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关键词:教育技术学专业;软件开发;课程体系
作者简介:董晓丽(1976-),女,山西太原人,中北大学电子与计算机科学技术学院,讲师。(山西 太原 030051)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0117-02
一、教育技术专业概述
教育技术学专业是教育学和技术学相互交叉、相互作用而形成的学科。目前在我国开办教育技术学本科专业的院校已经从师范类院校扩展到综合性大学、理工类院校。开设教育技术学专业的多数高校将教育技术学本科人才培养方向之一定位为教育软件与知识工程方向,该方向着重培养多媒体素材的设计与开发、教育软件设计与开发、网络课程设计与开发以及人力绩效开发与知识管理方面的人才。就专业培养方向来看,各类软件的设计与开发都要求本专业学生有很强的计算机应用(开发和实践)能力,也即计算机应用能力培养在教育技术学专业中占有重要的地位。笔者所在院校为理工类院校,对近几届毕业生的软件开发能力进行调查分析,学生普遍感觉大学四年学了众多计算机类课程,到毕业设计的时候还是不会编程,大四最后一个学期才开始边学编程技术边做毕业设计题目。究其原因,由于教育技术学科是综合性的应用学科,不可避免地在课程设置上存在一些问题:课程开设庞杂,开设多门高级语言程序设计类课程,知识体系有广度没有深度,导致学生学而不精;课程设置缺乏系统性,课程教学内容不连贯或者重复教学;在教学过程中注重理论教学而忽视学生实践动手能力的培养,导致学生编程能力差;核心课程知识陈旧,与现实的教育技术实践应用需求脱节,与现实的计算机发展技术相脱节。课程设置是教学计划的核心,决定着学校的教学内容和学生的知识结构,直接关系到人才的培养质量。为实现应用型人才培养目标,研究并建立适合教育技术学本科专业的计算机软件开发类课程体系,切实提高该专业学生的计算机应用能力是目前重要的课题。
教学技术学专业是一个跨学科的专业,本科生在四年中所能接收的信息量是有限的,不可能将交叉学科的所有系统知识都纳入学习的范围,因此在明确培养目标的前提下,设置计算类课程时不应该“杂而全”,而应该是“专而精”;其次要注意课程与课程之间有效的衔接,避免前后脱节;再次应注意同市场需求以及计算机学科发展结合起来,开设的课程符合社会发展需求;最后突出实践能力,加强动手能力的培养。教育技术学专业本身是一门实践性很强的学科,人才的培养本着学以致用、以学促用理念。
二、课程体系建设
教育技术学本科专业计算机软件开发类课程体系建设目的是让学生熟练掌握一至两门编程语言,熟悉相关开发方法、工具和平台,综合运用所学知识去解决实际问题。鉴于目前主流的编程技术有.NET和Java编程,建立以“C-C#-Java”语言类课程为主线的课程体系,从初级到高级、由简单到复杂,循序渐进逐步提高学生的软件开发能力。
Java语言是面向对象的编程语言,也是目前阶段开发应用程序的首选语言,但是对于大一新生来说,直接接触面向对象编程思想有一定的难度,因此在大学第一学期仍然选择C语言作为程序设计的入门语言,有了C语言的基础,跳跃到C#或Java就十分容易,因为许多语法是通用的。C#是从C/C++派生来的一种简单、现代、面向对象的高级程序设计语言,由Microsoft公司设计运行于.NET框架之上,它具有语法简单、表达力强的特点,对于低年级且又是非计算机专业的学生来说,学习该语言相对比较容易,所以,在第二阶段选择学习C#语言。Java是一种可以编写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,自1995年由Sun公司推出,就迅速成为全球主流的编程语言,Java基本语法规则和C语言类似,优点之一是去掉了C语言中难学的指针,有助于学习者理解和掌握。但是学习Java语言类开发技术较C#语言有一定的难度,虽然这两种编程语言都为面向对象的程序设计语言。基于上述分析,研究并建立的课程体系为学生第一学期学习C语言之后,在后续的学期过渡到面向对象的程序设计语言。围绕这三门语言类课程,再设计其余计算机软件开发类课程如何衔接。设计的课程体系结构如表1所示。
表1 课程体系结构
开课时间 必修课 大型实验
第1学期 C语言程序设计 无
第2学期 C#可视化程序设计 C#可视化程序课程设计
第3学期 数据结构 数据结构课程设计
第4学期 数据库原理及应用
(面向对象程序程序设计Java) 数据库课程设计
第5学期 Web应用系统开发(JSP) Web应用系统课程设计
第6学期 Java网络编程 Java网络编程课程设计
第7学期 J2EE企业级应用开发 J2EE企业级应用开发课程设计
第8学期 毕业设计
第一学期主修C语言程序设计,掌握面向过程的程序设计思想。第二学期主修C#可视化程序设计,这里注意的是本课程内容包括两部分:一是C#语言基础介绍,二是.NET技术,可视化界面的设计部分。通过Windows界面的设计,学生获得面向对象的感性认识以及认识到编程的实用性,从而提高编程兴趣,有助于后续学期进行软件开发类其他课程的学习。第三学期主修数据结构,目前数据结构课程的教材有C、C++以及Java语言版,由于到此阶段学生未接触Java语言,所以选择C语言版的,学生可用C语言来实现数据结构中的算法,对于Visual C#.NET掌握较好的学生,在数据结构课程设计时可选择用C#语言实现数据结构中描述的算法。第四学期主修数据库原理及应用课程,在讲授数据库编程内容时,由于学生在前面学期已经学习过可视化的程序设计(应用系统前台界面的设计),即已经掌握.NET开发平台的使用,可以重点讲述利用技术如何进行数据库的操作。第四学期同时开设面向对象程序设计(Java语言)课程,为后续课程打基础。第五学期直到第七学期每学期均开设Java语言应用开发类的一门课程,具体包括Web应用系统开发(JSP)、Java网络编程、J2EE企业级应用开发。每学期均安排相应课程的课程设计,有助于消化所学知识,同时锻炼和提高学生分析、设计、编程能力。第八学期学生主要任务是毕业设计,如果是软件开发类题目,那么学生可以利用已经学习过的主流技术.NET或J2EE来完成。
综上所述,将教育技术学专业学生计算机应用(开发和实践)能力的培养分为两个阶段:在大一、大二阶段,掌握C语言结构化编程、面向对象编程(C#)、图形用户界面编程、数据结构及算法、数据库编程,为专业培养目标打下编程基础,该阶段注重.NET技术开发;大三、大四阶段,掌握面向对象编程(Java)、小型Web应用系统的开发(JSP)、Java网络编程、J2EE企业级应用开发,该阶段注重Java程序开发。
以上课程体系安排使学生在大学四年的前两年基本会利用.NET技术进行一些简单小型应用软件项目的开发,如学生对.NET技术感兴趣的话,可以利用大学四年的剩余学期边学习新的课程,边利用业余时间拓展自己的.NET编程技术。学生从第四学期(即大二阶段)开始学习Java相关课程,即Java应用开发阶段,学生利用在校的两年时间主修Java软件类开发课程,学习主流Java开发平台和框架的使用,最后掌握企业级应用系统的开发,逐步提高学生的软件开发能力。这样,大学四年软件开发类课程不断线,且从第二学期开始,每学期都安排课程设计,通过课内实验以及课程设计实践提高学生的软件开发能力,解决学生学习了众多编程语言却不会编程的问题,学生在毕业设计前具备独立开发应用系统的能力,从而提升该专业学生就业竞争力。
三、课程内容解析
以下对课程主要教学内容及教学目标作简要阐述。
1.C语言程序设计基础
掌握C语言的基本结构、各种数据类型、控制流程、函数、数组、指针和结构体的语法及语义,使学生了解结构化程序设计思想,学会用结构化方法编写程序,初步具备解决实际问题的能力。
2.C#可视化程序设计
掌握C#高级语言基础、Visual Studio 2008集成开发环境的使用、Windows界面控件的使用、事件驱动的编程机制,使学生获得面向对象的感性认识,初步拥有Windows应用编程能力。
3.数据结构
掌握数据结构的基本概念和各种基本的数据结构,包括数据的逻辑结构(线性表、堆栈和队列、广义表和字符串、树与二叉树、图、文件等)、存储结构(顺序存储、链式存储)以及在这两种结构基础上对数据实施的基本操作(算法)的设计与分析。
4.数据库原理及应用
掌握数据库系统的一般概念、数据模型、关系模型、SQL语言、数据库安全性、完整性、关系数据库理论、数据库设计、数据库编程、数据库管理系统的使用以及运用开发平台开发数据库应用系统的方法,为从事数据库应用开发打下基础。
5.面向对象程序设计(Java)
掌握Java语言基础、面向对象程序设计思想(抽象、封装、类、继承与多态)、工具类、图形界面编程、异常处理、文件输入输出、数据库编程、Java Applet 编程、开发环境与工具的使用等。着重培养学生对Java 编程思想的体会,为进一步学习Java 语言打好基础。
6.Web应用系统开发(JSP)
掌握JSP软件体系结构、运行环境的安装与配置、JSP基础、JSP常用内置对象、JSP与JavaBean、JSP操作数据库、Java Servlet技术,使学生掌握JSP基本理论知识,能够运用JSP进行Web小型应用系统开发。
7.Java网络编程
掌握网络编程基础知识,基于TCP、UDP以及FTP等应用层协议的Java应用开发,使学生掌握“基于协议”的网络程序开发方式。
8.J2EE企业级应用开发
掌握J2EE的体系结构、Servlet、EJB以及利用开源框架(Struts、Spring和Hibernate)进行J2EE程序开发,使学生掌握基于J2EE的企业级应用系统的开发方法。
四、实践教学体系
与上述课程体系配套的实践教学体系包括每门课程的课内实验和课程设计。课内实验部分主要是基础性实验和验证型实验,重点加深学生对知识的理解,掌握基本技术和方法。从第二学期开始,每学期都安排大型的课程设计,课程设计需要综合一门或多门课程的内容。C#可视化程序课程设计,体验C#的编程思想以及组件开发原理,利用Visual Studio2008集成开发环境来完成应用系统的设计,初步体会面向对象程序开发的思想。数据结构课程设计主要针对具体问题进行数据结构与算法设计,并用C语言或C#语言实现。数据库课程设计主要针对具体问题,按照数据库设计的步骤进行,学生可利用已掌握的.NET技术实现具体数据库应用系统。本课程设计涉及技术和数据库两门课程的知识,是对学生综合分析、设计以及编程能力的检验。Web应用系统开发(JSP) 针对具体问题,运用JSP技术及JDBC数据库访问技术,利用开发平台实现小型的Web应用系统,主要检验学生运用JSP技术解决实际问题的能力。Java网络编程课程设计主要检验学生“基于协议”的网络程序开发能力,即学生运用已掌握的网络编程技术进行基于TCP、UDP、FTP等协议的小型应用软件的设计与开发。J2EE企业级应用开发课程设计主要针对Java企业级架构开发,学生使用Struts、Spring和Hibernate进行整合开发Web程序。在完成课程设计任务过程中,学生需要查阅课外知识,有助于培养学生的自学
能力,同时锻炼和提高学生综合分析、设计和编程能力,完整体验到一个应用系统开发的全过程,巩固了已学的知识,为毕业设计和就业打下良好的编程基础。
五、与课程体系相关的教学改革
1.改革教学手段
采用案例教学法。由于学生缺乏实际开发经验,为了充分调动非计算机专业学生学习软件编程积极性,在上课前期就强调应用,精心准备一些与课程相关的应用软件系统案例,使学生从接触课程开始就认识到学习编程的实用性,从而提高学习的兴趣,有利于整个教学过程的实施。
2.改革实践教学环节
转变“重理论、轻实践”的观念,建议采取课堂教学与实验教学相结合、课内与课外实践相结合的教学方法。教师可将课堂教学中技术性、操作性、应用性比较强的内容直接在实验室中进行教学,采取边讲边练的教学方法,使学生在实际操作中掌握相关的知识、技能和方法;为了更好地培养学生的实践能力,应积极加强课外实践活动,例如参与其他院系的网络精品课程建设、教学网站的设计与开发和教育游戏软件的设计与开发等,这些课题本身就属于教育技术学专业应用研究课题,学生在参与过程中,不仅锻炼了动手编程、解决问题的能力,同时还锻炼了与他人合作解决问题的能力,使人才培养方案与社会需求结合,做到学以致用。
3.改革实践教学考核方式
实验考核不但可以考核学生对知识的掌握程度,还能够激发学生的学习积极性,对学生有很大的引导作用。实验部分分数比例设置过低,会使一些学生轻视实践环节,所以适当提高实验分数比例是必要的,且对于不同类型的实验,应采用不同的考核方式。
六、结束语
教育技术学专业是一个交叉学科,学生计算机应用能力的培养在该专业的培养方案中占有重要的地位,加强学生计算机软件开发动手能力也是当前提升学生就业竞争力采取的必要措施。在本文中,主要探讨了教育技术学软件开发类课程体系的建设,通过研究,建立了以“C-C#-Java”语言类课程为主线的教学体系,突出的是该专业学生实践动手编程能力的培养,希望能够为教学技术学本科专业的计算机类课程教学提供一些帮助和启示。教育技术学专业学生计算机应用能力人才的培养是一个循序渐进的过程,该专业计算机类课程体系的改革研究,仍然需要在实践中不断深入探索和完善。
参考文献:
[1]文冬,周燕红,原福永.理工类院校教育技术学本科专业的发展思路[J].教学研究,2007,30(1):49-52.
[2]伍顺比,姜玲.关于教育技术学专业课程体系的思考[J].现代教育技术,2007,17(8):16-19.
[3]林玉琴.教育技术学本科专业课程设置刍议[J].中国电力教育,2010,(12):92-94.
关键词:软件工程;实践体系;3P能力
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 22-0013-05
1引言
软件工程专业学生的培养,在学科教育与培养面向市场需求的人才方面存在着事实上的矛盾。市场要求的软件人才要距离当前成熟的热门技术不能太远;而学科教育在于铸就学生的软件专业素质。在学时有限的情况下,两者不易兼得。根据软件工程专业教学所面临的挑战,学院将软件工程实践教学体系的改革作为突破口,成立了由教学规划、管理和相关实践课程主讲教师组成的实践教学课题组,系统地对实践课程、重要的实践环节、实习基地建设等进行规划,制定了一套较为完整的实践教学实施计划,形成了“一个目标、两种途径、三大环节、四级台阶,3P能力训练为核心以及多渠道的措施保证”为特色的实践教学体系。
2实践教学体系的内容与规划
在跟踪与研究计算机科学与技术学科教程、软件工程学科教程、软件工程知识体系(SWEBOK)的基础上,借鉴国内外软件人才培养模式的经验与成果,依托北航计算机学科优势,针对软件学院的办学模式和实际情况,我们给出了如图1所示的实践教学体系框架图。
“一个目标”:即培养的学生应具有较强的软件工程专业基础、宽阔的知识面,富有创业和创新激情,并具有务实进取精神、实践能力,能适应社会需求的变化,具有良好的科技和人文素质,熟练的外语运用能力,规范的软件开发和项目组织能力、富有国际视野、竞争意识和团队合作精神,又能适应未来软件技术变化发展的需要,成为的德、智、体全面发展的软件工程技术人才。一句话可概括为“强实践、强工程、强外语应用能力”。
图1实践教学体系框架图
“两种途径”:即为了使学生能够有机会近距离了解社会、增长见识、开阔视野,积极开拓两种途径:一是“请进来”,即邀请国内外著名专家和工程师,到学校访问交流,给学生上课,开设讲座,召开座谈会、招聘会等;二是“送出去”:即选送学生到国内知名IT公司实习或到国外公司进行实训工作、交流学习等。
“三大环节”:即强化实践教学的三种主要形式――与理论课程配套的实践教学环节(课程作业或实验)、集中式实习环节(暑期课程设计、专项实习)和综合性实习环节(生产实习、毕业设计)。
“四级台阶”:即分解大学四年实践教学的具体目标,要求每位学生一年要上一级实践台阶,每级台阶包含明确的所必须掌握的应知应会的实践教学内容,实践能力层次提高的四级台阶如图2所示。
“3P能力训练”:即将对学生书面表达(Paper-
work)、口头表达(Presentation)、动手实践(Practice)的训练贯穿整个实践教学过程始终。
“多渠道的措施保证”:即从制度保障、师资队伍建设、高年级学生担任助教、校内实习基地建设、学生第二课堂(课外的各种协会、我校的大学生科研训练计划SRTP、冯如杯课外科技活动、学科竞赛)、引进专业认证(目前引入了二门微软的MCP认证课程)、构建面向创新的实践教学信息管理平台(目前已投入运行)等多个方面保证目标的实现。
图2实践能力层次提高的四级台阶
3实践教学体系的实施
3.1以学期为单位分解实践教学体系目标,进一步规范课程实践的教学要求和内容
根据本科生课程体系与实践教学体系的规划,设计每门专业理论课程所要求的实践目标、实践案例、实践内容、所要求掌握的主要工程文档和熟悉的程序文件以及常用工具;同时分析每门实践课程的覆盖和衔接,探求内容和案例规范化,对于未覆盖到的技能,设计出一、二、三年级暑期社会实践与专项实践的教学内容,并通过综合性实习环节得以综合运用――即精心设计“三大环节”,力争通过这些环节实践教学的训练,覆盖软件工程专业要求本科生掌握的知识领域,并掌握相关方面的工具软件和工程文档的技能,提高动手能力和实践能力。对于教学实践中涉及到相应的过程与文档,要求学生按照北航软件学院质量体系文件(参见3.2内容)的相关规定开发与编写文件,如图3所示。
在上述实践教学体系统一的规划下,大部分课程实验、课程设计及实践环节可以构成一个统一的体系,各课程所覆盖的知识体系与实践技能互相衔接;力图通过四年的培养,使学生在实践技能上一年上一个台阶,由“具有个人基本的程序设计能力”达到“综合应用”的水平。除培养专业技能外(四年代码行累积编写在10000行以上),还有意识地培养学生的工程化思想,将工程化文档的训练贯穿在实践中,同时加入了有关职业道德、协同工作能力及沟通能力等方面的内容,以期学生毕业时素质与能力能够达到企业的用人需求。
图3 以学期为单位的实践教学体系内容分解图(部分)
3.2围绕实践教学体系目标,制定实践质量体系管理文件
为保证实践教学体系规划的有力实施,针对当前我国软件行业中普遍存在的工程型文档相对薄弱的现状,我们认为学生应该从开始就接受工程型文档的阅读与写作能力的训练,尤其是英文文档的阅读与写作能力。因此,结合ISO9001质量体系,并参考CMM2级、3级的要求,我们建立了一整套软件学院实践质量体系文件,层次结构如图4所示,其中第二层与第三层的程序文件与文档模板力争覆盖软件开发过程的主要环节。第二层的程序文件包括软件开发程序、评审程序、软件测试指南、配置管理指南、实习管理程序和毕设管理程序等,作为教师和学生在实践教学中的程序性和过程活动的规范性指导文件。第三层模板则尽量涵盖程序文件中所用到的各种文档模板与编写规范等供学生编写文档时参考使用。为加强真实性与指导性,在质量体系文件中还收录了一些软件公司的实例项目的部分文档,如图4所示。
由于实践教学的骨干教师们都参与了质量体系文件的制定与编写,因此教师在理念上接受并认同质量体系文件,从而在实践教学环节中能够有意识地遵循执行,通过不同学期、不同课程实践教学内容对文件的覆盖(参见图3),使学生们在实践过程中也逐渐熟悉并掌握了工程文档的书写规范与标准。
3.3校内与校外实习相结合,打造学生实训与实习基地
课堂教学要服务于满足市场和企业对人才的素质和能力不断增长的需求,一个有效的途径是加强和安排去学生进入企业实习。然而我国的软件企业大部分处于初创和成长期,目标和学校人才培养的目标不很一致,有时还存在时间上的冲突和认识上的矛盾。鉴于这样的现实,我们一方面积极开拓企业的实习渠道,给同学提供充分的选择,同时制定了“有自主核心软件产品、企业规模百人以上、距离学校近的”企业优先推荐,并规范实习派出条件、过程管理、学生和企业指导教师职责等内容,并每年实习企业进行评估,淘汰效果不好的企业,奖励效果好的企业,促进企业和小学的良性互动,不断积累好企业实习案例和巩固好的企业实习成果。另一方面,充分利用校内优质办学资源、结合学院信息化工作的需求开拓学生的校内实习基地,以弥补企业实习的不足,学院在学生实习安排上更主动。学院信息化实习基地是一个很成功的例子,学生在几位担任实践教学的青年教师的带领下先后完成了学院网站、办公管理、教务管理、文挡管理中心、教师讲义和学生作业上传和下载服务,答辩管理、招生和报名管理等等,两次在学校机关部处和院系的信息化建设评比中名列第一名,这些成果也成为学院实践教学信息管理平台的重要组成部分。
在校内校外实习相结合打造学生实训与实习基地的同时,通过与厂家及企业共建等方式,引进一些实践教学设备与主流系统及应用软件,积极促进学院实验室的建设,建立与实践教学体系中所要求的软件开发支持环境,如数据库、配置管理库、BUG跟踪与处理系统等。同时安装行业内常用的开发环境与开发工具,为学生创造一个良好的开发与应用平台。为了将来就业的适用性,开设新技术新工具的演示课,建立国产软件体验中心。大力支持学生的第二课堂(课外的各种协会、北航大学生科研训练计划、冯如杯课外科技活动、学科竞赛)活动。
3.43P能力训练贯窜实践教学过程始终
在多年的人才培养过程中,我们深刻体会对学生的口头表达能力(Presentation)、书面表达能力(Paperwork)和自主动手实践能力(Practice)培养的重要性与必要性。我们积极倡导授课教师将这三种能力的训练和培养贯穿在教学的整个过程中,我们坚信如果学生这三方面的能力经过四年的大学学习获得了长足的提高,其就业竞争力将大大增强,并受用终身。
口头表达能力是一个人的思维能力、沟通能力、性格以及风度等个人素质的体现。在计算机实践教学中所强调的口头表达能力的训练主要是提高学生语言的逻辑性、准确性、简练性和目的感,将自己的设计思想、观点在有限的时间内,运用最生动、最易被人所接受的有效的表达方式传递给听者,对听者产生最理想的影响效果。
书面表达能力是将自己的实践思想、思路、方案、步骤、内容、成果和效果,运用文字表达出来,使其系统化、科学化、条理化的一种能力。书面表达是口头表达的补充,更看重学生的专业知识的掌握。在实践教学的每个环节,我们都制定了一整套文档规范和模板,供同学学习参考,平时的大作业、课程设计等都有严格的文档格式要求。在注重格式要求的同时,不断对同学在书面表达方面的技巧、方法进行指导、组织同学们进行交流。反复的训练,促使每一位同学在书面表达方面的提高。
自主动手实践能力是在学生具备一定的实践意识前提下,以一定的学科知识为基础,以实践任务为内容,自觉主动地运用一定的操作方法和技能,发现和解决实际问题的能力。在大学四年中,根据培养方案的要求,每位同学需要具有10000行(相当)的编程量,每位学生在平时作业和课程设计中,不断进行自主动手实践。
实践教学过程中强化三个方面能力的训练,激发了同学们的积极性和创新潜力,同时我们也进行了课程考核方面的改革,将近80%的专业课程设计考核的最后成绩由三大部分构成:讲解演示(必须要制作PPT)、实践报告或论文、设计和实现过程中的成果以及程序实际运行效果。此外,为了提高学生们的表达能力,学院专门开设有“科技写作与沟通技巧”课程;学院鼓励教师有意识地在课堂之外,增设“开放课堂”内容,学生们可以在开放课堂上自由地表达自己对课程某部分内容的理解与见解,或介绍感兴趣的最新相关学习或研究心得;在课外科技活动的申报与参赛,毕业设计的开题、中期检查、答辩的各个环节,同学们都被要求准备PPT做演讲及演示,老师给予讲评,通过不断的训练,积极创造条件为每个学生提供三方面能力的锻炼和提高的机会。
4实践教学体系的成效
本科生实践教学体系的建立和实施,有效地促进了学生的培养质量。激发了学生的创新意识,提高了学生的实践能力,3P能力训练的理念已经成为每个同学的思想意识和实际行动,并在以下几个方面取得了明显的成绩:
1) 在课程讲授中结合实践训练,如程序设计、编译技术、操作系统、数据库、计算机体系结构等课程,都有明确具体的实践内容,考核检查方式等,很受同学欢迎,反馈的效果良好。2002和2003级本科毕业一次就业率达到99%,在北航各院系中名列前茅。学生就业行业分布质量高,2002级本科生在政府机关或国际大型知名公司工作的共119人,占总人数59.80%。2002级本科生申请出国留学共32人,占总人数15%,居北航之首。
2) 积极与国内外著名的软件公司交流合作,使学生身在校园也能真切感受和了解软件产业的市场需求、软件技术的迅猛发展和无限魅力,缩短学校教学与市场需求的差距。业内知名企业对学院培养质量也有充分信心,仅2006年就有21个公司向软件学院发来了本科毕业生需求,许多企业都对我院学生质量给予了高度评价。
3) 本科生的国际交流取得良好成效,04年选派3名同学赴加拿大阿尔伯达大学学习交流一年。05、06年向印度Infosys派出实习生23人,为期8个月,迈出了“走出去”的坚实脚步。
4) 积极支持学生参加课外科技实践,并开设了“科技创新与商业运作”课程,外请了企业界和商业界的知名专家进行讲座和点评,让学生们不仅接触到专业领域最前沿的信息与技术,还学习与掌握了一些有效的应用解决方案,提高了学生分析问题、研究、开发的能力和陈述、答辩的能力等。学院涌现了一批特长突出、全面发展的优秀学生和一批优秀的学生软件作品。在北航“冯如杯”课外科技竞赛中一等奖作品一直名列前茅。另外,学院代表队获得2006年亚洲赛区(北京赛区)ACM程序设计竞赛金奖等等。
5结束语
本着学院提出的“瞄准出口,设计入口,市场驱动,品牌运作”指导思想,经过五年多的探索和实践,我们在本科实践教学体系的研究和探索方面取得了可喜的成绩。然而,如何更好地适应和满足市场和社会发展对软件人才的需要,还需要我们付出艰苦地努力,抛砖引玉,让我们共同求索,为我国软件工程人才的培养贡献智慧和力量。
作者简介
关键词:应用型本科;软件工程专业;教学质量体系
一、 引言
软件产业作为国家战略性产业,亟需大批高层次、国际化、工程型实用人才。宁波市委、市政府也将“建设软件研发推广产业基地”作为加快推进宁波市智慧产业基地建设中的重要组成部分[1]。作为地方高校,如何为本地区的软件行业培养急需的实用型软件人才,软件工程专业首当其冲。
教学质量是高校生存和发展的生命线,是衡量高校办学水平的重要指标[2]。高质量的教学需要一个运行健康、合理和全面的教学质量体系作保证。在软件工程管理中有一个著名的论断:没有高质量的开发过程,就没有高质量的软件。软件人才的培养质量与软件外包产品的质量有很大程度的一致性,都必须注重过程控制,因此教育教学质量在很大程度上取决于教学过程的质量。高校应按照“预防为主, 过程控制”的理念和“紧抓两头, 严控中间”的思路, 重点加强教学输入过程监控、教学实施过程监控和教学输出过程监控,对动态过程进行适时监控,促使过程控制与目标管理相结合,通过过程控制达到目标管理[3]。
二、 教学质量体系构建的方案
基于对教学质量体系相关理论的认识,同时借鉴国内其他高校的一些做法,我校软件工程专业的教学质量体系大致分为制度体系质量的保障、课程质量的保障、学生学习质量的保障、实践教学质量保障、学生创新能力保障等五个方面。
1.制度体系质量保障:主要包括组织制度、保障制度的建立、信息反馈制度的建立。在组织制度保障方面学校建立了包括学校教学工作委员会、主管校长及校教学督导委员会为核心的领导机构,对学校教学工作中的重大事项进行决策。在保障制度上根据软件工程专业的特点建立了学生学籍管理制度、学生学习管理制度、课程教学管理制度以及专业建设制度等内容,构建了一个科学、合理的保障制度系统。其中在学生学习管理制度的实施中我校除了给每个班级配备专业辅导员、班主任外,还让学生以兴趣分组,每5-6个人一个小组,为每个小组配备了专业导师,让导师对他所带的学生进行言传身教、专业指导以及兴趣培养。在信息反馈制度方面学校建立了学生信息反馈制度、督导及教学管理人员听课反馈制度、同行互相听课制度,不定期抽查及常规检查制度等反馈制度。
2. 课程质量保障:主要包括课程体系制定过程控制及教学过程质量控制。在课程体系制定过程中综合考虑产业界需求、核心知识体系的调整和各课程负责人提交的该模块的知识体系来设计学科知识体系,将软件外包的元素加入到软件工程的教学过程中,融合国际规范和产业需求制定完整的软件工程学科课程体系,知识体系的更新由课程负责人跟踪和修改。在教学过程质量控制的实施过程中建立包括管理人员、教师、学生在内的对专业的教学管理水平、教师课堂教学质量、学生学习效果、专业课程建设等进行有计划有组织的评估和考核。主要包括督导监控、领导干部及教学管理人员听课、常规教学检查、教学效果综合评价等。
3. 学生学习质量保障,主要包括学生作业管理条例及学生考试管理条例的建立实施。根据软件工程专业的特点结合我校相应的学生管理规章制度制定合理的学生作业管理条例及考试管理条例,来保证学生积极向上的心态进行学习和生活。在学生作业管理中我们要求任课教师每周至少布置一次作业,一个行政班授课作业要求全部批改,两个班级作业批改1/2以上,三个以上班级同时上课作业批改不得少于1/3,作业批改情况每次都要有记录。在考试管理制度方面包括学生的考试纪律管理、试卷保密、监考教师履行职责情况、教师试卷批改规定及期末成绩反馈等管理制度。
4. 实践教学质量保障:培养学生的专业实践能力是软件工程专业的办学方针,主要包括学生课程实验、实训,企业实习,毕业设计和工程实践等方面保障系统的建立。在规划课程时,适当提高教学中的实验部分的比重,除个别理论性较强的课程外,要求80%以上的专业课程应包含实验或实习环节。设立每学期不少于两门的独立的实践课程,来加强学生的软件开发能力、团队协作能力及文档撰写能力的培养。专门安排一个学期让学生进行企业实习,从企业聘请一批有能力的工程技术人员作为导师,提高学生的实习质量。在必要的情况下可将毕业设计和工程实践相结合,完成毕业论文。在学生的课程实验、实训及毕业设计实施过程中注重过程性考核,每个中间模块都由老师对学生的学习过程进行实时监控,来保证学生的学习质量。
三、 结束语
应用性本科院校教学质量体系的构建是一项系统的工程,我们必须不断地探索和实践,参考现代企业的先进管理理念到教学工作中来,建立起与之相适应的教学质量体系,并确保本教学质量体系的有序运行,从而全面提高软件工程专业的教学质量。
参考文献
[1] 宁波市委、市政府.宁波市委市政府关于建设智慧城市的决定.甬党[2010]14号.
[关键词]高职教育; 现代学徒制;软件技术专业; 课程体系;
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0203-01
一、课程体系改革的意义与价值
根据《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》(国发〔2014〕19号)和《教育部关于开展现代学徒制试点工作的意见》教职成〔2014〕9号等多项文件精神,职业教育学徒制教学模式将应用于全国高职院校的各个专业,必将促进专业建设和发展。
现代“学徒制”是传统“学徒制”融入了学校教育因素的一种职业教育,是职业教育校企合作不断深化的一种新的形式。作为高等教育类型之一的高等职业教育,其本质和特征是“跨界的教育”,要体现在“高等性”与“职业性”两个属性上。现代“学徒制”以职业实践为中心组织教学内容,充分凸显了高职教育的“职业性”,较好地实现了教育的价值。
现代“学徒制”是对传统学徒制和学校教育制度的重新组合,学生和学徒身份相互交替,校企共同制订培养方案,共同实施人才培养,各展所长,分工合作。学校和企业是两种不同的教育环境和教育资源,实施现代学徒制,需要探索校企合作新模式,使校企合作向纵深发展,建立符合行业岗位需求、科学合理实际的、学生发展特点的高职院校课程体系是工作的重点。
二、基于现代学徒制高职软件技术专业的课程体系构建
1.建设思想
通过对软件行业实际工作岗位的典型工作任务进行分析研究,确定软件设计与开发岗位的具体职业能力要求,具有现代学徒制特点的模块化课程体系。本文以“围绕一个中心,二个标准、开展三个共同合作”为目标进行整体研究。一个中心,即培养学生的职业能力为中心,二个标准,即围绕企业用人标准和行业职业资格标准; 开展三个共同合作,即校企双方共同制订人才培养方案,共同开发基于典型工作过程的模块化课程体系,共同组织专业课程体系的教学实施。课程体系设计思想概述如下:
(1) 经过广泛深入的调查研究,明确软件行业工作岗位和工作任务如下:
(2)构建具有现代学徒制特点的软件技术专业课程体系
①明确学校、企业、学生三方共同参与的人才培养模式。建立校企联合招生招工制度,由学校与企业签署校企合作协议,再由企业与学生签署培养协议,形成学校、企业师傅、在校学生三个主体共同参与现代学徒制人才培养方式。
②积极探索“4F5M”课程体系,强调学生职业能力和职业素质的培养。在4个平台基础上,将课程分为职业教育通识课、职业基础课、职业技术课、职业实践课、职业拓展课5种类型。实现教学与岗位、教师与师傅、考试与考核、学历与证书四个融合。加大学生职业素质的培养,通过职业拓展课、人文类课程的开展提升学生终身学习和持续发展的能力。
③以学生的认知规律、教学内容前后衔接关系确定层次,以能力培养目标和实践教学环节确定为四个实践模块,以项目驱动创新实践教学内容,构建分层次、模块化的实践教学体系,使应用型人才能力培养的途径更加清晰,目标指向性更加明确,环节设计更加科学合理,内容与实际结合更加密切,符合应用型人才培养的需要。
(4) 与软件企业共建课程,共建教学资源,建设软件技术专业的核心课程
如下图所示:
(5)明确现代学徒制校企合作的重要环节
学校与企业共同做好:招生、学校与企业双教学环境、校内企业共建教育教学资源、学校企业双师教学、学校企业双教学与管理、学生实训与就业等6个方面的工作,校企共同努力,实现并体现出现代“学徒制”教学模式的教学特色和教学效果。
本文主要研究了“现代学徒制”人才培养模式下的软件技术专业的课程改革问题,对行业工作岗位和典型工作任务进行分析,明确岗位所需的知识和技能,以“围绕一个中心,二个标准、开展三个共同合作”为建设目标,建立了“4F5M”的课程体系,明确了6门专业核心课程,研究内容将应用于实际教改工作中,并不断进行完善和补充。
关键词:纳米技术及其相关产业;概念界定;体系辨识。
当前,“发展纳米技术及其相关产业”这一口号,已被提升到实现中国梦苏州篇章、苏州实施创新引领战略进而华丽转身的重大战略高度,那么什么是纳米技术及其相关产业,搞清楚这一问题,则无论对于苏州的决策者、研究者还是实践者来讲,都具有重要的建设性意义。
去年,我们在执行一项有关促进苏州市纳米技术及其相关产业发展的重大软科学课题时,首当其冲地遭遇到这一问题。通过文献检索与分析,我们发现,由于纳米技术及其相关产业纷繁复杂,纳米科学技术界尚未对该一问题形成共识;同时,社会科学理论界卷入纳米领域研究较少,可资借鉴的成果太少。然而,这一问题的解决将直接影响到我们研究项目的进一步履行,为此,我们设立了一个研究子课题,本文即是该子课题研究成果,在此抛砖引玉,期望不仅对苏州市,也对国内其他正在促进纳米技术及其相关产业发展的地区起到启迪作用。
一、什么是纳米技术及其相关产业
要搞清楚纳米技术及其相关产业首先要理解纳米与纳米尺度范围,以及纳米尺度范围内物质的质变特性及其意义,本节我们将据此入手,进而界定纳米技术及其相关产业的概念。
1.纳米与纳米尺度范围
纳米(Nanometer,缩写nm)是计量学中的长度单位。1纳米(nm)等于10-3微米(mm),等于 10-6毫米(mm),等于 10-9米。1—100纳米(nm)被纳米学界公认确定为纳米尺度。 通过不同物体相对尺度大小比较(见图1)及纳米尺度范围内常见球形物体大小比较(见图2),可以加深对于纳米及纳米尺度范围概念的理解。
2.纳米尺度范围内物质的质变特性及其意义
科学家发现,当物质小到1 ~100纳米时,由于其量子效应、物质的局域性及巨大的表面及界面效应,物质的很多性能将发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体,又不同于单个孤立原子的奇异现象(白春礼,2001)。即在原子、分子及纳米尺度上,物质表现出极其新颖的物理、化学和生物学特性,该特性能被人类学习、掌握、控制和利用,从而使得人类社会现存的一切发生翻天覆地的变化。
3. 国外科学家如何理解与解释纳米技术
看一看国外科学家如何理解与解释纳米技术或许对我们会有很大帮助,以下是国外科学家对于什么是纳米技术的典型解释(转引自彭练矛,2011):
“The term nanotechnology means different things to different people. It used to cover anything from making microelectromechanical systems (MEMS) to creating designer proteins.”
“Whatever we call it, it should let us
—— Get essentially every atom in the right place.
—— Make almost any structure consistent with the laws of physics and chemistry that we can specify in atomic details.
—— Have manufacturing costs not greatly exceeding the cost of the required raw materials and energy.”
这两段英文的中文翻译如下:纳米技术术语意味着对于不同对象人群的不同事情。它通常涵盖从制造微电子机械系统到创造人造蛋白质的所有事情。然而,不管我们如何称呼,纳米技术的实质应该包括:每一个原子应被安排在合适的位置,任何相应建构应符合原子水平上的物理和化学原理,原材料和能源等相应制造成本应不是太贵。
从以上国外科学家对于什么是纳米技术的典型解释中我们可以发现,纳米技术(nanotechnology)在国外是一个约定俗成的术语,是对纳米领域新生事物科学研究、技术研发和工程应用的统称,纳米技术尚是一个发展中的概念,目前还没有被严格界定。
4. 纳米技术概念
经过上面的铺垫,现在我们可以来探讨界定纳米技术概念。对于什么是纳米技术,麻省理工学院(MIT)的德累克斯勒(Drexler)教授曾作出过一个解释:
“在分子水平上,通过操纵原子来控制物质结构,利用单个原子组建分子系统,据此制备不同类型的纳米器件”(Drexler,1990)。
而在中文语境中,谈到技术往往还牵连到科学与工程,对此,白春礼院士也有一个解释:
“纳米科技是20世纪80年代末、90年代初才发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域,是指在纳米尺度上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术”(白春礼,2001)。
白院士所指的纳米科技既包括纳米科学又涵盖纳米技术。实际上,中文语境中的纳米科技常常是纳米科学研究、技术研发和工程应用的统称。指在纳米尺度上研究物质和体系的现象、规律及其相互作用,重新认识自然界,发现新现象和新知识,并通过直接操控原子、分子结构的技术来创造对人类有用的新的物质和产品。
综上所述,可见所谓纳米技术是指涉及到纳米科学研究、材料发展和制备、器件制造以及产品开发生产之所有技术的总和。
5. 纳米技术相关产业概念
知道了什么是纳米技术以后就较易分辨纳米技术相关产业。过去的二、三十年,纳米科学技术的进步,尤其是纳米技术的应用已经和正在对人类社会的经济发展、社会进步和国防安全产生重大影响。然而,这仅仅是开始,纳米科学研究、技术发展和工程应用已经和正在引发一场新的工业革命,证据表明,纳米技术在材料、信息、能源、环境、生命、生物、军事、制造、纺织、染料、涂料、食品等产业领域都具有广泛而重要的应用。而一旦这些产业领域中纳米技术应用产品批量化、商品化和规模化,则自然形成一个个纳米技术相关产业。
二、纳米技术体系范畴
界定了纳米技术及其相关产业概念后,本节与下节我们可以转而讨论纳米技术体系范畴以及纳米技术相关产业体系范畴。
技术来源于科学,是理论知识应用于实践、解决实际问题的方法和手段,因此谈到纳米技术不能不涉及到纳米科学。尽管目前学术界对于纳米科学的内涵和分类尚存在着不同的认识和提法,但对于这一新兴领域多学科交叉特性的认识是一致的。一般而言,纳米科学可以包括纳米材料物理学、纳米材料化学、纳米材料学、纳米测量学、纳米电子学、纳米机械学和纳米生物医学等,由此也产生了按照这一体系分类的纳米技术。
然而,白春礼院士(2001)认为这种与传统学科紧密联系的分类方式无法简单便捷地勾勒出纳米科技的大致轮廓,而且各类别之间又有交叉和重叠。因此,他建议将纳米科学研究分为“纳米材料”、“纳米器件”和“纳米检测和表征”三大领域, “其中纳米材料是纳米科技的基础; 纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志; 纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础”(白春礼,2003)。据此,纳米技术体系又可主要由上述三大范畴来表达。
我们认为上述与传统学科紧密联系的分类及三个大类的简单分类都有各自的道理和应用价值,前一个分类便于整合发展纳米学科知识和实施教育培训,而后一个分类则更多地聚焦到纳米科学技术当前关键发展领域,重点特出、应用性强。若与纳米技术相关产业相联系,则我们更倾向于并将更多地采纳和应用后一个分类。
无独有偶,日本专利局《专利申请技术动向调查报告》中提供了一个与应用实际联系密切的纳米技术分类(见图3,该图由DRM咨询公司补充修改而完成),该分类基本遵循上述三个大类分类范畴,并采用图式标识了各主要应用领域中的发展状况,恰好为三大类纳米技术分类体系作了一个生动的注解,虽然尚未达到完整完善的程度,但已有很大的参考价值。
沿着三大类纳米技术分类思路继续往下走,可以得到图4所示纳米技术分类体系。其中一级状态子目录包括“纳米检测和表征技术”、“纳米材料制备技术”和“纳米器件制造技术”。而每个一级目录又可进一步产生二级目录,如纳米检测和表征技术可分为“扫描探针显微技术”和“原子级和超精密加工技术”;纳米材料制备技术可分为“化学制备技术”、“物理制备技术”和“综合制备技术”;纳米器件制造技术可分为“LIGA制造技术”、“超精密机械加工技术”、“特种加工技术”、“注塑成形加工技术”和“机械组装技术”等。需要说明的是,这一分类只是大体上勾勒了纳米技术发展现状,提供了一个整体认识把握的粗略框架。现实纳米世界中的实际情况则更为纷繁复杂,不仅存在着旁支末叶,也可以进一步细分和再细分。
三、纳米技术相关产业体系范畴
应用上述“纳米材料”、“纳米器件”和“纳米检测和表征”三大范畴的纳米技术分类思想,可以推导出纳米技术相关产业体系范畴,如图5所示:
如图5所示,首先,纳米技术相关产业可以被界定为纳米材料产业、纳米器件产业和纳米检测仪器设备产业,其中纳米材料是纳米技术相关产业得以生存发展的原始基础,没有纳米材料则一切无从谈起;纳米器件系纳米材料进一步加工组合后的产物,是延伸发展各种纳米技术应用产品的基础;而纳米检测仪器和设备则是发展纳米材料、器件及其延伸产品的必不可少的硬件手段,缺乏这些手段,事情就无法进行。
上述三者一方面构成了纳米技术相关产业生存发展的基础,另一方面,正是基于这种基础性和不可替代性,它们各自能够发展成三个供需旺盛的分支产业,并在每个分支产业下面各自生成若干数量不等的子产业。
此外,鉴于纳米材料和纳米器件能够被应用到各个新兴和传统产业领域,创造出各种各样新颖独特、质量上乘、性能优异的新产品,因此,在上述三个分支产业以外,又可辨识出纳米材料应用和纳米器件应用两个分支产业。当然,这两个分支产业下面更能各自生成若干数量不等的子产业。
若从事情发生的先后次序来看, 纳米科学技术研究发展的需要首先造就了纳米检测仪器设备产业和纳米材料产业。结合纳米检测手段和纳米材料的研究创造了纳米器件, 纳米器件(如纳米传感器)的推广应用催生了纳米器件产业。接着,纳米材料和器件在各个领域的广泛应用开发出许多新颖产品和更新换代产品,从而发展出形形的纳米产品产业,并进一步促进纳米材料、器件和检测仪器设备产业的发展。这就是纳米技术相关产业相伴共生、互促共长的内在逻辑。
在现实生活中, 纳米材料产业和纳米检测仪器设备产业已经形成一定规模,发展相对成熟。处于纳米技术高端的纳米器件产业(电子/光电子器件、量子器件、以及微/纳机电系统)目前尚处在发展成长过程中,这是纳米大国共同关注、竞相角逐的领域,也是进一步发展的方向,其中属于MEMS/NEMS范畴的微纳传感器分支产业已经初具规模。同时,纳米材料和器件的应用已经渗透进入许多不同的经济和社会领域,例如,电子和信息、生物与医药、环境保护等,从而增殖衍生出发展状况各异、纷繁复杂的纳米技术产品和产业。
当然,换一个角度,如果忽略纳米技术居中扮演的角色,这一复杂逻辑体系中各个分支仍可分属于自己的母体产业,例如,纳米材料产业可归属于材料产业,纳米检测仪器设备产业可归属于仪器设备产业等等,由此也揭示了纳米技术相关产业所具有的双重产业属性。
四、结 语
以上我们通过运用相关文献资料, 进行抽丝剥茧式的逻辑分析,界定了纳米技术及其相关产业的概念, 进而揭示了纳米技术及其纳米技术相关产业的体系范畴,从而为从社会科学角度研究促进纳米技术及其相关产业发展(譬如制定技术/产业发展路线图)奠定了有关客体对象的认知基础。
当前,纳米技术与信息技术和生物技术一起并列为世界三大高技术前沿热点领域,而纳米技术又在促进信息技术和生物技术发展中扮演了重要角色,正在悄然引发着新一轮工业革命,成为国际高科技及其产业竞争的制高点。期待我们这一抛砖引玉的工作能为苏州/中国抢占这一制高点作出些微贡献。
参考文献
赵康等。《苏州市纳米技术及其相关产业发展战略研究总论》, 古吴轩出版社,2012。
杨辉。《纳米科学技术概论》(未发表PPT课件),2010。
白春礼。纳米科技及其发展前景。《科学通报》,2001/2。
白春礼。全面理解纳米科技内涵,促进纳米科技在我国的健康发展。《微纳电子技术》,2003/1。
彭练矛。《纳米科技和纳米电子学》(未发表PPT课件),2011。
基金项目:苏州市2012年度重大软科学课题,项目编号:SR201201。
作者简介:赵康(1950 –),男,江苏苏州人,博士,教授,博导,主要研究方向为公共管理、咨询学、专业社会学。顾茜茜与陈加丰均为赵的博士研究生,赵迪凡为项目研究助理。
What Is Nanotechnology and Its Related Industries
——Concept Defination and System Identification
ZHAO Kang GU Xixi CHEN Jiafeng ZHAO Difan
(School of Politics and Public Adminstration, Soochow University, Suzhou 215021, China)