面向新工科的软件工程“分层...方向”实践教学模式创新研究_唐存东.pdf

1问题的提出据教育部统计，我国设有软件工程专业的本科高校共505所，其中“双一流”137所，其他大部分是各省市和其他地方举办的新建本科学校1。新建本科学校软件工程专业存在培养目标、培养方案、教学模式、教学质量同质化问题；其次就业市场对软件工程专业的需求不尽相同；其三是国家发展的战略需求和新工科建设对新建本科高校提出更高层次的要求。而传统的软件工程实践教学往往是“粗放”型的教学环节，不同程度的学生都按照一个模式去施教，教学效果不太理想，不适应用人市场、学生状况、变化了的就业格局。为破解学生就业难题，适应新工科建设要求，在深入分析国家相关政策以及新建本科高校办学层次和区域特色基础上，尝试对新建本科高校的软件工程实践教学进行五层次四方向的教学改革，探索新建本科学校的软件工程专业人才培养模式定位问题，以提升教学质量，带动就业质量提升。2分层体系软件工程学科不同于自然科学学科，其对操作性要求更高，适用行业广泛，更为强调与其他学科的融合和交叉，所以专业实践能力的培养应以OBE为理念，突出对基本技能和动手能力的训练、团队工作训练和领导能力的训练1，培养具有创新精神与实践能力的应用型人才2-4。根据这一指导思想，分层的原则是根据新建本科学校软件工程专业的实际情况，按照软件工程专业的人才培养目标、教学计划，划分不同教学层次的实验课程，主要划分有以下几层：基础实验层、综合设计层5,6、职业强化层、专业综合（毕业）设计层和技术服务层五个层次。2.1基础实验层基础实验层主要是根据培养方案，按照课程性质而规划的实验（如上机实验）。主要目的是掌握、理解课程的基础理论知识，大部分是验证性实验，如C语言程序设计实验、面向对象程序设计实验等。在该层教学实践中，由于不同课程的实验学时数不同，学生学习兴趣的不同，以及该层分散进行且有教师随堂指导，要保证该层的教学效果，必须对教师和学生都要有严格的要求，如：对学生讲明实验的重要性，要求学生认真复习理论知识，在实验之前要预作实验等；要求指导老师对每个实验也要预作实验、认真考勤和辅导，认真批改实验报告，进行实验考核等。通过“三部教学”使学生正确面向新工科的软件工程“分层多方向”实践教学模式创新研究唐存东1，2王志平2张凌晓2李中书2（1.西北大学信息科学技术学院，陕西西安710127；2.南阳理工学院软件工程与软件学院，河南南阳473004）摘要：针对新建本科院校底蕴薄、区位优势弱的特点，研究以新工科建设为契机，对软件工程采取五个层次四个方向的实践教学模式改革，以实践教学模式转变为突破口，以新工科思想引领新建本科高校软件工程专业建设，以项目驱动培养工程思维，以课程思政为抓手实现“育人”初衷，进而实现人才培养模式转变和人才培养质量提升。五层体系结构清晰、操作性强，研究应用该模式进行了具体实践，效果接近预期。研究模式不仅有利于提高新建本科院校软件工程专业教学质量，且对同层次工科专业实践教学模式改革有较强的借鉴意义。关键词：新工科；分层多方向；新建本科；软件工程专业；实践教学中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1008-6609(2022)10-0012-05作者简介：唐存东（19 78），男，河南南阳人，在读博士，副教授，研究方向为大数据、深度学习、人工智能算法、图像处理。基金项目：河南省科技攻关项目，项目编号：2 2 2 10 2 110 0 45、2 2 2 3 0 0 42 0 58 2；河南省教育厅项目，项目编号：2 0 18-Z D JH-2 19；南阳理工学院教改项目，项目编号：NIT 2 0 2 0 JY-0 3 8，NIT 2 0 2 0 JY-0 7 4。电脑与电信基金项目-12DOI:10.15966/ki.dnydx.2022.10.002理解、掌握软件工程基础理论知识。2.2综合设计层综合设计层主要针对课程设计，如C语言程序设计课程设计，时间一般在12周。课程设计主要是在基础实验层基础上，学生学习完某门课程后，进行一次全面的综合训练，其目的在于加深对该课程基础理论和基本知识的理解，掌握运用该课程开发的一些基本方法。该层次要求教师科学设计大纲，严格执行过程化考核，坚守考核质量。在实际操作过程中，教师在讲授理论课程的前三周内，把课程设计的题目（尽量多个题目，最好一人一题）、目的和要求给学生布置下去，让学生边学习边查阅文献，积累资料，以项目驱动方式促进学生做到有的放矢。在课程设计实施阶段，学生按照预备知识进行项目分析、设计、实现、测试，文档撰写和答辩工作。课程设计的有效实施，不仅提高学生的动手能力，而且培养学生的团队意识，增加了学生的学习积极性，加深了学生对课程的了解，为后续方向甄选做好铺垫。经过基础实验层和综合设计层的训练，学生已经能够把课本上的理论知识和工程实际应用有机结合起来，学生已经初步达到了分析问题、解决问题的能力。2.3职业强化层社会需求永远是决定学校生存和发展的唯一标准，在人才市场上，基础理论扎实、专业实践能力强、综合素质高，具有“零适应期”和有职业针对性的学生始终受到用人单位的欢迎。因此，该层的主要目的就是按照公司、企业运作模式，强化职业能力的训练7。研究设计第7学期第8周开始实施集中职业强化实践教学。根据学生实际情况和当前IT行业的发展状况，进行充分的调研，划分不同的职业方向，向学生公布，学生找准适合自身水平的方向，进入“职业强化教育生产线”，职业强化层严格落实OBE理念，推行“宽进严出”政策，确保教学质量。实践证明，该模式大大缩短了就业适应期，提高了毕业生竞争力，获得了用人单位的认可。2.4毕业设计层毕业设计的目的是培养学生综合应用能力和实践能力，其工程思想、工程思维、工程设计和学术素养将在此阶段得到提升和巩固。调研结果显示毕业生就业黄金时间为第七学期至次年4月份，与毕业设计时间冲突。针对大学生就业与毕业设计的冲突问题，研究尝试将毕业设计前移，为就业腾出时间，降低二者之间冲突损害。学院将教师题目申报、学生选题、下达任务书和开题报告撰写前移至第7学期。学生按照强化过程控制，双向选择，一人一题、真题真做的思想，在寒假前和指导教师协商，确定毕业设计具体实施细节，利用寒假完成毕业设计系统开发工作。第8学期前4周完成毕业设计论文初稿撰写工作，在指导教师验收合格后方可离校找工作。学生在找工作的过程中及时和指导教师联系，不断完善与修订毕业论文，确保顺利毕业。答辩环节采取现场、教师赴企业和网络相结合的方式，适应不同的毕业生的工作要求。学院利用信息化的手段对毕业设计质量进行全程监控，确保毕业设计质量，同时号召已就业毕业生联系企业导师，加强企业锻炼，提高真题真做质量，实现毕业设计的初衷。在毕业设计中由于采用了“真题真做”；学生选择老师，老师选择学生的“双向选择”机制，对学生和教师都均有压力，学生能根据自己的兴趣爱好去选择老师，为了能被老师选中，必须能够有所选择方向的知识沉淀，教师为了能被学生选报，教师本身必须有高尚的师德，过硬的专业技能，真题真做又要求教师要不断地更新知识，在重视教学的同时必须重视科研工作，做到教学服务科研，科研反哺教学。由于毕业设计前移不仅提高了专业实践能力，而且与就业不冲突，得到了学生的一致认可。学生由于提前强化了专业知识和动手能力，提高了就业竞争力，反作用于就业市场，大大提高了专业对口就业率。2.5技术服务层“以学为中心”的教学理念倡导教师为促进学生的学而教，教师为学生的终生学习而教。毕业生在毕业后35年内的发展状况成为学校考评的重要参考指标，原有的毕业生管理制度已与新工科的要求不适应。高校由于聚集了大量的有知识的人才，在市场经济中，它作为一个知识服务产业，应当和其他知识产业一样面临服务质量和“售后服务”问题。对于这一问题，如何避免流于形式，建立一套完整有效的售后服务体系是一个值得深思的问题。软件工程专业的毕业生从事的是知识行业的工作，主要由人类智力活动产生，实际问题的多样化和解决问题的多样性、灵活性，使毕业生在毕业（或实习）后的前半年时间里将面临更多的挑战和疑难，毕业生在应对这些问题和挑战时的表现将成为用人单位对毕业生和学校进行评价的主要依据，因此，必须将持续服务（相当于“售后服务”）的理念延伸，这不仅是新工科的要求，更是对教育质量的保证和人才培养模式的具体要求。具体措施：建立技术支持咨询团及服务网站。该技术支持咨询团由所有专业课老师组成；对学生毕业遇到的技术问题通过网站尽快给予答复和解决方案；解决问题的速度和质量与教师的业务评价挂钩；设立人员维护网站，保证每天的信息反馈。在技术服务层引入持续服务概念，组建毕业生职业技术支持咨询团及服务网站，是在真正地把教育作为知识服务产业的基础上，结合IT行业的特性，所衍生出来的合乎逻辑同电脑与电信基金项目-13时又极具创新意义的一个理念，是新形势下毕业实践教育的必需，也必将对高等教育的教学、科研工作产生不可估量的推动作用。通过毕业生对信息的反馈，不仅可检验我们的教学方法，教学计划是否科学，培养目标是否准确，而且，由于要解答多种多样的问题，对教师能力素质的培养提出了更高的要求，对教师特别是青年教师的教学改革和科研工作提供了明确的方向。3分方向思想要保证分层实践教学的质量，一方面对教师要有较高的要求，另一方面要保证学生有实践实习的环境和兴趣，实验室或者实践实习基地是培育学生创新意识的场所8，激发学生的好奇心和兴趣是学好专业、提高动手能力的基础。基于此，分方向的思想就是按照学生兴趣进行组合，组成兴趣小组，形成个性化实验教学平台9。具体操作是：首先，系院提供不同方向但地点相对集中的兴趣小组工作室和设备；其次，学生在入校之后，系院将不同的方向和要求向所有学生公布，让每一位学生了解所有方向所需的知识要求、能力要求及培养目标等，经过学生大学一个学年的准备，当进入大学二年级时，学生可根据自己的能力发展情况、个性特点及企业的岗位职业能力要求，自主选择，进入不同的兴趣小组。这种分方向的实践训练模式有如下特点：（1）兴趣小组工作室是学生固定的工作、学习空间，有条件的学生可以自己提供软件工程，无条件的学生可以由系院配置软件工程，自己管理自己组织，教师指导，学生在空暇时间可完全使用；（2）兴趣小组工作室作为学校实验室的补充，学生可以把在实验室做的分层次的实践教学内容在工作室内完成，如课程设计，仅仅按照教学计划规定的上机时间是不够的，有了固定的工作室，学生有充足的时间来高质量完成作业；（3）兴趣小组工作室是按照某一方向组织起来的，为兴趣相同的学生提供了一个交流平台，易形成较好的团队合作精神，使学生学习的方向性、目的性更加明确。（4）兴趣小组工作室是培养出高素质的创新人才，建立产学研相结合、广泛且稳固的校内实习基地，促进学生综合素质的提高培养创新型人才的地方。分方向的实训模式对学生来说，一方面使不同方向的学生通过不同要求的训练内容，不同的教学训练手段，真正做到因材施教，另一方面能促成学生自觉分流，真正做到学生可以“因材选学”。对教师来说，则提出了更高的要求，不仅需要教师具备高度的责任感，也要求具有针对不同方向学生特点的教学方法，更要求教师及时了解企业、了解生产一线的具体要求及相关岗位的能力要求。对于方向的划分，必须是有关人员深入社会实际，调查核实企业需求，了解用人单位的需求程度，根据行业的职业方向划分的，既可以是某个职业方向，也可以是跟踪IT前沿进行研究的10,11，如表1是以软件工程类专业为例做的部分案例。4实践效果以某新建本科高校为例，其结合学校的办学特色和人才序号123456职业方向数据库程序设计C#应用开发Java网络编程电子商务(JSP)软件工程接口控制技术单片机技术人数限制101010101010费用需要需要责任教师*职业能力培养数据库设计开发能力，建立基于InternetIntranet网络环境的CS模式和BS模式的数据库应用系统的能力。应用最新的开发工具，开发多种基于网络的应用程序以及跨平台应用程序。使用Java进行网络编程，培养规范的程序开发、外文资料阅读、网络应用程序设计等各方面的能力。掌握大型数据库管理及维护，Oracle4