成果導向的軟件工程專業(yè)迭代式集中實踐教學模式探索與實踐

黃 茹，舒新峰

（西安郵電大學 計算機學院，陜西 西安 710121）

0 引 言

進入工業(yè)4.0時代，IT行業(yè)對軟件人才的需求有增無減，并且對人才質(zhì)量的要求有所提高，各高等院校也針對這一變化對相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標做出了調(diào)整。然而從現(xiàn)實情況來看，畢業(yè)生的質(zhì)量仍然和企業(yè)的要求有一定的差距，具體表現(xiàn)在：畢業(yè)生能力的變化和發(fā)展跟不上IT行業(yè)迅猛的發(fā)展速度；在教學過程中，由于教學手段跟不上教育技術(shù)的變化，考核檢驗學生能力的方式單一，不能全面反映學生的專業(yè)能力和素養(yǎng)；教學過程中偏重理論性課程，實踐類課程難以達到理論聯(lián)系實際的效果[1]。軟件工程專業(yè)是一個實踐性要求非常高的專業(yè)，根據(jù)培養(yǎng)目標改革集中實踐環(huán)節(jié)的教學模式，培養(yǎng)有解決實際問題的能力和工程實施能力的軟件人才已成為相關(guān)專業(yè)的當務之急。

1 軟件工程專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)現(xiàn)狀

將理論知識用于解決實際問題的專業(yè)能力、軟件項目的工程實施能力以及在開發(fā)過程中展示出的創(chuàng)新能力，直接決定軟件專業(yè)畢業(yè)生的水平和就業(yè)質(zhì)量，集中實踐環(huán)節(jié)為學生提供了平臺來培養(yǎng)這些能力。當前的實踐教學環(huán)節(jié)通常與具體的課程相關(guān)，例如高級程序設計語言課程設計、數(shù)據(jù)庫應用課程設計、軟件工程課程設計等。這種教學模式存在以下問題：

（1）實踐任務單人單題，因此設計的軟件規(guī)模較小，能解決的現(xiàn)實問題較少，需求設計存在思維定式，難以創(chuàng)新。

（2）完成設計、開發(fā)、測試的都是同一個人，因此有可能功能設計不合理、不全面，測試時難以發(fā)現(xiàn)項目中存在的問題。

（3）沒有設計開發(fā)團隊，在開發(fā)過程中難以體現(xiàn)出項目管理、軟件階段評審等工程性內(nèi)容。

從以上問題可以看出，按照這種方式劃分集中實踐環(huán)節(jié)，破壞了軟件設計開發(fā)行業(yè)工作的系統(tǒng)性；教學過程中，學生容易忽視課程之間的聯(lián)系，難以在日后的工作中充分運用所學知識[2]。

2 成果導向教育模式

傳統(tǒng)教學模式中，大部分教師和學生將注意力集中在通過學習掌握了什么樣的知識和技能上，考核反映出來的是學生對知識的記憶能力。因此，在實踐性非常強的軟件專業(yè)中，學生普遍存在“理論無法聯(lián)系實際”“動手能力差”等問題。

成果導向教育（OBE，Outcome Based Education）以完成學習后學生能夠做出什么作為衡量標準，反映了學習后學生將知識用于解決實際問題的認知能力。

OBE于1981年由美國人Spady提出，由于這一教育模式能夠清晰地反映出教育的實用性和教學成果的重要性，經(jīng)過10年左右的發(fā)展，迅速得到了教育界的重視和應用。OBE教學模式要求以完成學習后學生能夠取得的最大學習成果為目標，所有的教學活動都為了確保這一目標能夠順利實現(xiàn)[3-4]。OBE的實施框架可以歸納為5個部分，包括核心目標、重要條件、關(guān)鍵前提、實施原則和實施要點。核心目標和重要條件見圖1。

3個關(guān)鍵前提是：第一，不要求所有學生都能在同一時間內(nèi)，以同樣的途徑取得最大成果；第二，學生需要足夠的激勵，促使其滿懷必然成功的信念；第三，因材施教，不論學生基礎好壞，通過學習都可以成功取得目標成果。

4個實施原則是：第一，教學的重點在于完成學習后學生取得的最終學習成果；第二，教學設計時要充分考慮學生的個體差異，確保每個學生都能實現(xiàn)預期的成果；第三，教育者對學生的學習應提高期待，鼓勵學生更好地學習，愿意面對挑戰(zhàn)；第四，根據(jù)要取得的成果，教育者可以反推出課程的設計。

5個實施要點是：確定學習成果、構(gòu)建課程體系、確定教學策略、自我參照評價和逐級達到頂峰。

3 成果導向的軟件工程專業(yè)集中實踐教學改革

結(jié)合OBE教學模式，學院軟件工程專業(yè)從2014級學生開始，對以往的集中實踐教學環(huán)節(jié)進行改革。實踐教學中，根據(jù)學生掌握的理論知識情況，模擬真實的軟件開發(fā)流程，將集中實踐環(huán)節(jié)重新組織成一個延續(xù)性的、迭代式的課程群，包括軟件工程課程設計I、軟件工程課程設計II和軟件工程課程設計III 3門集中實踐課程。

每一階段的課程設計任務設定為：以團隊合作的模式，開發(fā)一個具有現(xiàn)實意義的中型信息管理系統(tǒng)。例如，可以實現(xiàn)一個影劇院管理及售票系統(tǒng)或航空管理及售票系統(tǒng)。每一階段課程設計在上一階段的基礎上迭代增量展開，對使用的專業(yè)知識、技術(shù)要求不同，完成的軟件項目使用方式、場合和功能也不同，具體要求見表1。

實踐環(huán)節(jié)采用團隊合作開發(fā)的形式，能夠讓學生適應團隊開發(fā)的模式，培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力、規(guī)范開發(fā)文檔的書寫能力和項目管理能力。

3.1 構(gòu)建迭代式集中實踐課程群

該專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)高素質(zhì)應用型軟件專門人才，這些人才具有學習能力、創(chuàng)新能力、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)，能夠勝任與軟件設計開發(fā)相關(guān)的工作[5]。迭代式集中實踐課程群通過短時間、高強度的強化訓練，鍛煉學生的專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)；幫助學生融會貫通多門理論課程，提高學生的學習能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、工程能力，力求將學生培養(yǎng)成高素質(zhì)、具有實訓經(jīng)驗的專業(yè)人才。由此可見，課程目標與專業(yè)培養(yǎng)目標一致。在此實施框架中，核心目標和重要條件的關(guān)系見圖2。

圖2 迭代式集中實踐教學模式的核心目標和重要條件

圖3 迭代式集中實踐課程群的關(guān)鍵前提和實施原則

3.2 集中實踐環(huán)節(jié)的關(guān)鍵前提和實施原則

在實踐教學過程中，指導教師和學生都要明確集中實踐環(huán)節(jié)的目標是通過實踐，融會貫通理論知識，培養(yǎng)具有學習能力、創(chuàng)新能力、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)的應用型軟件人才。教育者要時刻遵守圖3列出的關(guān)鍵前提和實施原則。

3.3 迭代式集中實踐課程群的實施要點

3.3.1 確定學習成果

通過完成每一階段的實踐教學任務，使學生掌握不同學習階段的基礎理論和軟件工程學科的知識、技術(shù)、方法與主流的工具；通過實踐過程培養(yǎng)學生的工程實踐能力和團隊協(xié)作精神，同時鼓勵創(chuàng)新，逐步成為高素質(zhì)軟件人才。

3.3.2 構(gòu)建新的課程體系

重新安排集中實踐環(huán)節(jié)與相關(guān)理論課程的順序[6]，確保學生有足夠的理論知識完成集中實踐環(huán)節(jié)。除此之外，為保證學生融會貫通理論課程，在實踐開始前要下發(fā)資料，要求學生自主學習；指導教師要提前介紹后續(xù)課程的基本知識，并以文獻、微課的形式給學生提供學習資料，保證理論課程和實踐課程的順利銜接。

3.3.3 確定教學策略

各階段集中實踐環(huán)節(jié)教學以小組討論、問題解答為主，大規(guī)模講授理論為輔。大規(guī)模講授理論知識安排在實踐環(huán)節(jié)的前3個學時，主要講授集中實踐要完成的任務、內(nèi)容，實踐過程中要使用但還未系統(tǒng)學習過的理論知識。之后的時間里，指導教師以小組討論、小規(guī)模指導的方式指導項目組制訂工作計劃、解決學生遇到的問題，并鼓勵學生深度學習，成功完成任務。

3.3.4 建立評價標準

各集中實踐環(huán)節(jié)結(jié)束后，通過項目組答辯和項目驗收情況評定成績。以上兩項內(nèi)容以項目組為單位，指導教師和其他項目組組長共同參與。新的集中實踐教學開展以來，每次實踐環(huán)節(jié)結(jié)束后，都會根據(jù)實踐任務的完成情況和總體成績分析評分標準的合理性，完善評分標準。

3.3.5 確保學生達到目標

這一系列集中實踐環(huán)節(jié)的設置，是為了推動學生逐級達到培養(yǎng)目標頂峰——成為高素質(zhì)應用型軟件人才。除此之外，每一階段的實踐都為下一階段奠定了基礎。兩次實踐環(huán)節(jié)之間，絕大部分學生都有能力徹底理解上一階段的學習內(nèi)容，成功完成實踐任務，從一定程度上避免了因?qū)W生能力和基礎的差異而無法實現(xiàn)集中實踐環(huán)節(jié)的目標。

3.4 改革取得的效果

截至目前，這一系列的集中實踐教學改革已在學校軟件專業(yè)實施了3年，顯著提高了學生的專業(yè)綜合能力、工程實踐能力和專業(yè)素質(zhì)，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）提高了對抽象理論課程的理解。

迭代式集中實踐課程群，提供給學生大量與實際工程項目相似的實訓環(huán)境，學生切身感受到了軟件工程、軟件項目管理、軟件質(zhì)量保證等需要工程背景的課程的重要性。結(jié)束集中實踐后，在其他課程中，絕大部分學生主動將這些工程理論應用到軟件開發(fā)過程中。

2）增強了學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神。

實踐環(huán)節(jié)的題目與現(xiàn)實生活接近，學生樂于創(chuàng)新。團隊合作開發(fā)的方式不同于課內(nèi)實踐小組，實踐開始時制定的工作計劃和任務的工作量保證了所有人必須參入開發(fā)，協(xié)同合作。

3）適應了實際軟件開發(fā)工作，提前進行職業(yè)角色規(guī)劃，有利于更好的就業(yè)。

實踐過程包括設計、分析、實現(xiàn)、測試、維護、管理等工作，與實際的軟件開發(fā)工作相似。學生通過這一環(huán)節(jié)了解到軟件開發(fā)每一階段的工作內(nèi)容，可以結(jié)合自身的能力和意愿，提前做出職業(yè)角色規(guī)劃，鎖定意向單位和適當?shù)穆毼?，從而在學習中做到有的放矢，對就業(yè)非常有利。

4 結(jié) 語

基于OBE的集中教學實踐環(huán)節(jié)改革以培養(yǎng)學生成為具有專業(yè)能力、學習能力、創(chuàng)新能力和團隊合作精神的高素質(zhì)應用型軟件人才作為目標，分階段迭代式開展集中實踐教學，幫助學生將專業(yè)課程有機融合，促進理論課程與實踐環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系，有計劃地訓練學生系統(tǒng)地進行軟件項目開發(fā)，為學生在軟件行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量就業(yè)提供了保障。從實施情況來看，基于OBE的集中教學實踐環(huán)節(jié)也存在著一些需要完善的地方，在后續(xù)的實施過程中，筆者將不斷探索和改進教學技術(shù)和策略，引入大量具有實際意義的實踐項目和教學資源，提高對實踐結(jié)果考評的自動化程度，培養(yǎng)出更多符合行業(yè)要求的高質(zhì)量應用型軟件人才。

[1]張劍波, 方芳, 袁國斌. 軟件工程專業(yè)實踐教學體系改革[J]. 計算機教育, 2013(12): 37-41.

[2]徐玲, 張小洪, 文俊浩, 等. 軟件工程專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建[J]. 計算機教育, 2010(11): 137-139, 149.

[3]李志義, 朱泓, 劉志軍,等. 用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J]. 高等工程教育研究, 2014(2): 29-34.

[4]申天恩. 論成果導向教育理念的大教學戰(zhàn)略構(gòu)想[J]. 吉林師范大學學報(人文社會科學版), 2016(3): 83-88.

[5]舒新峰, 王博, 王曙燕. 軟件工程專業(yè)系統(tǒng)化實踐教學模式探索與實踐[J]. 計算機教育, 2015(17): 79-83.

[6]王金水. 軟件專業(yè)實訓課程體系研究[J]. 計算機教育, 2014(14): 128-132.