業(yè)生就業(yè)黃金時間為第七學(xué)期至次年4月份，與畢業(yè)設(shè)計時間沖突。針對大學(xué)生就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計的沖突問題，研究嘗試將畢業(yè)設(shè)計前移，為就業(yè)騰出時間，降低二者之間沖突損害。學(xué)院將教師題目申報、學(xué)生選題、下達(dá)任務(wù)書和開題報告撰寫前移至第7學(xué)期。學(xué)生按照強化過程控制，雙向選擇，一人一題、真題真做的思想，在寒假前和指導(dǎo)教師協(xié)商，確定畢業(yè)設(shè)計具體實施細(xì)節(jié)，利用寒假完成畢業(yè)設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)工作。第8學(xué)期前4周完成畢業(yè)設(shè)計論文初稿撰寫工作，在指導(dǎo)教師驗收合格后方可離校找工作。學(xué)生在找工作的過程中及時和指導(dǎo)教師聯(lián)系，不斷完善與修訂畢業(yè)論文，確保順利畢業(yè)。答辯環(huán)節(jié)采取現(xiàn)場、教師赴企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，適應(yīng)不同的畢業(yè)生的工作要求。學(xué)院利用信息化的手段對畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)控，確保畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，同時號召已就業(yè)畢業(yè)生聯(lián)系企業(yè)導(dǎo)師，加強企業(yè)鍛煉，提高真題真做質(zhì)量，實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計的初衷。

在畢業(yè)設(shè)計中由于采用了“真題真做”；學(xué)生選擇老師，老師選擇學(xué)生的“雙向選擇”機(jī)制，對學(xué)生和教師都均有壓力，學(xué)生能根據(jù)自己的興趣愛好去選擇老師，為了能被老師選中，必須能夠有所選擇方向的知識沉淀，教師為了能被學(xué)生選報，教師本身必須有高尚的師德，過硬的專業(yè)技能，真題真做又要求教師要不斷地更新知識，在重視教學(xué)的同時必須重視科研工作，做到教學(xué)服務(wù)科研，科研反哺教學(xué)。

由于畢業(yè)設(shè)計前移不僅提高了專業(yè)實踐能力，而且與就業(yè)不沖突，得到了學(xué)生的一致認(rèn)可。學(xué)生由于提前強化了專業(yè)知識和動手能力，提高了就業(yè)競爭力，反作用于就業(yè)市場，大大提高了專業(yè)對口就業(yè)率。

2.5 技術(shù)服務(wù)層

“以學(xué)為中心”的教學(xué)理念倡導(dǎo)教師為促進(jìn)學(xué)生的學(xué)而教，教師為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)而教。畢業(yè)生在畢業(yè)后3～5年內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r成為學(xué)?？荚u的重要參考指標(biāo)，原有的畢業(yè)生管理制度已與新工科的要求不適應(yīng)。高校由于聚集了大量的有知識的人才，在市場經(jīng)濟(jì)中，它作為一個知識服務(wù)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)當(dāng)和其他知識產(chǎn)業(yè)一樣面臨服務(wù)質(zhì)量和“售后服務(wù)”問題。對于這一問題，如何避免流于形式，建立一套完整有效的售后服務(wù)體系是一個值得深思的問題。軟件工程專業(yè)的畢業(yè)生從事的是知識行業(yè)的工作，主要由人類智力活動產(chǎn)生，實際問題的多樣化和解決問題的多樣性、靈活性，使畢業(yè)生在畢業(yè)（或?qū)嵙?xí)）后的前半年時間里將面臨更多的挑戰(zhàn)和疑難，畢業(yè)生在應(yīng)對這些問題和挑戰(zhàn)時的表現(xiàn)將成為用人單位對畢業(yè)生和學(xué)校進(jìn)行評價的主要依據(jù)，因此，必須將持續(xù)服務(wù)（相當(dāng)于“售后服務(wù)”）的理念延伸，這不僅是新工科的要求，更是對教育質(zhì)量的保證和人才培養(yǎng)模式的具體要求。

具體措施：建立技術(shù)支持咨詢團(tuán)及服務(wù)網(wǎng)站。該技術(shù)支持咨詢團(tuán)由所有專業(yè)課老師組成；對學(xué)生畢業(yè)遇到的技術(shù)問題通過網(wǎng)站盡快給予答復(fù)和解決方案；解決問題的速度和質(zhì)量與教師的業(yè)務(wù)評價掛鉤；設(shè)立人員維護(hù)網(wǎng)站，保證每天的信息反饋。

在技術(shù)服務(wù)層引入持續(xù)服務(wù)概念，組建畢業(yè)生職業(yè)技術(shù)支持咨詢團(tuán)及服務(wù)網(wǎng)站，是在真正地把教育作為知識服務(wù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合IT行業(yè)的特性，所衍生出來的合乎邏輯同時又極具創(chuàng)新意義的一個理念，是新形勢下畢業(yè)實踐教育的必需，也必將對高等教育的教學(xué)、科研工作產(chǎn)生不可估量的推動作用。通過畢業(yè)生對信息的反饋，不僅可檢驗我們的教學(xué)方法，教學(xué)計劃是否科學(xué)，培養(yǎng)目標(biāo)是否準(zhǔn)確，而且，由于要解答多種多樣的問題，對教師能力素質(zhì)的培養(yǎng)提出了更高的要求，對教師特別是青年教師的教學(xué)改革和科研工作提供了明確的方向。

3 分方向思想

要保證分層實踐教學(xué)的質(zhì)量，一方面對教師要有較高的要求，另一方面要保證學(xué)生有實踐實習(xí)的環(huán)境和興趣，實驗室或者實踐實習(xí)基地是培育學(xué)生創(chuàng)新意識的場所[8]，激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣是學(xué)好專業(yè)、提高動手能力的基礎(chǔ)?；诖耍址较虻乃枷刖褪前凑諏W(xué)生興趣進(jìn)行組合，組成興趣小組，形成個性化實驗教學(xué)平臺[9]。

具體操作是：首先，系院提供不同方向但地點相對集中的興趣小組工作室和設(shè)備；其次，學(xué)生在入校之后，系院將不同的方向和要求向所有學(xué)生公布，讓每一位學(xué)生了解所有方向所需的知識要求、能力要求及培養(yǎng)目標(biāo)等，經(jīng)過學(xué)生大學(xué)一個學(xué)年的準(zhǔn)備，當(dāng)進(jìn)入大學(xué)二年級時，學(xué)生可根據(jù)自己的能力發(fā)展情況、個性特點及企業(yè)的崗位職業(yè)能力要求，自主選擇，進(jìn)入不同的興趣小組。

這種分方向的實踐訓(xùn)練模式有如下特點：

（1）興趣小組工作室是學(xué)生固定的工作、學(xué)習(xí)空間，有條件的學(xué)生可以自己提供軟件工程，無條件的學(xué)生可以由系院配置軟件工程，自己管理自己組織，教師指導(dǎo)，學(xué)生在空暇時間可完全使用；

（2）興趣小組工作室作為學(xué)校實驗室的補充，學(xué)生可以把在實驗室做的分層次的實踐教學(xué)內(nèi)容在工作室內(nèi)完成，如課程設(shè)計，僅僅按照教學(xué)計劃規(guī)定的上機(jī)時間是不夠的，有了固定的工作室，學(xué)生有充足的時間來高質(zhì)量完成作業(yè)；

（3）興趣小組工作室是按照某一方向組織起來的，為興趣相同的學(xué)生提供了一個交流平臺，易形成較好的團(tuán)隊合作精神，使學(xué)生學(xué)習(xí)的方向性、目的性更加明確。

（4）興趣小組工作室是培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新人才，建立產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、廣泛且穩(wěn)固的校內(nèi)實習(xí)基地，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的地方。

分方向的實訓(xùn)模式對學(xué)生來說，一方面使不同方向的學(xué)生通過不同要求的訓(xùn)練內(nèi)容，不同的教學(xué)訓(xùn)練手段，真正做到因材施教，另一方面能促成學(xué)生自覺分流，真正做到學(xué)生可以“因材選學(xué)”。對教師來說，則提出了更高的要求，不僅需要教師具備高度的責(zé)任感，也要求具有針對不同方向?qū)W生特點的教學(xué)方法，更要求教師及時了解企業(yè)、了解生產(chǎn)一線的具體要求及相關(guān)崗位的能力要求。

對于方向的劃分，必須是有關(guān)人員深入社會實際，調(diào)查核實企業(yè)需求，了解用人單位的需求程度，根據(jù)行業(yè)的職業(yè)方向劃分的，既可以是某個職業(yè)方向，也可以是跟蹤IT前沿進(jìn)行研究的[10,11]，如表1是以軟件工程類專業(yè)為例做的部分案例。

表1 IT技術(shù)多方向一覽表

4 實踐效果

以某新建本科高校為例，其結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)特色和人才培養(yǎng)定位，對軟件工程實踐教學(xué)構(gòu)建了分層多方向的實踐教學(xué)體系，體現(xiàn)了“基礎(chǔ)-技術(shù)-應(yīng)用-創(chuàng)新”的教學(xué)理念，每門課程的實驗內(nèi)容按難易程度和要求不同分別設(shè)置基礎(chǔ)驗證型實驗、綜合型實驗、設(shè)計型實驗、研究創(chuàng)新型實驗等實驗項目[12]。興趣小組工作室與學(xué)生的課余科技活動緊密結(jié)合，以“大工作量”原則為指導(dǎo)，即按照企業(yè)工作模式，每個職工應(yīng)該完成的工作量為基準(zhǔn)，布置給學(xué)生，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能，通過調(diào)研、查找資料等方法完成。強化學(xué)生實際職業(yè)經(jīng)驗，使之獲得真正的對口行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，從而使之就業(yè)時達(dá)到“零適應(yīng)期”。因而培養(yǎng)的人才具有較強的應(yīng)用性，受社會的歡迎，大大提高了畢業(yè)生的就業(yè)率，受到了社會各方面的關(guān)注。從2010年以來，該校代表隊在全國IT賽事上屢獲大獎。通過分層多方向?qū)嵺`教學(xué)體系的培育，畢業(yè)生具有較強的操作能力，研發(fā)能力，基本功扎實。近5年該校本科畢業(yè)生就業(yè)率分別達(dá)到99.73%、97.24%、94.63%、96.89%、95.08%，位居全省高校前列，2019年3月，第三方調(diào)查公司——麥可思公司、零點公司聯(lián)合對全國高校2018屆畢業(yè)生就業(yè)半年后的能力指數(shù)、薪值等35項指標(biāo)的調(diào)查顯示，該校IT專業(yè)畢業(yè)生工作能力滿意度達(dá)87%等等。

5 結(jié)語

“分層多方向”實踐教學(xué)體系的建立，一方面把傳統(tǒng)的實踐教學(xué)體系進(jìn)行了科學(xué)的劃分，又把知識作為一種產(chǎn)業(yè)的持續(xù)教育的理念延續(xù)到實踐教學(xué)體系中；另一方面，多方向體系下的興趣小組工作室成為實驗室的一個有益補充，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，延伸了學(xué)生實驗的時間，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。整個實踐教學(xué)的實施，能夠把學(xué)習(xí)的壓力、競爭的壓力、就業(yè)的壓力逐漸地交給學(xué)生承擔(dān)，培養(yǎng)學(xué)生在社會上的適應(yīng)能力，由學(xué)生自主決定自己的學(xué)習(xí)道路、前途命運，必然會營造出一種積極向上的良好學(xué)風(fēng)，學(xué)生的思想精力必然會集中到學(xué)習(xí)上，這在很大程度上減輕了學(xué)生工作的難度，通過“多方向”的職業(yè)能力培養(yǎng)，使之獲得真正的對口行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，達(dá)到“零適應(yīng)期”的就業(yè)能力，在人才就業(yè)市場上極大提高了就業(yè)率，同時，也鍛煉了指導(dǎo)教師的科研能力?！胺謱佣喾较颉钡膶嵺`教學(xué)模式已經(jīng)從單純地追求知識型人才的模式，轉(zhuǎn)向既有扎實的理論基礎(chǔ)又有豐富的實踐經(jīng)驗的高素質(zhì)、實用型人才模式，它不但對新建本科學(xué)校的軟件工程專業(yè)適用，同樣也可以推廣到其他任何院校的任何專業(yè)。