強化能力培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式探索與實踐

陸鑫+任立勇

摘要：針對軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)，本文分析探討了課程教學(xué)模式如何支撐專業(yè)能力培養(yǎng)，提出一種強化能力培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式。該模式借鑒國際先進的CDIO、OBE工程教育思想，融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等課程教學(xué)方式，強化研究生課程教學(xué)中的能力培養(yǎng)。在本校研究生專業(yè)學(xué)位課程教學(xué)實踐應(yīng)用中，該教學(xué)模式有效地提升了專業(yè)能力培養(yǎng)成效，其實踐經(jīng)驗對同類課程教學(xué)具有一定的示范意義。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；CDIO理念；專業(yè)能力；工程教育

中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0147-03

軟件工程專業(yè)作為一個工程實踐性非常強的工科專業(yè)，其培養(yǎng)基本目標(biāo)就是造就符合軟件行業(yè)要求和深受用人單位歡迎的卓越軟件工程師人才。按照中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會所頒布的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）要求，軟件工程專業(yè)畢業(yè)生除應(yīng)具有通用標(biāo)準(zhǔn)[1]的能力和素質(zhì)要求外，還應(yīng)符合計算機及軟件工程專業(yè)補充標(biāo)準(zhǔn)[2]中的專業(yè)能力要求，如具有利用專業(yè)知識和技術(shù)方法對復(fù)雜軟件系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、驗證、確認(rèn)、實現(xiàn)、應(yīng)用和維護等能力。特別是對于重點大學(xué)的軟件工程專業(yè)，行業(yè)對其研究生的專業(yè)能力、專業(yè)水平、綜合素質(zhì)等方面都有更高的期望。在進行軟件工程專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)時，只有采用先進的工程教育理念和行之有效的課程教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出專業(yè)水平高、工程實踐能力強、綜合素質(zhì)好的合格畢業(yè)生。因此，將先進的工程教育理念和教學(xué)模式應(yīng)用到軟件工程專業(yè)課程教學(xué)中是十分必要的。本文以軟件工程專業(yè)“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程為示例，研究如何在專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)中注重學(xué)生實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，探索出一種強化能力培養(yǎng)的專業(yè)課程教學(xué)模式，并將它應(yīng)用于軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)。

一、課程培養(yǎng)目標(biāo)及要求

“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程是軟件工程專業(yè)中工程實踐性較強的一門專業(yè)技術(shù)課程。通過該課程理論知識學(xué)習(xí)和工程實踐能力訓(xùn)練，使學(xué)生達到軟件行業(yè)對畢業(yè)生的“具有對復(fù)雜信息系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、驗證、確認(rèn)、實現(xiàn)、應(yīng)用和維護等能力”專業(yè)要求。在研究生培養(yǎng)階段，該課程培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生掌握信息系統(tǒng)分析與設(shè)計的高級技術(shù)方法，具備較高水平的系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施以及系統(tǒng)運行維護等方面的專業(yè)能力，能夠勝任復(fù)雜信息系統(tǒng)開發(fā)以及項目管理等工作。

在本校軟件工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案中，“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程培養(yǎng)目標(biāo)具體設(shè)計如表1所示。

上表中所給出的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程培養(yǎng)目標(biāo)是按照OBE工程教育思想[3]來設(shè)計的，即圍繞軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和研究生畢業(yè)要求來確定課程目標(biāo)。為實現(xiàn)這些課程培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)都需要制定相應(yīng)教學(xué)方案，同時也需要在課程教學(xué)中采用相應(yīng)的教學(xué)模式來確保學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達到課程培養(yǎng)目標(biāo)要求。

二、強化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式

在研究生課程學(xué)習(xí)階段中，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力取決于課程培養(yǎng)目標(biāo)、課程教學(xué)模式和課程教學(xué)方案。其中，課程教學(xué)模式?jīng)Q定了課程培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力的教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)手段等要素。下面以“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)模式改革為例，探討不同教學(xué)模式對學(xué)生軟件工程專業(yè)能力培養(yǎng)的影響，并提出一種強化能力培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式。

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)模式主要有兩種。

1.課堂知識傳授+課外作業(yè)。在這種課程教學(xué)模式中，以教師為中心，講解“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”理論知識、開發(fā)技術(shù)方法、前沿技術(shù)等內(nèi)容。在課程外，布置一些課外作業(yè)讓學(xué)生進行實踐練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生一些基本的系統(tǒng)分析與設(shè)計方法應(yīng)用，如完成某信息系統(tǒng)的技術(shù)解決方案。

2.課堂知識傳授+課內(nèi)實驗。在這種課程教學(xué)模式中，除了講解“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”理論知識、開發(fā)技術(shù)方法、前沿技術(shù)內(nèi)容外，還通過課程實驗環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生一定的信息系統(tǒng)分析與設(shè)計實踐能力，如完成某信息系統(tǒng)的軟件建模設(shè)計。

在第一種課程教學(xué)模式中，教師圍繞課程知識體系，將信息系統(tǒng)分析與設(shè)計的理論基礎(chǔ)知識和技術(shù)方法傳授給學(xué)生。此外，教師通常也會要求學(xué)生自己通過作業(yè)方式去完成一些基本的系統(tǒng)分析與設(shè)計實踐。該教學(xué)模式是一種以教師為中心的傳授型教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，即使學(xué)生在課堂中理解了課程知識內(nèi)容，通過實踐作業(yè)也掌握了一些基本系統(tǒng)分析與設(shè)計方法，但是他們?nèi)圆恢绾蝿邮纸鉀Q一些工程實際問題。例如，不知道如何設(shè)計一個滿足大規(guī)模用戶訪問的信息系統(tǒng)架構(gòu)。探究其原因，這種教學(xué)模式局限于課程理論知識傳授和基本操作練習(xí)，不能培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用這些理論方法解決實際工程問題能力。更進一步來講，該教學(xué)模式?jīng)]有將課堂教學(xué)內(nèi)容與工程項目實踐有機聯(lián)系起來，缺乏對學(xué)生進行針對性的工程實踐能力培養(yǎng)。此外，由于該教學(xué)模式局限于基本的課外作業(yè)實踐，對學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)力度是不夠的。

在第二種課程教學(xué)模式中，教師除了講解課程理論知識外，還通過課程實驗引導(dǎo)學(xué)生完成特定項目系統(tǒng)的開發(fā)實踐。該課程教學(xué)模式能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論和基本技術(shù)后，獲得基本的實踐能力訓(xùn)練。不過這種教學(xué)模式難以將專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)與工程能力培養(yǎng)進行深入的有機結(jié)合，容易出現(xiàn)課程實驗訓(xùn)練與課程理論知識內(nèi)容脫節(jié)。此外，有限時間的課程實驗只是訓(xùn)練學(xué)生基本的實踐動手能力，不足以支撐工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

綜上所述，傳統(tǒng)課程教學(xué)模式局限在以教師為中心的傳授式教學(xué)，課程對學(xué)生的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)力度不夠，教學(xué)內(nèi)容探討工程問題的針對性不強，更談不上學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)。

（二）強化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式

通過對傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的分析可知，僅僅基于課程理論知識學(xué)習(xí)和課程基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練對于工程教育是遠遠不夠的，無法在實踐能力、工程能力、創(chuàng)新能力等方面對學(xué)生進行深入培養(yǎng)。本文提出一種多環(huán)節(jié)、階梯遞進能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式以解決傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限問題。該模式融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等工程教育教學(xué)方法，采用課程堂教學(xué)、課程實驗、實踐作業(yè)、專題研討教學(xué)環(huán)節(jié)，分層遞進強化學(xué)生的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，其課程教學(xué)模式體系如圖1所示。

在強化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式中，借鑒CDIO工程教育教學(xué)方法[4]，注重在課程教學(xué)中對學(xué)生實踐能力、工程能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在課程教學(xué)中，除進行課程理論知識教學(xué)外，還將課程能力培養(yǎng)目標(biāo)貫穿到“課堂教學(xué)”“實踐作業(yè)”“課程實驗”“專題研討”各個環(huán)節(jié)中，并進行一體化分層次能力培養(yǎng)。例如，在“課堂教學(xué)”和“實踐作業(yè)”環(huán)節(jié)，采用“案例導(dǎo)向教學(xué)”“做中學(xué)”“練中學(xué)”教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的基本動手實踐能力。在“課程實驗”環(huán)節(jié)，則通過適應(yīng)工程教育的綜合性實驗培養(yǎng)學(xué)生解決工程領(lǐng)域問題的工程能力和項目團隊協(xié)作與溝通能力。在“專題研討”環(huán)節(jié)，以工程項目案例開發(fā)為背景，采用“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”方法，引導(dǎo)學(xué)生探索解決信息系統(tǒng)中復(fù)雜領(lǐng)域問題，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生分析與解決復(fù)雜領(lǐng)域問題的創(chuàng)新能力。

三、課程教學(xué)模式實踐方案

為了在專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)中加強學(xué)生的能力培養(yǎng)，我們將上述強化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式應(yīng)用在本校軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)中，具體實施方案如圖2所示。

（一）課程教學(xué)環(huán)節(jié)

將總學(xué)時為40的“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)組織為28學(xué)時課堂教學(xué)、8學(xué)時課程實驗、4學(xué)時專題研討。通過“課堂內(nèi)案例實踐→課后實踐作業(yè)→課程實驗→專題研討”四個環(huán)節(jié)的階梯遞進式課程專業(yè)能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生具備信息系統(tǒng)分析與設(shè)計能力。同時，通過課程項目分組開發(fā)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的交流溝通能力、協(xié)作能力以及團隊項目管理能力。

（二）課程教學(xué)方法

在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)中，針對不同章節(jié)教學(xué)內(nèi)容分別采用了“做中學(xué)”“案例教學(xué)”“研究性教學(xué)”等教學(xué)方法。如在“系統(tǒng)需求分析”章節(jié)課程教學(xué)中，采用案例導(dǎo)引教學(xué)方式講解在信息系統(tǒng)開發(fā)中，如何“需求獲取”、如何“描述需求”、如何“需求建模分析”、如何“驗證需求”等。此外，在該章教學(xué)中也采用“做中學(xué)”教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生采用UML建模工具創(chuàng)建描述系統(tǒng)功能需求的用例圖模型和活動圖模型，同時也對系統(tǒng)需求分析難點問題進行深入的專題研討。

（三）課程教學(xué)內(nèi)容

在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)內(nèi)容中，引入反映行業(yè)的主流系統(tǒng)分析與設(shè)計技術(shù)和工程項目案例，增強課程理論知識與行業(yè)應(yīng)用實踐的有機融合。課程教學(xué)內(nèi)容充分體現(xiàn)面向行業(yè)需求的知識體系構(gòu)建、實際工程項目背景、主流工程技術(shù)方法應(yīng)用。例如，課程教學(xué)以系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施為主題切入點，結(jié)合工程項目系統(tǒng)的開發(fā)案例，采用行業(yè)主流系統(tǒng)建模工具（如Rational Software Architect、Enterprise Architect、Power Designer）講解系統(tǒng)分析與設(shè)計技術(shù)應(yīng)用方法，深入探討應(yīng)用系統(tǒng)的工程問題分析與解決實施方案。

（四）課程培養(yǎng)目標(biāo)

在制定“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程培養(yǎng)目標(biāo)時，采用國際工程專業(yè)認(rèn)證OBE思想，針對軟件工程學(xué)科的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，確定課程培養(yǎng)目標(biāo)。本課程根據(jù)專業(yè)要求，設(shè)計CO1、CO2、CO3、CO4、CO5五個課程培養(yǎng)目標(biāo)，具體定義見前面的表1所示。

將所設(shè)計的課程教學(xué)模式應(yīng)用在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”課程教學(xué)中，通過近幾屆研究生課程教學(xué)實踐，取得如下效果：①學(xué)生的信息系統(tǒng)分析與設(shè)計工程實踐能力得到明顯提升，同時在進行系統(tǒng)分析與設(shè)計時培養(yǎng)了較強的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。②解決了課堂教學(xué)與課程實驗、課程研討、課外作業(yè)相互脫節(jié)問題，使專業(yè)能力培養(yǎng)能夠在課堂教學(xué)、課程實驗、專題研討和課外作業(yè)之間進行有機銜接。③有效解決了傳授式教學(xué)模式的學(xué)生能力培養(yǎng)不足問題，可充分調(diào)動學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的能動性，突出了以學(xué)生為中心的課程教學(xué)。

四、結(jié)語

本文所提出的強化能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式可突破傳統(tǒng)教學(xué)模式在專業(yè)能力培養(yǎng)方面的局限。該模式采用先進的CDIO、OBE工程教育理念，融合“案例導(dǎo)向教學(xué)”“研討式教學(xué)”“做中學(xué)”等課程教學(xué)方法實現(xiàn)以學(xué)生為中心的工程教育，使學(xué)生在實踐能力、工程能力、創(chuàng)新能力等多方面得到深度培養(yǎng)。該教學(xué)模式適合于專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)，對在工程教育中實施專業(yè)課程教學(xué)具有較好的參考意義。

參考文獻：

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[4]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學(xué)改革研究[J].高等工程教育研究，2014，（1）：163-168.

Abstract：According to the teaching of professional degree in software engineering，this paper discusses the teaching mode of how to support the professional ability training，and put forwards a teaching mode for strengthening ability training in professional degree graduate course. This mode references the international advanced CDIO，OBE engineering education idea，and fuses "case oriented teaching"，"discussion teaching"，"learning by doing" and other teaching methods，strengthens major ability training in the graduate course. In my university graduate professional course teaching practice，this teaching mode has enhanced the ability training results，which practical experiences have certain significance for similar courses teaching.

Key words：teaching model；CDIO education idea；professional ability；engineering education