新工科背景下基于“5+1”架构的软件工程专业实践教学体系改革探讨

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  【摘 要】本文以新工科建设为背景,针对应用型高校专业转型发展的需求,以广西外国语学院为例,以软件工程专业作为切入点,围绕应用型人才培养的目标,构建基于“5+1”架构的软件工程专业实践教学体系,五个环节分别是项目教学、社团辅助、学科竞赛、企业项目和师资培育,一个平台是自主学习支撑平台,从而推动软件工程专业实践教学体系在教、学、管、促、创方面的改革与创新。
  【关键词】新工科 “5+1”架构 软件工程专业 实践教学体系
  【中图分类号】G  【文献标识码】A
  【文章编号】0450-9889(2020)47-0067-03
  “新工科”是工程教育改革的新方向。2017年教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”,指明了新工科发展的方向。因此,在新工科人才培养中,高校应以学生为中心,充分整合学校和外部资源,强调学科的实用性、交叉性与综合性。
  一、软件工程专业新工科人才培养现状分析
  信息技术的不断进步,对软件工程专业人才的要求越来越高。随着新工科建设的不断推进,广西外国语学院软件工程专业在工程人才培养方面的不足也逐渐显露出来,主要集中在以下几个方面:
  第一,课堂教学内容陈旧。教学内容未能很好地结合计算机技术和软件行业的发展,关联性不强,没有体现新工科“学科交叉融合”的特征。
  第二,课外实践活动单一。传统课程的课外实践仅停留在作业、实验报告、课程设计等层面,让学生自主性得不到有效发挥,学生参与工程实践的机会较少,容易受到时间和空间的限制,导致工程训练效果不佳。另外,第二课堂的作用未能有效激活,未能起到拓展和延伸第一课堂的作用。
  第三,学生技能训练不足。学生掌握的知识结构,大多还是偏重理论,实践能力相对较差,导致少部分应届毕业生无法满足招聘单位的用人需要,往往需要回炉再造方能初步适应企业的需求。
  第四,职业场景缺失,未能很好地融入课堂。实践教学环节的训练项目仅局限于课本上综合项目,与行业需求结合不够紧密,模拟仿真项目比较多,但缺乏实际的企业项目场景,学生在解决复杂工程问题方面的训练明显不足。
  第五,师资力量薄弱。特别是“双师型”教师占比不足,缺乏有效的培养途径,教师普遍行业企业实践经验不足,与行业脱节比较严重。
  第六,缺乏自主的学习支撑平台。现在的学习平台和资源很多,但都不是为自己订制,无法适应所在学校的教学实际。
  为了培养具有较强工程实践能力、创新精神和国际视野的高素质应用型人才,广西外国语学院基于软件工程专业新工科人才培养现状,对软件工程专业人才培养模式进行了深入研究和探索,构建了基于“5+1”架构的软件工程专业实践教学体系。
  二、基于“5+1”架构的实践教学体系的核心理念
  “5+1”架构中的“5”即五个环节,分别是项目教学、社团辅助、学科竞赛、企业项目和师资培育,“1”即一个平台,即自主学习支撑平台,如图1所示,旨在推进软件工程专业实践教学体系在教、学、管、促、创方面的改革与创新,有效整合教学、师资、第二课堂、校企合作、学科竞赛、学习平台等方面的资源,在新工科的背景下,结合一般本科院校应用型人才培养模式,构建科学合理的软件工程专业实践教学体系,培养具有较强工程实践能力、创新精神和国际视野的高素质应用型人才。
  三、基于“5+1”架构实践教学体系的实践
  (一)针对课堂内容陈旧,引入项目教学环节
  以软件工程本科专业的软件工程专业英语课程改革为例。该课程通常被上成无专业差别的纯英语课程,授课教师均为欧美学院英语专业教师,普遍缺乏行业经验,仅从外语科技知识拓展的角度进行教学,与专业的结合不紧密,脱离职业场景。为此,我们提出课堂教学“三引入”的改革举措,安排了一名具有15年软件开发、工程实施和项目管理的高级工程师来讲授这门课,在课堂教学中融入项目管理、英文资料阅读和翻译、英文资料学习和编程应用、演讲与口才等能力的培养和训练,这门课程很快成为学生最喜爱的课程。课堂教学“三引入”举措包括以下几个方面:
  1.引入场景。以项目实践为目标、场景教学为手段,整个课程本身就是一个项目,通过在课程中模拟某一职业场景,让学生身临其境,感受职业能力需求,学习和掌握职业知识和技能。教师只给学生讲授部分知识和技巧,更多的时间把课堂交给学生,让学生在自我能力培养和训练中完成自我提升。
  2.引入任务。把整个课程的教学环节设计成一个个的任务,在授课之初就明确课程考核总体目标任务,然后分解成一个个小任务,分散在不同的教学环节中,通过任务驱动的方式,让学生在完成一个个小任务的过程中逐渐完成总体目标任务。
  3.引入启发思维。在各教学环节均设置问题情境,明确任务要求。引导学生独立思考、动手解决问题,以学生为中心,充分调动学生学习的主动性和积极性,特别注重理论与实践结合去解决实际问题。
  (二)针对课外實践不足,引入社团辅助环节
  随着高校不断发展,作为第二课堂重要组成部分的高校专业型学生社团,其教育和服务功能不断升级,管理和活动也在不断规范,在应用型人才培养教学体系中发挥着越来越重要的作用,已成为参与专业实践教学和科研创新活动的重要力量。以编程爱好者协会为例,我们提出了专业社团改革与专业转型协同发展“四结合”的新举措:
  1.改革社团定位和功能,实现与“三个课堂”一体化相结合。社团主动服务教学,结合人才培养方案和教学计划,与专业课群相结合,制定专业化活动,作为第一课堂教学内容及需求的有效延伸,有效弥补高校转型期间实践时间和空间不足的问题。通过社团组织第二课堂的专业竞赛、技能训练及创新创业项目训练等形式,加强和拓展第一课堂知识和技能。通过引导社团结合专业特点组织第三课堂的社会实践和志愿服务,积极融入社会,及时了解企事业单位对顶岗实习或招聘岗位的技能需求,第一时间反馈给第一课堂和第二课堂。通过需求驱动,进一步丰富第一课堂的教学内容、第二课堂社团活动内容和第三课堂的服务内容,使社团专业化运行有机融入三个课堂,形成良性循环,充分发挥社团在专业应用型转型发展和创新创业人才培养中的重要作用。   2.改革社团组织架构,实现与专业应用能力培养相结合。考虑融入专业应用能力培养,可采取项目式合约管理的组织架构形式,通过项目的形式培养和训练学生专业应用能力,部门职责通过项目合约式管理,部门岗位与软件行业岗位对应,社团实行企业化运作模式。会长(副会长)仍是社团负责人,对应企业的项目经理,增设学习部对应企业的培训部,秘书长对应企业的行政文员,项目部对应企业的项目部,下设多个项目小组,各个项目小组的小组长对应企业的产品经理;竞赛部对应企业的研发部。这样设计的目的就是让每个负责人都提前进入未来岗位的角色,熟悉企业的运作流程,让学生在管理社团中体会如何进行企业的运作,为日后的创新创业打下坚实的基础,充分锻炼学生的专业应用能力。
  3.与专业人才培养实践教学相结合,改革社团实践活动。根据“定目标,讲成效,通过项目建社团”的理念,主抓社团实践活动的四个点:一是人才储备,二是项目实践,三是学科竞赛,四是成果展示。在项目组织上也特别注重平台自给和学科交叉融合。推广“项目来源于校园而应用于校园”的校内实训计划,得到了教务处、科研处、后勤处、网络和设备中心、学工处等多部门的支持。具体做法是让学生到各部门去调研需求,然后把需求转化成一个个学科交叉融合的校内实践项目,再按照实践项目的类型,交给项目部下设的不同项目小组承接,每个项目小组负责按照软件工程实施项目。项目部每两周或每个月组织一次由企业专家、学科带头人、专任教师作为专家组参加的项目阶段评审会,主要目的就是明确项目目标,确保项目推进,指导项目实施,总结阶段经验和成果,把项目实践落到实处。
  4.与大学生创新创业相结合,促进社团成果转化。以往的社团成果常常停留在活动总结,得不到升华和提炼,无法与大学生创新创业形成闭环,因此我们提出了编程爱好者协会的社团成果转化“八步走”路径。第一步:学习部学习小组的学习成果对接全国计算机等级考试和软考;第二步:学习部学习小组的优秀人才经过选拔进入竞赛部;第三步:竞赛部的训练成果对接广西大学生程序设计大赛等相关赛事;第四步:竞赛部中有意向从事项目研发的优秀人才经过选拔后进入项目部各项目小组,参加社团内部的“校内项目提升计划”,鼓励各项目小组积极申报大学生创新创业项目;第五步:项目部在校内项目和大创项目的基础上孵化“互联网+”大学生创新创业大赛项目,进行校内创新创业和社会服务;第六步:项目研究过程写成论文发表或用于毕业设计;第七步:学生创新创业就业;第八步:把社团的成果留在社团,校友反哺社团,指导社团,开始新一轮的成果迭代。在这种模式下,社团就会越来越强,成果不断积淀转化升级反哺,学生的创新创业能力得到进一步提升。
  (三)针对学生技能训练不足,引入学科竞赛环节
  学科竞赛就是一个练兵场,在一个更大的舞台检验教学实践成果,可以有效地提升学生的专业技能、培养学生创新能力、竞争品质及团队协作精神。我们针对大学生学科竞赛,把培育基地下放到社团,借助社团的力量,培养和发现人才。以编程爱好者社团为例,社团的竞赛部根据备战竞赛的不同,下设了蓝桥杯竞赛小组、ACM/ICPC竞赛小组、软件测试竞赛小组,结合不同的比赛进行有针对性训练,设置了三级训练培养选拔阶段:第一阶段,人才培育阶段。通过编程爱好者协会把志趣相投的学生聚集起来,通过自主研发的在线编程实训平台训练学生,并安排专业指导教师和企业指导教师进行答疑和技术指导。第二阶段,人才选拔阶段。通过编程爱好者协会组织周赛、月赛、选拔赛,采用积分的方式选拔人才进入集训队。第三阶段,人才备战阶段。引入竞赛场景,开设专题讲座,通过在线编程实训平台自定义题库有针对性地进行竞赛训练,线上线下相结合,通过组织多次模拟赛锻炼学生的临场应变能力、检验学生的知识和能力,向学校输出更优秀的学科竞赛人才。
  (四)针对职业场景缺失,引入企业项目环节
  通过“引进来”和“送出去”相结合的方式,促进实践教学的对外辐射。首先,通过修订软件工程本科专业教学计划,在第三、五、七学期分别增设为期一周的专业综合实践(校企合作项目)课程,邀请企业把项目带入课堂,让学生在课堂上完成企业项目,企业技术专家全程指导。目前广西外国语学院已与广州粤嵌科技、中软国际等校企合作机构联合打造适合学生就业技能提升的专业综合实践课程,比如有针对性地选择了微信小程序方向、SSM框架方向、HTML5前端设计方向、软件测试方向等热门企业实训项目,基本上覆盖了未来就业的主流方向。其次,加强与企业合作共建立工程实践教育基地和校内联合实验室,目前已与十余家企业建立工程实践教育基地,与东软睿道、达内教育等多家企业共建校内联合实验室,在实践教育基础和实验室建设上发力,共同推进新工科人才培养,同时采用目标导向的实践人才培养方法,把行业企业的实际需求转化为实践教学的目标。最后,建立校外学生实训基地,真正把学生“送出去”,参与到IT企业的实际工作中去,进一步开阔学生视野,让学生树立职业目标和自信,提高学生学习的主观能动性,增强学生的紧迫感和危机感,为未来的就业和創业打下坚实的基础。
  (五)针对师资薄弱,引入师资培育环节
  重视“内培外引”的“双师型”教师培养,建设高素质的实践教学团队。首先,通过假期安排教师到企业顶岗实习,鼓励教师走出去,到国内外大学进行学习与交流,学习和借鉴其他高校的先进理念和经验。广西外国语学院与马来西亚马来亚大学、越南河内大学、泰国西北大学等十多所国外高校长期合作,为教师搭建了一个学术交流和进修的国际平台。其次,在课程安排上,安排有企业行业工作经验的教师和没有企业行业工作经验的教师一起接同一门课,实现教学和实践优势互补,打造创新一流课程。再次,加强教学团队建设,目前我们已建立信息类创新创业实践教学团队、计算机基础实践教学团队、项目式场景教学实践教学团队等多个实践教学团队,聘请经验丰富的企业高管作为高校导师,带动整个实践教学团队的研究工作。最后,从不同渠道为教师减负,通过自主研发教师教学期末材料管理平台,在规范教学材料的收集和整理的同时,让教师从烦琐的教学材料整理中脱身出来,把宝贵的时间放在教学和科研的能力提升上。此外,学校还在职称提升、学历提升、成果奖励等方面推行激励机制,支持不同教师发挥个人所长。   (六)针对自有平台缺失,自主研发软件工程专业实践课程的自主学习支撑平台
  在加快建设实体实验室的同时也要充分利用开放大规模在线实验平台,并在此基础上自主研发适合自己的虚拟实验平台。实践平台创新是实践教学体系建设的关键环节和重要内容。以“虚实”融合、资源共享的方式构建线上线下一体化的实践教学平台,通过多平台全流程的实训锻炼,不断提升學生的创新实践能力与专业素养,为软件工程专业实践教学内涵建设和品牌特色专业建设提供了强有力支撑。广西外国语学院自主研发建设了适应教学实际的软件工程专业实践课程自主学习支撑平台,让学生可以打破时间和空间的限制在专业老师的引导下进行自主学习,目前针对程序设计、数据库设计、数字电路、服务器配置与管理等课程均开发了项目式引导课程,内容包括实验目的、实验内容、操作步骤、在线仿真、结果评判、师生互动等。
  综上所述,本文以广西外国语学院为例,以软件工程专业作为切入点,围绕新工科背景下应用型人才的培养目标,提出基于“5+1”架构的软件工程专业实践教学体系,五个环节分别是项目教学、社团辅助、学科竞赛、企业项目和师资培育,一个平台是自主学习支撑平台,旨在推动软件工程专业实践教学体系在教、学、管、促、创方面的改革与创新,已取得了一定的成效,该成果可供软件工程专业建设和实践教学所借鉴。
  【参考文献】
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  【基金项目】2019年度广西高等教育本科教学改革工程项目(2019JGA355)
  【作者简介】李志军(1982— ),男,广西外国语学院高级工程师,研究方向:智能算法和开发框架;钟明辉(1983— ),女,硕士,广西外国语学院讲师,研究方向:信息与信号处理。
  (责编 郭晓明)
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