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软件工程专业高层次应用技术和技能人才数量严重不足,同时应用技术和技能人才培养的学历层次不高不能满足企业实际需求。地方高校软件工程专业定位和人才培养目标不明确、教学方式方法缺乏科学性、系统性,实践教学体系不完善,没有与行业就业有效对接,导致培养的人才无法满足社会生产实际需求,导致“软件工程专业毕业生无职可就,软件开发行业以及相关软件应用单位招不到满意的员工”现状普遍存在。
2软件工程专业课程体系理论设计
以行业、企业实际对人才需求为引导,软件工程专业毕业生真实就业情况调查为依托,地方高校软件工程专业课程一线教师众多教学研究成果为参考,专业教师在企业挂职学习经验体会为借鉴,围绕地方高校软件工程专业课程教学体系存在事实问题,来对地方本科院校软件工程课程体系建设进行设计建设。设计建议如下:
2.1学科建设
以专业相关的行业、企业人才的实际需求和当前使用的主流开发工具或技术为依托来不断调整专业架构,优化专业人才培养方案,完善人才培养目标,对专业进行合理定位,系统性调整教学方式方法,从而实现以行业、企业对人才的需求来引导地方本科院校软件工程专业的学科建设。
2.2校企办学
学科建设以输出满足行业、企业需求合格的应用型人才为目标,通过校企联合办学,对学生进行定向培养、训练,专业课程体系嵌入资格认证课程模块,实训课程以企业开发项目方式贯穿培养环节以达到提高专业人才的实际动手能力。
2.3师资建设
采取教师企业挂职锻炼参与企业项目研究开发,共同承接开发项目等方式锻炼提高师资队伍实战能力。教师在企业实战经历和相关经验成果带入到日常的教学环节,不仅能促进专业教师学术、科研能力提升,还能够最大程度丰富、提高专业学科建设[2]。
3三层结构课程体系建设
软件工程专业课程体系建设以工程教育理念为指导,项目实战为背景,社会需求为导向,提高学生专业素养、理论知识体系以及实践能力为宗旨。学生完整地专业培养环节结束后具有程序设计,系统分析,软件设计、开发,项目管理,网络和移动通信终端应用开发能力。课程体系模式结构如图1所示。
3.1基础理论由公共基础课程和专业基础课程构成:①公共基础课程主要涵括地方高校各现行必修公共课程,②专业基础课程是专业课程坚实的理论基础,专业必修前导课程,是对软件工程专业基本“计算”概念理解、掌握,问题计算求解能力和构建中小规模软件系统综合能力的初步培养。
3.2专业理论以市场对人才需求为导向、行业最新前沿技术为引领、专业骨干课程为核心、专业素质全面拓展和综合素养整体提高为目标来对专业主干课程进行建设[3],主要包括以下几类课程:
3.2.1面向行业认知能力培养课程主要包括对行业、企业认知学习以及计算机专业知识学习等专业认知方面课程。一般包括行业相关法律、法规,从业道德规范,行为准则,经营管理常规模式,软件项目开发流程等认知类课程。
3.2.2计算机编程与算法设计能力课程算法设计类课程主要包含离散数学、数据结构、算法分析以及数据结构课程设计等方面的课程;编程课程主要包含C语言程序设计、面向对象程序设计等传统程序设计语言课,还包括当下企业应用最为广泛的,最流行的技术前沿课程。
3.2.3软件工程专业系统分析课程系统分析能力课程主要包括操作系统、计算机网络,软件工程、数据库原理等系统类课程。
3.2.4系统实现与集成能力课程系统实现与集成能力方面课程主要包括网络编程、移动互联开发编程、编译技术、软件开发以及软件测试等课程[4]。
3.3实践以校企联合培养为手段,一至两学年时长为周期,贴近企业实际需求为指导,综合技能全面提高为目的来对专业学生进行实践能力培养,方式如下:
3.3.1校企共同建设实训课程以项目介入为主线,企业实际效益项目和高校产学研项目为实际授课主体。引进企业优秀项目人才或具有企业项目实战经验的教师来对专业人才展开课程实训,全面提高学生专业技能水平,综合素养。校企共同培养模式不但能够提高学生工程实践能力,知识转化生产实际速度,同时反向激发学生探究、学习知识的热情,最终提高就业竞争力[5]。
3.3.2合作企业岗位实训针对毕业学生和部分专业老师做岗位综合实训:①学生岗位实训:让学生真实参与企业项目实战,充分消化吸收前期所学理论和技能知识,进一步提升学生综合能力,为就业夯实基础。②老师岗位实训:专业老师参与企业项目研发,并将企业项目开发经验和技术进行梳理总结、编纂成册,运用到实际日常教学环节,促进教学质量提高,有利于缩短理论转化实际成果周期。
3.3.3校企合作运用项目方式指导学生做毕业论文(设计)毕业论文(设计)是对学生的专业知识掌握程度与提升高度的一次全面的考核,同时也是培养学生综合运用所学知识,独立地分析问题和解决问题的能力的一次全面的实训。但是传统的教育模式导致大多地方院校工科专业学生毕业论文流于形式,与实际脱节。通过与企业合作运用项目方式指导学生做毕业论文(设计)弱化学生对毕业论文(设计)的抵触情绪,可以进一步让学生了解行业企业实际运作规范及最新技术,进一步加强对学生实践和技能能力的培养,为毕业后从容就业夯实基础。
4结语
自2012年以来,宿迁学院软件工程专业进行了3+1教学改革,此番改革不仅仅是在后面的1年中让企业深度参与到教学培养过程中,还将前面的3年课程尤其是专业课做了工程化改造,对课程教学进行了深度改革。本文以宿迁学院软件工程系课程为例,探讨了传统教学模式中存在的问题,分析了我校引入翻转课堂教学的基础条件,介绍了我校的数据库系统原理课程应用翻转课堂的教学模式。
一、应用型本科院校引入翻转课堂教学的必要性
(一)应用型高校对软件工程专业人才培养的要求
应用型本科院校的软件工程专业,应力求在遵循统一指导方案的同时突出与应用型人才培养相适应的知识结构特色以及课程体系,以培养适应市场需要的应用型软件专业人才。宿迁学院正处于应用型本科高校建设发展阶段,按照教育部的卓越工程师教育培养计划[3]要求,我校软件工程系积极探索并建立了3+1人才培养模式,对课程设置、教学形式等进行了调整和改革,强化了企业的深度参与性培养以及学生的工程能力和创新能力的培养,着力打造一批批能直接上一线工作的本科高素质应用型人才。
对于软件人才的培养,进行引导性、启发性以及贴合实际的实践训练是很有必要的,为此,我校软件工程系加强了课程改革建设,从课前、课中、课后多角度改进教学方法,让学生提高自主学习的能力,通过对知识点的内化转换为自身的实际技能。在这种背景下,教学模式的改革就呼之欲出了。
(二)传统课程教学模式中存在的问题
以我校软件工程系的大多数专业课程教学为例,大多的理论和实验课都是按照传统教学模式开展教学的,理论课主要是以教师讲为主,上机实验围绕课堂上讲解的案例,学生按步骤操作完成,教学方法单一。
这种传统的教学模式存在有不少弊端[4],课堂教学效果不佳。课堂上仍是以老师教授为主,属于填鸭式教学,学生难以主动融入,学习效果不好,不利于培养学生的实践和自主学习能力。学生在实践课上主要是围绕理论课上的案例进行学习,这样就不能让学生自主发挥和进行创新性的深入学习,属于被动式的接受知识,也不能进行个性化教学。受实验室使用的局限性和课时的影响,学生在2~3节上机课上无法完成一些复杂的环节,如从系统建模的角度对数据库项目系统进行需求分析、软件设计等。
这些教学问题成为制约课程建设、学生能力培养的瓶颈,所以探求一种新的教学模式成为我校软件工程专业课程改革的必然趋势。
(三)翻转课堂教学模式的引入
翻转课堂教学模式下,教师在课前进行知识传递[5]即教师按照教学内容的知识点进行细化、整理,录制小视频,学生课前观看视频教学,在此过程中教师还可对学生进行在线辅导。课堂上,主要是进行知识的内化[5],教师根据学生前期学习的困难情况组织课堂教学,主要采用引导式、研讨式教学方法给予辅导,促进学生知识的内化。课后,通过项目练习等作业形式达到让学生巩固知识的目的。翻转课堂教学模式充分发挥了教学中学生的学习主体性,加强了学习中的互动性,让学生获得了个性化教育,真正达到了以学生为中心、因材施教的教学效果。翻转课堂教学模式的出现,为我校软件工程系3+1教学改革带来了新的思路和方法。
二、翻转课堂教学模式实施的基础
(一)教学内容及方法的改革
教学内容的选取应注重理论联系实际,要根据企业和市场对软件人才的需求,将重要的知识点和相应的技能训练联系起来进行讲解和实践。例如,教学数据库系统原理课程,在讲解知识点时可以用学生成绩管理系统、图书管理系统、题库管理系统等为载体设置教学内容,以项目驱动教学,将理论知识融入项目开发中,通过项目案例的分析、设计来启发和引导学生去思考和建模,让学生了解数据库课程的原理最终要如何应用到项目实践中,同时锻炼学生独立思考和创新的能力。而上述的教学内容和方法的改革与翻转课堂教学的理念是一致的,这样就为专业课程构建翻转课堂教学提供了改革的基础。
(二)信息化网络平台的保障[6]
我校有泛雅网络学习平台,该平台为实施翻转课堂教学提供了便利的支撑。教师可以在网上课件、教案、视频等教学资源,可以根据知识点布置任务、作业,与学生交流讨论并提供答疑,还可以进行阶段性的测验等。该平台还有手机APP端,学生可以随时随地进行同步自主的学习。泛雅网络学习平台为数据库课程翻转课堂教学提供了软硬件环境的保障。
(三)学生自我学习的能力的保证
文献[7]调查显示了大学生自主学习状况,其中64.13%的学生能主动完成学习任务,22.34%的学生能在教师督促下完成学习任务。我校的定位是培养应用型人才,学生大多要通过在校专业课程的学习掌握知识和技能,然后能直接到一线工作,所以学生的学习需求性和主动性较强。学生根据各自对专业课程的学习需求定位,对所学的知识点的学习要求也有所不同,翻转课堂教学的实施可以保证学生利用碎片化进行个性化学习。
三、翻转课堂教学模式的实施构建
在翻转课堂教学模式的实施构建中,以我校软件工程系实施构建的数据库系统原理翻转课堂教学为例,在课程开始时做好小组分配,因为软件专业的学生大约有50人左右,所以每班就分为10个小组,每个小组配有相应的组长,负责组织和督促小组成员的学习和集中性的讨论。[8]
(一)课前的知识传递和自主学习[9]
教师主要是将每次课(理论课和上机课)的重难点进行碎片整理,每个知识点制作一个相应的短小视频,在课程资料中还可放入教案和幻灯片课件等扩展资源。例如,在第一章节中我们给数据库基本术语做了一个短小视频,附上了相应的术语的幻灯片课件,教师提前一周通知,要求学生在指定时间内即课前根据视频和课件完成自学,达到前期知识传递的目的。
学生在课前自主查看和学习,并根据自身的学习和掌握情况制订学习进度,下载教师事先准备好的教学资源。为了确保学生的课前学习效果,在进行任务点设计时,都会有相应的问题设计,这些问题也要体现出层层学习、循序渐进的过程,要求学生回答部分或全部的问题,在此过程中教师可对学生进行答疑和引导性指导。例如,在基本术语任务点中,教师提供了5个选择题、5个填空题,让学生在看完视频后完成小作业,教师通过网络学习平台上统计的作业成绩开始设计课堂教学环节。
(二)课堂知识点的内化
翻转课堂的核心就是要使得学生最大限度地内化知识点,因而在课堂教学中需要学生高度参与。进行数据库理论教学时,首先在刚上课时我们会让学生进入泛雅手机APP端,要求学生现场完成10~15题的选择题。这些选择题的设计难度要超过学生在自学时的作业难度,题目设计要体现出由浅入深的过程,且要能够体现出这次课的重难点,学生在做好后直接能看到自己所错的选题以及正确的答案,也就明白自己所学知识点哪些掌握得不透彻,继而在课堂中就知道自己要特别注重哪部分知识点的理解了。而教师可以利用统计功能查看到每题做错的人数,教师会根据错误结果对共性的一般知识点做统一示范讲解,对扩展性知识做引导性、启发性讲解,对个性问题进行小组化指点。
实验课的翻转课堂教学采用的是项目训练研讨式[10]教学,教师也是先提供实验内容的基本素材,和理论课程的翻转课堂教学模式相似。不同的是,实验操作中教师是通过小型项目驱动教学的,这些项目既要覆盖教学目标,又要有拓展训练的余地,对于设计性、综合性的实验可通过小组分工协作完成。教师通过实验课上各个小组的进程和面临的问题进行小组个别化指导。
(三)课后的巩固复习
经过了课前自主学习、课中知识的内化,大多数学生都能掌握重难点了,但学习是需要温故而知新的,所以翻转课堂教学中教师要及时对知识点进行总结,让学生能将内化的知识外化为自己的技能应用。我们在泛雅网络平台中按章节设置了考试和测验,测试的结果学生会直接看到,然后对于一些不能自我理解和消化的知识点,学生也可以在讨论区中阐述对知识点学习的困惑或新的认识等。经过这样一轮完整的学习,学生就能真正掌握专业知识,并且最大限度地做到了学以致用,达到了翻转课堂教学的最终目的。
软件工程专业是在计算机科学与技术等学科的基础上发展起来的,因此课程体系的建设不仅需要计算机科学的理论知识,同时也需要把工程经济学领域的知识包括进来,课程设置应始终以软件开发的整个流程为主线,培养学生良好的软件编程思想、软件项目管理和软件开发的团队合作精神。财经类院校的课程体系建设应该避免照搬其它工科院校的培养方案,应该以教育部的软件工程专业建设指导思想的基础上,根据自身的特点梳理软件工程系列课程之间与其它相关系列课程之间的关系,合理衔接,避免重复。课程设置要突出软件工程的重要地位和价值,专业模块的划分要突出行业特点及行业市场的需求。建立以能力培养为主线,分层次,多模块,互相衔接的课程教学体系,通过增加案例教学、添加社会和企业需要的专业技术课程,从而最大限度的发挥课程体系的作用。
2课程体系在专业建设中的位置
通过调研、走访、学习名牌大学、重点大学、国家示范性软件学院的经验和做法,总结财经类院校软件工程专业的建设,根据自身的特点和实际情况,依托财经类院校在经济、会计、管理等方面的专业优势,建设具有鲜明财经特色的学科专业体系,总的建设方案指导思想是:“整体设计、分布实施、发挥优势、突出特色”。建设的内容包括师资配置与建设、实训环境建设(包括实验室和实训基地)和课程体系建设。对于课程体系建设,主要从以下几个方面进行:梳理课程关系、夯实课程内容、教学方法建设、课程教材建设和实践体系建设。为保证软件工程专业建设质量,构建质量保障与反馈体系,总体建设结构如图1所示。
3课程体系主要建设内容
(1)梳理课程关系。通过划分课程群,梳理以软件工程为主线的课程之间的关系,重新梳理和制定大纲,确保基础课、专业基础课和特色专业课知识衔接合理,保障知识体系的连贯性,避免知识点缺乏或知识点重复,以及知识体系不连贯等问题。
(2)夯实课程内容。通过梳理好的课程关系,筛选课程内容,保障课堂内容充实。为增强对课内内容的巩固,在课外开展“软件工程设计大赛”、“数学建模大赛”以及认证类课程等作为补充,促进学生的主动学习,提高学生的基本技能和软件开发素质。
(3)教学方法建设。按课程群划分,组织同类课程组教学方法和教学手段的研究。改革现有的、传统的课堂教学方式,精炼教案内容。以培养兴趣、激发创新激情为出发点,加强案例教学和实践环节,通过增加案例教学、添加社会和企业需要的专业技术课程,从而最大限度的发挥实践实训课程的作用,真正使学生体会和做到学以致用。
(4)课程教材建设。以软件工程为主线的课程群体系研究的同时加强教材建设。目前采用“内编外引”的方式,做好教材的自编与挑选工作。在软件工程类课程中的教材都要求是重点教材,规划教材或原版外文类教材,选择质量高、特色鲜明的教材。
(5)实践体系建设。建立起更加完善的、与课程群体系相适应的实验、实训、实践教学体系。实践训练课程划分五个层次,分别为基本训练、基础理论训练、专业训练、工程训练和创新训练。使实践类课程涉及到的理论由浅入深,程序规模由小到大,开发队伍由个体到团队。实训环节中还考虑了加强与企业的合作,将企业的资源优势与学校的理论知识优势充分结合,共同设计和建设课程群中的实训项目。
4解决的关键问题
(1)把握主线与特色的关系。目前已有多个示范的软件学院,软件工程专业根据目标不同,有向高层次培养也有的向国际化目标培养。如何地足于地方,结合财经类发展特色,对课程群内容进行筛选和改革是解决的主要问题之一。目前特色软件工程专业建设的方针是首先确立以软件工程为课程群的主线,保障基础内容的涵盖和衔接。另一方面,结合财经学院特点,在开发案例、管理项目和课程选择上体现特色,如面向金融软件开发实践,因材施教培养实践动手能力,开设《软件项目管理与工程经济学》等课程内容。
【关键词】软件工程;专业建设;课程设置
目前,我国软件工程本科专业建设的成果有目共睹,但同时也存在人才适应性、实用性差等问题,课程设置与市场需求脱节成为顽疾,不利于学生实践能力的培养。21世纪是一个以知识经济为主的时代,人才作为企业竞争的核心,其战略地位不言而喻。然而,软件工程本科专业建设存在的一系列问题,直接影响了人才培养水平,限制了软件产业发展,其创新与优化工作至关重要。
一、软件工程本科专业建设的现状
近年来,随着我国高等教育的普及化发展,软件工程本科专业建设大肆扩张,并取得了一定成效。但是在实践过程中,软件工程本科专业建设依然存在不少问题,具体体现在以下几个方面。
(一)保障体系缺失。软件工程本科专业建设是一项体系化工程,需要大量的保障基础作铺垫。现阶段而言,大部分本科院校应时展需求,逐步开设了软件工程专业课堂,并按照新课程改革要求,采取了一系列创新改革举措,建立了相对完善的实践机制。然而,我国软件工程本科专业保障体系建设依然不尽如人意,在教学内容设计上缺乏与软件产业及相关技术发展变化的有效弹性配合,体现了多阶段逐级过渡的特性,很难实现理论、实践与工程的循环。在这样的教学模式影响下,软件工程专业人才培养拘泥于书本知识灌输,忽视了对学生个性差异与全面发展的考查,不利于其实践能力的提升。究其根本,造成此类现象主要是因为素质教育建设与渗透不足。在软件工程教学实践中,部分教师固守传统思想,本身专业化水平不高,缺乏应有的创新素质与优化意识,在方法选择上显得过于拘谨,忽视了学生主观能动性的发挥,最终限制了学生的全面发展。因此,保障体系缺失是影响软件工程本科专业建设步伐的重要因素。
(二)产学联盟滞后。软件工程本科专业建设并非高校一方的责任,其社会价值决定了需要政府支持和企业配合。事实上,软件工程人才培育与相关企业人才需求缺乏反复性地对接与持续性地跟踪,使得本科院校教育逐步脱离了经济市场的导向,所培养的毕业生人才必然不能满足企业需求,其基本价值沦丧。新时期,市场经济运行规律决定了,软件工程本科专业建设必须走产学研一体化发展道路。目前,很多本科院校与企业建立的产学联盟还停留于表面,并未深度挖掘软件工程专业建设需求,在人才培养方面尚未真知灼见、长治久远。有些企业过度“计较”对合作育人的成本投入,专业选择具有强烈的“功力”色彩,参与软件工程专业建设的积极性不高。在此过程中,政府如何发挥引导职能,合理介入校企合作,为其提供良好的法律政策及资金支持是当前一个较为突出的问题。没有健全的管理措施,校企双方的权责就不能得到有效拷问与执行,一旦发生纠纷,势必会影响两者之间的长期合作关系,产学研一体化也因此走向尽头,不利于软件工程专业建设的完善与深入。
二、促进软件工程本科专业建设的实践策略
软件工程本科专业建设实践成果,受诸多因素的影响。结合分析,有针对性地提出了以下几种软件工程本科专业建设实践策略,以供参考和借鉴。
(一)优化课程设置。学科是高校生存与发展的基石,同时还是专业建设的前提和基础。一个健全的专业往往需要多个学科的支撑,否则势必沦亡。因此,本科院校在软件工程专业建设之初,就需要综合考查自身现有的学科实力,有针对性地做好铺垫工作。具体而言,本科院校要树立良好的市场意识,并以此为导向,明确软件工程专业人才培养目标及要求,合理配置相关学科,设计完善教学内容,逐步形成科学体系,实现人才的全面发展,最大限度地发挥自身社会价值。为适应软件产业发展对多元人才的需求,本科阶段应放宽口径,不细分专业培养方向,但需要考虑专业课程模块设置,夯实毕业生理论基础的同时,拓展其知识面,使之深入了解某类系统软件及其应用领域。一般而言,软件工程本科专业核心课程包括软件数学类课程、软件基础类课程、软件系统类课程、软件工程类课程等内容,着重突出对学生应用能力与实践能力的培养。基于此,对于软件工程本科专业学生的考评也应关注其软件数学知识、基础知识以及工程知识水平,全面考查其综合素养及能力,并据此决定下一阶段的教学目标及方向。
(二)加强师资建设。素质教育背景下,教师作为主导,既是软件工程本科专业建设的对象,又是软件工程本科专业建设的参与者,其表现出的综合素养和能力直接决定了最终工作成效。在高等教育普及化阶段,本科院校面临着巨大的人才引进压力,需尽量在短时间内优化整个师资团队的学历结构、年龄结构以及职称结构等。在此过程中,本科院校要致力于专业化师资队伍建设,加强教师培训工作,及时更新其理论知识素养及专业技能构成,提高他们的综合业务能力,使之提供良好的教学服务。简单来讲,本科院校应制定完善的教师培训计划,以职业培训为主、脱岗培训为辅,根据软件工程本科专业建设需求,分清轻重缓急,优先发展特色学科,为广大教师搭建互动交流平台,分享有效经验,从而为软件工程本科专业建设提供强力支撑。同时,本科院校还需建立完善的激励制度,保证双师型教师团队建设资源充沛,给予表现优异的教师适度职位晋升、薪酬增长等奖励,鼓舞他们自主创新,树立其良好的职业发展愿景,从而使之投入更多的时间和精力在本职工作上。
(三)推进校企合作。本科院校的核心价值是促进学生全面发展,其根本目标是打造满足市场需求的应用型人才。从某种意义上而言,企业作为市场经济活动的主体,只有其自身才清楚需要什么样的人才,也是软件工程本科专业建设方向的决定者。政府方面应充分发挥引导职能,制定完善的法律制度、政策体系支持校企合作,明确双方承担的责任和义务,帮助两者构建长期战略合作关系。而企业方面也需要深刻认识到校企合作对自身发展的重要意义,可就软件工程本科专业建设提出可行性建议,也可与校方专家共同协商专业课程设置,将行业最新发展动态引入到软件工程专业教学体系当中。在企业的积极参与下,本科院校需树立良好的市场意识,将软件工程专业建设紧密联系市场,结合自身实践,走特色发展道路,以服务于地方产业经济发展。同时,校企双方还应整合可以利用资源,合理配置,积极打造校内实验室和校外实训基地,引入先进技术及设备,最大限度地发挥各方优势,为软件工程实践教学提供良好的环境与氛围。总而言之,软件工程本科专业建设实践十分重要和必要。由于个人能力有限,本文对软件工程本科专业建设作出的探索可能存在不足,未来其实践工作还有很大的改善空间。因此,希望业界更多专家和学者持续关注我国软件工程本科专业建设实况,全面总结其现状及问题,并深度剖析其中存在的问题,有针对性地提出更多促进软件工程本科专业建设对策,从而推动软件工程专业创新优化发展,为我国软件产业持续发展提供强力人才支撑。
【参考文献】
[1]唐剑梅,钟世芬.软件工程专业建设的探索与思考[J].计算机教育,2012,8:15~17
中图分类号:G642
摘要:针对传统课程体系难以满足工程型人才培养需要的问题,提出借鉴德国FH模块化教学成功经验,将传统的按学科知识体系构建专业课程体系转变为按专业能力体系构建专业模块体系的思路和方法,并探讨基于模块化教学课程改革的主要措施。
关键词:应用型人才培养;模块化教学改革;借鉴德国经验;FH模块化
1 背景
以高级应用型人才为培养目标的德国应用科学大学(Fachhochschule,简称FH)是德国工程师的摇篮。作为一种国际公认的应用型人才培养模式的成功范例,FH应用型人才培养的成功经验对我国探索应用型本科教育规律,构建应用型本科教育培养模式具有重要的参考价值与借鉴意义。
作为国家软件服务外包特色专业,合肥学院软件工程专业自2010年入选教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”以来,以教育部高等学校教学指导委员会编制的《计算机科学与技术专业规范(软件工程方向)》为指导,围绕培养能在工程现场从事软件工程技术应用开发工作的、工程功底深厚的软件工程师专业人才培养目标,发挥与德国应用科学大学合作共建的优势,着眼于学生能力培养,引入“博洛尼亚进程”后欧洲各国正在实施的模块化教学,重新组织教学结构,有针对性地将一个专业内相关的教学活动组合成不同的模块,避免了教学内容的重复,优化了教学内容体系,提高了教学效率。
2 模块课程改革思路
借鉴德国FH工程型人才培养成功经验,打破原有的课程体系,构建覆盖本专业卓越工程师人才培养标准的模块化课程体系,实现对原有课程的整合优化。
(1)以能力为导向,构建“模块化”课程体系。根据培养标准对学生知识、能力和素质等的要求,通过打破课程之间界限,整体构建课程体系,有针对性地将一个专业内相关的教学活动组合成不同的模块,使每个模块对应明确的能力培养目标。通过模块与模块之间层层递进、相互支撑,实现本专业的培养目标,将传统的人才培养“以知识为本位”转变为“以能力为导向”。
(2)围绕模块能力培养目标,设置模块教学内容。依据模块的培养目标有针对性地构建教学内容,将传统的课程改造为面向特定能力培养的模块。同时,整合传统课程体系,实现模块教学内容的非重复性。此外,充分发挥合作企业所具有的工程教育资源优势,与企业共同开发和建设具有综合性、实践性、创新性和先进性的企业学习模块。
(3)融合多种教学形式,使理论教学和实践教学紧密衔接。通过将课堂教学、企业学习、研讨、项目、实验、练习、第二课堂和自主学习等不同的教学形式引入模块化教学环节,实现理论教学与实践教学的紧密结合,强化对学生工程能力和职业素质的训练。
3 模块化课程改革的具体做法
3.1 制定专业培养学校标准
合肥学院在国家通用标准的指导下,借鉴教育部高等学校教学指导委员会编制的《计算机科学与技术专业规范(软件工程方向)》,围绕专业人才培养目标,与企业联合组建专业指导委员会,通过在软件行业领域领军企业中广泛深入地调研,确定本专业适应的岗位群以及对专业人才知识、能力和素质的需求,与企业共同制订本专业的学校标准。学校标准从科学知识、专业能力和综合素质3个角度全面涵盖了卓越工程师人才培养规格和要求。
3.2 构建“模块化”课程体系
根据前期制定的专业培养学校标准,构建适合专业发展的课程体系。近年来,“模块化”课程体系被广泛应用于德国应用科学大学,较好地解决了课程设置的体系化问题、理论教学与实践教学的衔接问题、工程素质教育与专业教学的关系问题以及学生能力的培养问题。
“模块化”课程体系主要着眼于学生能力的培养,根据专业培养目标对学生知识、能力和素质的要求,整合重组教学内容,有针对性地将一个专业内相关的教学活动组合成新的主题式教学单元——模块。模块作为面向专业能力培养的基本教学构成单位,是围绕特定能力培养的相关教学活动的有机组合,具有可重组性和教学内容的非重复性。同时模块对应能力培养环节的连贯递进,能灵活有效地支持模块互换及学分互认,可以满足学生应用能力和综合素质的培养。
“卓越工程师教育培养计划”对卓越工程师的_各种能力提出明确要求,在课程体系整合重组过程中,应把能力培养体现在每门课程之中,贯穿于整个课程体系;因此,德国的“模块化”课程体系改革理念对于卓越工程师人才培养具有积极的借鉴意义,通过推行模块化课程体系,将有助于卓越工程师人才各种能力的培养。自1985年来,合肥学院已与包括汉诺威应用科学大学、奥斯纳布吕克应用科学大学等多所德国应用科学大学建立了合作关系,利用德国优质的教育资源并结合我国实际,共同培养符合地方社会经济发展需要的工程应用型人才,并在“模块化”课程体系构建方面开展了先期的探索,积累了丰富的经验。
针对专业的特点,在构建“模块化”课程体系时,应根据专业培养学校标准,打破课程之间的界限,对教学内容进行优化、整合、重组,将原有的“偏重知识传授”的层次化课程体系转变为“强调能力培养”的模块化课程体系。首先,根据专业人才培养标准,围绕专业能力培养目标,将抽象的专业能力具体化为能力要素;其次,针对每个能力要素确定其对应的支撑知识点,由相关联的能力要素对应的知识点及知识应用组成模块;最后,通过相关模块的有机搭配,构成覆盖本专业卓越工程师人才培养标准的“模块化”课程体系。
3.3 整合优化教学内容
围绕人才培养标准,对原有课程教学内容重新整合、优化重组,构建出新的模块教学内容。整合后的教学内容面向能力培养,每个模块对应一个或多个相关的能力要素,模块之间内容不重复,消除冗余。
1)数学课程内容的调整与优化。
依据“以应用为目的,以必需适用为度”的原则,同时参照国家最新制定的《工科类本科数学基础课程教学基本要求》,根据模块化教学的涵义,确定大学数学类课程模块化体系改革的总体思路为“横向分类,纵向分级”。
横向分类是指大学数学教学为专业教学服务,要满足专业课程教学内容的需要。根据工科、经管和文科类专业的需求,将大学数学分为3大类:工程应用数学、经管应用数学和数学素养。纵向分级是指根据数学自身的特点和内在联系,将大学数学课程分成5级模块,其中A级包括一元函数微积分、微分方程等,B级包括多元函数微积分、矢量分析、级数等,C级包括线性代数的基本知识,D级包括概率论与数理统计,E级包括复变函数与积分变换。
为制定适合本专业的数学模块,专业教师与数学教师按照“材料收集提取数学知识点获取知识点纲要整理成数学模块数学模块教学大纲确定教学内容”的流程,共同确定本专业学习工程应用数学A—D共4个模块。
在确定了每个模块教学内容的基础上,按“能力、知识、素质”3个要素,对每个模块进行分解,将每个模块分解为理论学习、实践学习和自主学习3个环节。理论学习主要是培养学生的数学能力,如计算能力、逻辑推理能力、空间想象能力、数学建模能力等;实践学习主要是培养学生数学创新能力、应用数学软件能力等;自主学习主要是培养学生的自学能力、团队合作能力等。3个环节的学习是互相渗透、互相补充、相辅相成的。
以工程应用数学B为例,理论与实践教学、自主学习的具体安排分别见表1—2。
2)物理课程的打散与融合。
传统的大学物理课程内容繁杂,包括力学、光学、电磁学等,与本专业所面向的“能在工程现场从事软件工程技术应用开发工作,工程功底深厚的软件设计工程师、高级程序员和软件质量保证工程师”的培养目标差别较大;且原内容注重理论推导,忽视理论应用,不适应合肥学院应用型人才培养规格。因此对原物理课程内容重新梳理,挑选其中与本专业密切相关的电磁学内容,并将其打散融入到电工电子、模电、数电等专业课程的教学中(见表3),最终构建出由2个模块组成的电路与数字系统设计系列,使物理原理的讲授与专业知识紧密结合,达到良好的教学效果。
3)专业课整合优化。
我们按照现代软件开发企业的专业分工,根据前期调研结果,梳理出各个岗位的核心能力,并以此为基础优化组合专业技术类课程,形成对应中低端技术岗位、中高端技术岗位及管理岗位3个层次核心能力的模块组合,具体构建方案如图1所示。
(1)软件实现能力模块组合。面向程序员、测试员等中低端技术岗位,构建培养软件实现能力的模块组合,并按照如下4个类别划分模块。
基础语言类:面向过程程序设计模块、面向对象程序设计模块。
Web开发类:Web应用系统开发模块、JavaEE技术模块、Net技术模块、XML与Web2.0模块。
嵌入式开发类:嵌入式Linux C编程模块、嵌入式软件设计模块。
软件测试类:软件测试模块。
(2)软件分析设计能力模块组合。面向设计员、分析员中高端技术岗位,构建培养软件分析设计能力的模块,并按照如下两个类别划分模块。
基础类:软件工程、数据库原理与应用
拓展类:软件分析与设计、Oracle数据库、Web开发框架
(3)软件管理能力模块组合。面向项目经理、产品经理、质量经理等管理岗位,构建培养软件管理能力的模块,提供了项目管理、软件配置和软件质量保证等模块供学生选修。
4)优化整合硬件及网络类课程。
对非软件类课程进行合并与压缩,具体包括:①计算机组成原理与计算机体系结构压缩形成一个新模块——计算机组成与结构,压缩整合原有两门课程的教学内容,同时减少了总学时;②将Linux(也称网络操作系统)教学内容合并到操作系统中,理论讲授学时仍然保持与原操作系统课程一样,采用实践和自主学习方式完成Linux内容的教学。
5)引入行业最新技术及规范。
软件工程领域是最具活力、技术创新最多的领域之一,培养软件工程师必须紧密结合工业界的最新发展。通过广泛的企业调研,我们将行业领军企业认证课程的部分内容优化整合进专业教学中,从而提高学生的软件工程能力,使学生始终站在技术发展的最前沿,具体如表4所示。
6)发挥企业工程资源优势,实现校企优势互补。
为了增强学生职业素质,提升软件工程能力,本专业与合作企业密切联系,将邀请企业专家进校和派出学生进入企业两种方式相结合,按照“由浅入深、由单项到综合”的原则,根据各个学习阶段的具体内容,层层递进地实现能力的渐进培养。
(1)邀请企业专家上课。大一至大三,逐步邀请企业专家来校参与理论和实践教学,具体教学内容见表5。
(2)派出学生进入企业学习。到大四阶段,学校派学生到企业并进入项目组,学生通过面授、自学、项目实训相结合的方式开展学习。以文思科技为例,企业阶段学习内容及所需时间见表6。
4 结论
模块化课程改革避免了教学内容的重复,提高了教学效率;同时,新形成的模块化课程体系还具有以下特点。
1)突出专业特点,强化培养软件工程能力。
整合后的课程体系明确了教学重点为软件开发能力的培养,软件课程从原有的13门增加到20门,软件课程的学时比例从32%提高到49%。
2)突出实践训练,强化培养学生动手能力。
整合后的课程体系遵循学生认知规律,通过“从校外到校内,再从校内到校外”的方式对学生开展如下3个阶段的集中式实践训练。
(1)认知实习阶段。在大二与大三之间插入12周的认知实习,使学生初步了解社会、专业公司等社会组织的工作过程及和专业相关的实际知识,提高交流沟通能力,培养开拓创新能力和团队合作能力。
(2)校内工程实践阶段。引入双导师制,模拟企业开发场景,指导学生完成一个真实软件项目的开发,使学生了解与本专业相关的领域知识,掌握文献、信息、资料检索的一般方法,熟悉软件开发技术标准与规范,初步具备项目管理能力。
(3)企业项目实训阶段。学生进入企业,在工程师的指导下,在企业真实生产环境中开发软件系统。
3)引入行业发展的最新技术。
整合后的课程体系在5门专业技术课程中引入11项企业认证课程的内容。新技术的引入使得教学内容始终处于行业发展的前沿,有利于学生毕业后迅速进入工作状态,从事软件开发工作。
4)校企深度合作。
整合后的课程体系从3个层面加强了校企合作:
(1)与企业共同制订人才培养标准。与企业共同组建专业指导委员会,听取企业意见,引入最新行业标准与规范,制订符合行业需求的人才培养标准。
(2)课程内容引入行业发展最新技术。将行业最新技术融入到具体课程内容中,保证了教学内容的先进性。
(3)与企业合作开展3阶段集中实践教学,强化学生的动手能力和工程素养。
参考文献:
[1]袁暋,许强,王晓峰,等.基于应用型人才培养的模块化教学改革研究:借鉴德国FH成功经验[J].合肥学院学报:自然科学版,2011(4):56-60,65.
[2]檀明,张向东,许强,等.以能力为导向的软件工程专业应用型人才培养[J].计算机教育,2010(21):88-92.