工程认证背景下软件工程专业实训模式探索_王金凤.pdf

第 4 期2023 年 4 月 10 日计 算 机 教 育Computer Education中图分类号：G642152基金项目：广东省一流本科课程建设项目“操作系统线上线下混合式一流课程”（202012039）；国家级一流本科专业建设项目“软件工程”（教高厅函 202214 号）；教育部产学研协同育人项目“基于鲲鹏的操作系统课程实践教学建设”（201901134024）。作者简介：王金凤，女，副教授，研究方向为机器学习、生物信息学、教育技术学，；黄琼（通信作者），男，教授，研究方向为信息安全，。1研究背景工程教育是我国高等教育的重要组成部分，而工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制，以保证专业教育质量和专业教育活力1。未来工程人才的培养目标注重知识能力、能力和素质全方位发展2-3。2017 年教育部启动了“新工科研究与实践”项目，强调培养的学生应具有工程实践能力强的特征4。软件工程是普通高等学校本科专业，该专业目标是培养学生适应软件产业的发展，使其具备计算机软件的基础理论、基本知识和基本技能，具有用软件工程的思想、方法和技术来分析、设计和实现计算机软件系统的能力5-6。软件工程专业的课程体系包括通识类知识、学科基础知识、专业知识和实践性教学等，必须支持各项毕业要求的有效达成，进而保证专业培养目标的有效实现。工程认证背景下软件工程专业实训模式探索王金凤1，黄 琼1，林丕源1，肖 磊1，陈晓伟2，邝振豪3（1.华南农业大学 数学与信息学院，广东 广州 510642；2.四川华迪信息技术有限公司，四川 成都 610500；3.广州东软睿道教育技术有限公司，广东 广州 510000）摘 要：分析双一流建设背景下软件工程专业存在的问题，以工程认证理念为指引，以实践能力产出为导向，提出校企深度融合、沉浸式指导、全方位构建实训实践课程体系结构，优化软件工程专业人才培养模式，结合华南农业大学软件工程专业的实训课程开展经验，从建设思路、设计理念、实施过程、效果评价几个方面阐述该模式的建设过程。关键词：工程认证；软件工程；实训模式；双一流建设文章编号：1672-5913(2023)04-0152-062专业实践现存问题传统的专业教学体系中，多是以校内教师授课为主，通过课堂教学、作业训练、期末测验等固定环节，完成学生对基础理论知识的掌握，其结果是理论与实践脱节。学校在专业建设过程中逐渐引入行业内企业，让学生在真实的实验场景内得到锻炼，但仍存在一些普遍问题。（1）广度不足，实训课程体系不完善。（2）深度不够，传统的实训题目脱离实际，浮于表面。（3）高度不达，实训企业基础薄弱，无法支撑工程教育的毕业要求。3实训建设思路鉴于实际问题，为了满足国家工程人才的培养需求，以国家级一流本科专业软件工程为例，我们开展了基于成果导向教育（OBE）理念的实习实训环节改革和创新，提出了基于 CDIO教育模式的工程认证能力培养模式7。首先，拓宽课程体系广度，将多门工程类课程打造成为校DOI:10.16512/ki.jsjjy.2023.04.005实践论坛第 4 期153企合作模块，构成实训课程体系，以便于学生能够完成理论课程和实践课程的平滑过渡和完美结合。其次，加大实训课程深度，与实训企业一起修订课程教学大纲和人才培养方案，根据学校定位和学院发展方向，重新制订实训项目。根据企业实际项目，经过脱敏处理，进行模块化编排，让学生小组分工完成子模块，更加深入地体会和学习实训题目，同时培养学生的团队协作能力。最后，加大实训企业的合作范围和力度，提升实训基地的专业素质和水平，淘汰一批小型、无创新理念的合作单位，增加与华为、百度等五百强企业之间的合作机会，使得学生在校期间就能够有机会拓宽眼界，树立软件兴国的 信念。实训课程体系的整体设计采取反向设计法，以毕业要求为引导方向，设计制订课程群的教学大纲和实施方案，在确定了课程对毕业要求能力预期达成度的基础上，建立反向映射关系，以构成整个课程体系的良性循环。具体课程体系架构如图 1 所示。图 1 课程体系架构 第一学年 第二学年 第三学年 第四学年 数理基础课程通识基础课程编程基础课程 专业基础课程专业拓展课程专业选修课程校 企 模 块 软件需求分析软件开发工程化方法 软件设计实例分析 软件质量保证与测试 实习实训 创 新能力、分 析和 解决 复杂 问题 能力 毕业设计、论文 课程体系架构 能力达成目标 校企培养模块跨越贯穿第三和第四学年，软件工程相关技术课程融入整体实训过程，以实体项目为牵引，将各科课程分解渗透进入项目子模块，让学生在项目完成的过程中同步完成各项能力的训练与加强，而替代了拘泥于课堂讲授的形式，大大提升了学习兴趣和积极性。最后，依托实训过程积累的经验和打下的技术基础，学生在企业导师指导下确定毕业设计题目，完成开题和系统的初步设计和搭建，之后在校内导师指导下完成毕业论文的撰写和毕业答辩环节。软件工程专业的基础课程学习和专业技术课程在第 16 学期已经基本完成，为了进一步深化技术理解，提升解决复杂工程问题的能力，将实训实践课程安排在第三学年和第四学年的跨越阶段，共计 13 周。其先后分为 4 个阶段：包括专业技术补强阶段、案例剖析、全真项目实战阶段、企业岗位实习。校企联合培养模块的 5 门课程分别为软件需求分析、软件开发工程化方法、软件设计实例分析、软件质量保证与测试、团队激励与沟通，其中团队激励与沟通课程教学贯穿于项目实训整个过程，主要集中于第 3 阶段：团队协同职业岗位综合应用，理论授课结合实际操作。考评过程结合项目的实训，遵从工程教育专业认证的评价过程进行，最后考评时再独立给成绩。整个项目推进过程见表 1。4具体实施开展在学院的实际教学过程中，实践基地随时掌握了解各在线实训项目的执行情况和执行效果。按照教学实施方案，项目管理与质量监控部学生管理专员每周末了解本周学生对所学内容的掌握情况，形成项目例会纪要进行记录和存档。1）代码管控。授课工程师每天收集学生完成的日常练习代码，并对学生提交的成果进行点评。通过对学生成果提交管控，督促学生每天保质保量完成规定的学习任务和实践操作训练。学生每天的练2023154计 算 机 教 育Computer Education表 1 实训小组项目推进过程设计表项目阶段分类交付工件先启阶段计划管理文档项目开发计划项目管理各个计划的同行评审记录、同行评审检查单配置管理配置管理计划需求开发技术文档客户需求原始记录（由指导讲师提供）涉众请求软件需求规约（含用例模型）词汇表项目管理软件需求规约同行评审记录、同行评审检查单项目组成员工作日志、项目周报里程碑会议纪要、里程碑报告（需求）配置管理配置状态报告需求基线发布报告PPQA由 PPQA 工程师提供需求过程评审报告，需求产品审计报告、PPQA 周报精化阶段分析设计技术文档系统架构设计说明书数据库设计说明书概念数据模型（CDM）物理数据模型（PDM）分析模型（Rose 模型：用例实现、时序图、状态图）设计模型（Rose 模型：类图）项目管理各个技术文档的同行评审记录、集成测试用例与系统测试用例的同行评审记录、同行评审检查单项目组成员工作日志、项目周报里程碑会议纪要、里程碑报告（分析设计）配置管理配置状态报告设计基线发布报告测试集成测试计划集成测试用例、系统测试用例构建阶段软件实施技术文档源代码和可执行代码项目管理源代码的同行评审记录、同行评审检查单项目组成员工作日志、项目周报配置管理配置状态报告测试单元测试用例、集成测试用例、系统测试用例单元测试日志、集成测试日志、系统测试日志软件测试技术文档测试问题记录表测试分析报告项目组成员工作日志、项目周报里程碑会议纪要、里程碑报告（测试）配置管理配置状态报告测试基线发布报告整个过程项目管理项目问题跟踪表项目工作量统计及偏差记录配置管理基于 CMMI3 的配置库变更申请单实践论坛第 4 期155习成果提交情况作为学生成绩，构成职业素养成绩的重要组成部分。企业导师收集学生完成的每日进度报告文档，并对学生提交的进度报告进行点评。学生每天的进度报告提交情况作为学生成绩构成职业素养成绩的重要组成部分，如图 2 所示。图 2 学生每日项目进度报告样例截图2）课程安排。实训具体实施安排见表 2，期间穿插企业文化、职业讲座、求职技巧等系列讲座，提升学生的中华文化素养，贯穿爱国主人教育，力求业务和思政的全方位发展。3）实施管控。授课工程师指导学生完成配置管理环境搭建、完成实训项目分组及实训成员角色分工。学生在项目开发过程中，授课工程师每节课随机抽查学生完成的实践成果，根据学生实践情况以及表 2 实训课程具体安排周次课程内容1开营仪式；互联网 Web 前端开发技术：JavaScript 核心、ES6 高级编程技术2智能终端应用开发（应用端）：jQuery 前端框架技术、Node.js 平台应用技术3智能终端应用开发（应用端）：MongoDB 分布式数据库应用、ExpressWeb 框架技术4智能终端应用开发（服务器）：ElementUI 框架技术、Vue.js/React 框架技术、微信小程序开发5互联网服务器端开发技术：WebPack 平台工具应用6软件设计案例分析：跨境电商系统分析与设计实践；规范/配置管理7软件需求分析：跨境电商需求分析；跨境电商交易平台研发实战；专题/职业讲座8软件开发工程化方法；农副产品交易平台研发实战；功能评审考核9农副产品交易平台研发实战；软件质量保证与测试：系统评审验收10企业岗位实习：实践中提升需求分析、软件设计、软件开发、软件质量等；阶段性总结与交流2023156计 算 机 教 育Computer Education图 3 项目小组交叉循环交付流程5特色分析和效果评价1）特色分析。支撑工程教育专业认证的实训目标，能够满足 10 条专业认证毕业要求的 12 条子要求。针对不同能力的团队小组同学分类培养，规范与标准一致，但是考核难度要求不同。大量采用最新真实商业案例贯穿始终，使学生尽快熟悉。覆盖大型和外资企业对 IT 工程师需要的所有岗位技能要求。工程师全过程跟踪记录管理，记录并掌握每一个学生的详细学习情况，确保实训质量。全方位的团队训练活动，包括日常例会、周例会、抽查过程中发现的问题，及时线上单独沟通、组织召开小组会议沟通。授课工程师采用 1+3+6 教学模式，即在整个教学过程中，核心关键知识讲解占比 10%，项目案例应用分析讲解占比 30%，学生项目开发实践操作训练占比 60%。在实训过程中，授课工程师在核心关键知识点讲解和项目案例应用分析环节采用在线直播讲解方式实施。学生项目开发实践操作训练过程中的过程管理尤为关键，重点在以下过程做好实施管控，见表 3。表 3 进度管控节点工作项主体时间点内容进度抽查授课工程师每课随机抽查学生实践成果线上指导授课工程师每课根据学生实践情况以及抽查过程中发现的问题，线上组织召开小组会议，如果是普遍性问题则召开班级会议进度报告学生每日提交项目实践进度报告，授课工程师查阅、存储留痕项目例会授课工程师学生管理专员每周组织实训小组组长带领组员线上会议报告项目进度和实践情况阶段评测授课工程师每阶段各阶段结束时，组织学生线上测试方式完成阶段评测结项评审授课工程师结项阶段项目结项时，采用线上班级会议方式由各实训小组组长带领组员分别展示各自所完成的实训作品并详细讲解，进行结项评审4）成果交付管控。按照实训进度要求，各项目开发团队根据进度安排分别提交阶段性成果工件，由企业导师审核评定。各个项目小组的阶段性成果都是按照企业实际场景的商业项目验收评审进行，多个小组之间形成交叉循环模式，企业完成评定、指引和给出改进意见，最终执行到完整的系统交付流程，直至实训过程终结，如图 3 所示。实践论坛第 4 期157同行评审、阶段评审、答辩演讲等。项目制牵引结合公司化运作的实训实践特色主要体现在：实习实践计划中把企业文化、新技术讲座、职业规划、面试技巧、