新工科背景下軟件人才培養(yǎng)體系研究與實踐
——以南陽理工學院計算機與軟件學院為例

邵艷玲，劉黎明

（南陽理工學院計算機與軟件學院，河南南陽 473004）

0 引言

以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的信息技術(shù)的興起，快速推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，并重塑世界經(jīng)濟格局，預示著新科技時代加速到來。新一輪科技革命不斷催生出新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式，深刻影響著高等工程教育的未來走向［1］。工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。一方面，因為產(chǎn)業(yè)發(fā)展對工程教育提出了更高要求，所以在有限的教學時間內(nèi)，學校需要完成更多內(nèi)容的教學；另一方面，與雙一流高校的學生相比，面向工程應用的普通本科高校學生的學習能力較差，并缺少應用實踐。但是，當前新工科專業(yè)和課程體系建設(shè)未能跟上行業(yè)發(fā)展步伐，課程間缺少交叉融合，教學內(nèi)容與行業(yè)需求之間存在著巨大差距［2］。此外，教師缺少行業(yè)實踐經(jīng)驗，同時缺乏教學改革的積極性。以上問題都成為了新工科背景下軟件人才培養(yǎng)過程中困擾高等教育的難題。

為探索建立工科發(fā)展新范式，2017 年，高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略提出“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，表明我國新工科建設(shè)奏響了三部曲。吳磊等［3］提出基于產(chǎn)學合作、校企多方協(xié)同的應用型人才培養(yǎng)理念，構(gòu)建了校企深度融合的軟件工程類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)新模式，并對協(xié)同培養(yǎng)的內(nèi)涵、實現(xiàn)途徑、保障與評價反饋機制等進行深入探討；郭鑫［4］以專業(yè)社團建設(shè)及學生第二課堂活動為基礎(chǔ)，在人才培養(yǎng)機制中融入學科競賽理念，對課程體系、教學方法與教學手段、學生實踐能力、創(chuàng)新能力進行分析，確立人才培養(yǎng)目標；曾玥蓉等［5］研究了大學生專業(yè)社團對培養(yǎng)學生專業(yè)興趣方面發(fā)揮的作用，將大學生專業(yè)社團納入到實踐教學具體環(huán)節(jié)中，以此進一步加強高校實踐教學，提高應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量；胡志慧等［6］將計算、創(chuàng)新和工程思維引入專業(yè)實踐教學體系，構(gòu)建遞進式的工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐教學體系。

與已有研究不同，本文針對新工科背景下應用型本科面臨的各種問題，研究新工科背景下的軟件人才培養(yǎng)體系，并以南陽理工學院計算機與軟件學院為例進行研究與實踐。在10 余年的建設(shè)中，南陽理工學院計算機與軟件學院從零發(fā)展到目前開始啟動研究生培養(yǎng)項目，不斷深入調(diào)研產(chǎn)業(yè)人才需求，從人才培養(yǎng)模式、工程教育、人才培養(yǎng)生態(tài)3 個方面進行研究與實踐，提出“厚基礎(chǔ)，窄口徑”的針對性較強的軟件人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才成長環(huán)境，與行業(yè)深度合作，加強專業(yè)社團建設(shè)，建立以學生為中心的人才培養(yǎng)生態(tài)圈，切實提高教學質(zhì)量，形成辦學核心競爭力。

1 “厚基礎(chǔ)、窄口徑”的人才培養(yǎng)模式

軟件專業(yè)畢業(yè)生應該具有什么樣的知識、能力和態(tài)度？教育者從這個問題出發(fā)，需要制定科學的培養(yǎng)目標和實施方案。學院不斷深化教學改革，確立了“厚基礎(chǔ)、窄口徑”的人才培養(yǎng)模式。需要特別說明的是，這里的“窄口徑”是相對“寬口徑”而言的，計算機軟件工程專業(yè)是針對性較強的專業(yè)，就業(yè)領(lǐng)域明確定位在面向信息技術(shù)（IT）的崗位。

“厚基礎(chǔ)”主要體現(xiàn)在對“計算思維”的培養(yǎng)。從新生的前置教育到整個學習過程，學院不斷加強程序設(shè)計課程和計算機專業(yè)基礎(chǔ)類（考研）課程的教學工作。一方面增加課時，選擇最優(yōu)秀的教學團隊參與教學過程，另一方面加強對學習過程的評測與考核。學院利用“智能化評測教學輔助系統(tǒng)”記錄學生程序評測過程數(shù)據(jù)和源碼成果，在降低教師批改作業(yè)和試卷工作量的同時進行學習大數(shù)據(jù)的多維度分析，及時掌握學生對知識的掌握程度。

以南陽理工學院軟件工程專業(yè)為例，專業(yè)緊密聯(lián)系地方、企業(yè)、行業(yè)開展產(chǎn)學研合作，以“云計算與虛擬化”、“移動終端自適應處理技術(shù)”兩個河南省工程實驗室以及“軟件工程”、“數(shù)字媒體技術(shù)”兩個南陽市重點實驗室為依托，與微軟、蘋果、谷歌、IBM、甲骨文、BaseFX 等公司建立合作關(guān)系，以工程技術(shù)為主線，以社會和行業(yè)需求為導向，形成以校內(nèi)創(chuàng)新基地、孵化園、領(lǐng)創(chuàng)空間等為實景教學平臺的辦學特色，以“工程應用型”為專業(yè)定位，培養(yǎng)具備軟件工程某一應用領(lǐng)域軟件系統(tǒng)分析、設(shè)計、開發(fā)、測試與維護能力的高素質(zhì)應用型人才。

（1）培養(yǎng)目標。為了確定面向行業(yè)發(fā)展的培養(yǎng)方案，教學管理者從51job 等工作崗位需求發(fā)布網(wǎng)站上了解業(yè)界人才需求，并走訪百度、新浪、阿里巴巴、騰訊及今日頭條等多家知名IT 企業(yè)，深入調(diào)研分析社會和產(chǎn)業(yè)的人才需求及新型人才特征。通過深度的行業(yè)需求調(diào)研，確定的軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標如下：本專業(yè)培養(yǎng)軟件工程領(lǐng)域德智體美勞全面發(fā)展的應用型軟件工程技術(shù)專門人才，畢業(yè)生具備一定的軟件工程技術(shù)實踐經(jīng)驗，自覺履行軟件工程師的職業(yè)要求，主動適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要，可勝任軟件系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、測試、管理、技術(shù)服務(wù)和軟件工程相關(guān)技術(shù)研究等工作［7］。

（2）學科設(shè)置。根據(jù)培養(yǎng)目標，對應的學科設(shè)置緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并適時作出調(diào)整，目前南陽理工學院軟件人才本科課程設(shè)置如圖1 所示。其中，軟件設(shè)計方向、Java 技術(shù)應用方向、影視特效技術(shù)方向及網(wǎng)絡(luò)工程與管理方向為2004 年軟件學院成立之初設(shè)置的。隨著行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，課程設(shè)置分別在2011、2012、2014 以及2019 進行了相應更新。從圖中可以看出，目前南陽理工學院軟件人才本科課程保留的專業(yè)方向共為10 個，這些專業(yè)方向都契合行業(yè)對人才的需求。

圖1 南陽理工學院軟件人才本科課程設(shè)置

（3）課程內(nèi)容設(shè)置。課程內(nèi)容設(shè)置通識平臺、專業(yè)平臺、專業(yè)方向平臺以及素質(zhì)拓展平臺課程。通識平臺課程設(shè)置高等數(shù)學、大學物理、大學英語、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)等課程；專業(yè)平臺課程設(shè)置面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、數(shù)值計算等課程；專業(yè)方向平臺課程面向行業(yè)應用，設(shè)置各個專業(yè)方向課程（每個專業(yè)方向為6～9 門課程），學生畢業(yè)時應選滿16 學分，占總學分的9.3%左右。素質(zhì)拓展課程注重培養(yǎng)學生的社會實踐能力，鼓勵學生參與學科專業(yè)競賽及其它創(chuàng)新活動等。

2 開放融合的工程教育新生態(tài)

因工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系，所以學科設(shè)置需要緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐，如何構(gòu)建軟件人才成長環(huán)境是工程教育過程中亟待解決的關(guān)鍵問題［1］。計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，校內(nèi)教師普遍存在著基礎(chǔ)理論扎實，但在新技術(shù)應用方面存在短板的問題，因此急需一支熟練掌握新技術(shù)的師資團隊。南陽理工學院本著開放教學的理念打造教師團隊，同時打造工程教育開放融合的新生態(tài)。

（1）教師團隊建設(shè)。為了加強教師專業(yè)培訓，提高其研究水平和工程經(jīng)驗，主要采取的措施為：①每年投入幾十萬培訓費和會務(wù)費，使教師能夠緊跟行業(yè)發(fā)展步伐；②將大部分課程按專業(yè)、方向分為9 大模塊，建立課程群；③選擇一批教師擔任課程群負責人，帶動教學團隊進行專業(yè)教學；④按照工程認證標準完善與規(guī)范課程的講授、實踐、考核等活動，提高課程教學質(zhì)量；⑤全員培訓CDIO（Conception、Design、Implementation、Operation，概念、設(shè)計、執(zhí)行和運作）工程教育人才培養(yǎng)理念，以卓越工程師試點班為契機，積極探索拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式；⑥鼓勵教師在企業(yè)兼職，以多種形式進行項目開發(fā)工作；⑦構(gòu)建完善的教學質(zhì)量評估系統(tǒng)。

學院先后獲批建設(shè)了河南省張仲景方藥大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、河南省云計算虛擬化工程實驗室、河南省移動終端自適應處理技術(shù)工程實驗室、韓國DataStream—南陽理工學院大數(shù)據(jù)教育培訓中心、南陽市軟件工程重點實驗室、南陽市移動安全重點實驗室等多個重點實驗室，2020 年與南陽市政務(wù)服務(wù)與大數(shù)據(jù)管理局共建了南陽大數(shù)據(jù)研究院。

（2）深度行業(yè)合作。南陽理工學院計算機與軟件學院著眼國際化，重視國際合作與交流，與國際國內(nèi)知名軟件企業(yè)開展深度的校企合作，共建專業(yè)。學院成立以來，全球IT 行業(yè)排名前10 的知名公司中，有超過一半公司的技術(shù)專家到訪過學院。2011 年至今，已實現(xiàn)深度合作的具有代表性的企業(yè)如表1 所示。具體合作方式主要包括：①公司辦到校內(nèi)，實習搬到園區(qū)；②校外企業(yè)教師來校授課，校內(nèi)教師到園區(qū)企業(yè)掛職；③成立聯(lián)合實驗室；④學生到企業(yè)實習，企業(yè)項目外包給學生；⑤項目解決方案由教師設(shè)計，其代碼實現(xiàn)交由企業(yè)完成；⑥企業(yè)訂單班。

2011 年，與RedHat 公司共建“紅帽學院”，并積極申請加入蘋果公司的IDUP（iOS Developer University Program）和Google 開發(fā)者社區(qū)（Google Developer Group），得到了這些公司的免費技術(shù)支持；2012 年，與甲骨文公司共建“Oracle—南陽理工學院共同教育中心”；2013 年10 月，開設(shè)“微軟—南陽理工學院應用商店”，微軟公司向南陽理工學院全體師生提供的所有軟件都是完全免費的。自2013 年起，與日本理光圖像技術(shù)（上海）有限公司、北京運華科技有限公司等企業(yè)在校內(nèi)建立了“理光班”、“運華班”等校企合作班，企業(yè)設(shè)立專項獎學金，打造學子與企業(yè)的就業(yè)直通車。

表1 深度合作的代表性企業(yè)

（3）學生專業(yè)社團建設(shè)。如何推行“以學生為中心”的教育理念？如何“讓學生忙起來”？解決該問題的關(guān)鍵是調(diào)動學生的學習積極性，提升自主學習能力。南陽理工學院計算機與軟件學院通過加強學生專業(yè)社團建設(shè)，有效解決了上述問題。

目前，計算機與軟件學院注冊的學生專業(yè)社團共有41個，主要社團如表2、表3 所示。學生社團場地占地面積近6 000m2（不含開放實驗室），每年參與社團活動的學生近2 000 人，占軟件學院在校學生的2/3。每個社團由業(yè)務(wù)能力出色的教師進行指導，主要工作包括：①前置教育；②C語言培訓；③社團內(nèi)部培訓；④ACM 培訓；⑤開放實驗室管理。近年來學生社團參與教師科研項目或企業(yè)項目開發(fā)，還多次參加國內(nèi)外各種級別賽事，取得了豐碩成果，有效提升了學生的就業(yè)率。

表2 軟件學院大學生科技園主要社團情況

表3 匯森樓研發(fā)中心社團分布統(tǒng)計

可以看出，社團全部是專業(yè)型社團，并建立了“以學生為中心”的自我管理、自主學習的運行模式，參與人數(shù)多，且與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密。學生社團如今已經(jīng)運行15 年，效果顯著。綜上所述，南陽理工學院計算機與軟件學院建立了由學生主導的學生社團、教師主導的科研小組到企業(yè)主導的項目團隊“三段式”人才培養(yǎng)模式，努力打造IT 企業(yè)人才池，利用真實的企業(yè)環(huán)境對學生進行培養(yǎng)，打造工程教育開放融合的新生態(tài)。

3 以學生為中心的人才培養(yǎng)生態(tài)圈

（1）以學生為中心。傳統(tǒng)教育模式以學科為本，教師或教學管理者主導整個教學過程，其特點是以教師、教材和教室為中心，以“知識傳授”貫穿整個教學環(huán)節(jié)，學生處于被動接受的地位，缺乏學習主動性。為了切實提高教學質(zhì)量，建設(shè)人才培養(yǎng)新生態(tài)，形成辦學核心競爭力，南陽理工學院計算機與軟件學院對“學科為本”的“舊三中心”進行改革，注重學生對能力的培養(yǎng)及其個性發(fā)展，建立了以“學生為中心”的人才培養(yǎng)生態(tài)圈，如圖2 所示。

圖2 從“舊三中心”轉(zhuǎn)變到以學生為本的“新三中心”

圖3 人才培養(yǎng)與質(zhì)量保障流程

（2）人才質(zhì)量培養(yǎng)和保障流程。目前南陽理工學院計算機與軟件學院形成了比較完善的人才質(zhì)量培養(yǎng)和保障流程，如圖3 所示。在清晰的人才培養(yǎng)目標基礎(chǔ)上，整個人才培養(yǎng)和質(zhì)量保障流程的主要角色有：學院/教師、學生和質(zhì)量保障系統(tǒng)。在整個教學過程中，南陽理工學院利用完善的教學質(zhì)量保障系統(tǒng)對教學質(zhì)量進行跟蹤，同時啟用專家評價和行業(yè)評價模式，能夠客觀地對教學質(zhì)量和專業(yè)建設(shè)情況進行評價與分析，及時反饋給學院/教師進行持續(xù)改進，從而保障了人才培養(yǎng)目標的達成。

對學生的培養(yǎng)分為入學前后、在校期間和畢業(yè)前后3個階段。入學前的前置教育如圖4 所示。新生在相關(guān)社團的組織下，參加新生教育、C 語言程序設(shè)計等課程培訓，讓新生大致了解本專業(yè)相關(guān)信息，并通過編程基礎(chǔ)的培訓，讓學生提前進入學習狀態(tài)。

（3）信息化建設(shè)。需要特別強調(diào)的是，在整個人才培養(yǎng)過程中，南陽理工學院計算機與軟件學院加強信息化建設(shè)，并充分融入到教學、實踐、畢業(yè)跟蹤以及教學質(zhì)量衡量和保障等各個環(huán)節(jié)。除線下教學外，建立了課程視頻資源庫，選擇性地推廣翻轉(zhuǎn)課堂；開發(fā)智能實驗系統(tǒng)，建立云中實驗室，學生可以隨時隨地做實驗；開發(fā)程序在線評測系統(tǒng)，提高學生編程技能；開發(fā)實驗報告管理系統(tǒng)，提升實踐類課程的作業(yè)完成質(zhì)量；利用技術(shù)手段防止作弊，建立智能化考試系統(tǒng)；建立畢業(yè)設(shè)計跟蹤管理系統(tǒng)，可以覆蓋從學生畢業(yè)選題到離校全過程；建設(shè)工程認證課程管理平臺，對接工程教育認證。如今信息化技術(shù)已全面融入到教學過程的各個環(huán)節(jié)，不僅方便了學生學習以及對學生的管理，而且可以監(jiān)控整個教學過程，由此產(chǎn)生的教學大數(shù)據(jù)可以持續(xù)優(yōu)化教學過程，有助于教學質(zhì)量的不斷提升。

圖4 入學前置教學APP

4 教學成果

目前南陽理工學院計算機與軟件學院的畢業(yè)生已經(jīng)有13 屆，學院連續(xù)3 年的新生報到率高達99%以上。根據(jù)國內(nèi)專門從事大學生就業(yè)調(diào)查的教育數(shù)據(jù)咨詢公司麥克思（MyCos）對畢業(yè)生的問卷調(diào)查顯示，學院連續(xù)5 年應屆畢業(yè)生平均月薪都居全校第一，且高出全國同類院校的平均水平。在國際、國內(nèi)大賽上，軟件學院的學子也表現(xiàn)良好，取得了較好成績。

4.1 大學生就業(yè)調(diào)查結(jié)果

本文通過2016 屆、2017 屆畢業(yè)生相關(guān)數(shù)據(jù)對南陽理工學院計算機與軟件學院的畢業(yè)生質(zhì)量進行評估分析。2017 屆軟件學院主要指標綜合評價如圖5 所示。其中，計算機與軟件學院畢業(yè)生就業(yè)率、月收入、專業(yè)相關(guān)度以及就業(yè)現(xiàn)狀滿意度都高于本校本科平均水平；校友滿意度、教學滿意度與本校本科水平基本持平；就業(yè)的穩(wěn)定性低于本校平均水平，主要原因是軟件學院畢業(yè)生受歡迎度較高，跳槽往往會提升收入水平。因此，從綜合評價來看，計算機與軟件學院的主要指標高于本校本科平均水平。圖6描述的是南陽理工學院各學院2016 屆和2017 屆的月收入情況，可以看出軟件學院2016 屆和2017 屆的月收入最高，分別為6 016 元和6 099 元。

圖5 軟件學院主要指標綜合評價

圖6 南陽理工學院2016 屆與2017 屆畢業(yè)生月收入情況

4.2 大賽成績

學院堅持教學改革，采用多種手段提高教學質(zhì)量，成效顯著。近年來，學生參加ACM 國際大學生程序設(shè)計大賽、藍橋杯程序設(shè)計大賽國際賽、網(wǎng)絡(luò)安全大賽等各種級別賽事，共榮獲國家級以上獎項80 余次、省級獎項200 余次。例如，2018“駭極杯”全國大學生網(wǎng)絡(luò)安全邀請賽暨第四屆上海市大學生網(wǎng)絡(luò)安全大賽，學院榮獲特等獎；2019年“湖湘杯”全國網(wǎng)絡(luò)安全技能大賽，學院NYSEC 戰(zhàn)隊獲得特等獎。

5 結(jié)語

在新工科背景下，針對應用型本科高校存在學生學習能力較差、缺少應用實踐，同時教學內(nèi)容與行業(yè)需求之間存在巨大差距等問題，南陽理工學院計算機與軟件學院面向未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢與新要求，深入開展新工科研究與實踐，建立以學生為中心的軟件人才培養(yǎng)體系，打造了工程教育開放融合的新生態(tài)。主要工作包括：一是根據(jù)產(chǎn)業(yè)對工程科技人才需求的調(diào)研，謀劃新興工科專業(yè)建設(shè)方向，將產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學過程，更新教學內(nèi)容和課程體系；二是落實以學生為中心的理念，加強大學生科技園建設(shè)，提升學生自主學習能力；三是落實科教結(jié)合、產(chǎn)學融合、校企合作的協(xié)同育人模式，引入大量企業(yè)導師承擔實踐類課程教學任務(wù)，提高學生的工程素養(yǎng)。另一方面，與當?shù)卣o密合作，合力打造“南陽中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)空間”和“南陽中關(guān)村軟件基地”，給學生創(chuàng)造一個優(yōu)良的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、實習就業(yè)場所，讓更多學生在上學期間就有可觀的工資收入，形成獨具特色的政產(chǎn)學研相結(jié)合的全新辦學模式。同時加強國際合作，每年選拔一批優(yōu)秀學子赴國外進行訪學和深造。

南陽理工學院計算機與軟件學院以工程教育為導向，通過持續(xù)的教學改革，切實提高教學質(zhì)量。另外，由于部分學生有進一步深造（如考研、出國等）的需求，需要提升計算機理論學習深度，因此學校也需要對其作進一步引導，促進學生的多元化發(fā)展。