新工科背景下软件工程课程教学改革的研究与实践

冶红 朱斌 刘卫江

摘要：基于新工科建设的思想，全面改革和建设软件工程课程的实践教学体系，优化课程教学内容，改进教学模式和方法，完善教学评价机制，培养学生的工程实践能力、综合素质和创新能力，为新技术与新产业发展培养新人才。

关键词：新工科;软件工程;教学改革;人才培养

中图分类号：G642 文献标识码：A

2017年教育部启动了“新工科”发展研究工作，继“复旦共识”，“天大行动”和“北京指南”后，新工科建设在我国高等教育界掀起了改革热潮。新工科背景下以提高人才培养质量为核心，如何开展软件工程课程的教学改革，如何保证软件工程课程教学的效果，对学生软件开发能力以及工程实践能力的提升有重要意义。

1课程教学现状与存在问题

“软件工程”是我校软件工程专业必修的一门专业基础课，也是计算机科学与技术和网络工程等相关专业的重要专业课，是所有软件类课程体系中的核心和主干课程。课程全面、系统地介绍软件工程的基本概念、原理、技术与方法，注重培养学生的软件素质和软件开发能力，为后续课程的学习和未来从事软件开发工作奠定良好的基础。

软件工程的主体知识分为10大知识领域，涉及内容多，综合性和实践性都很强，教学难度大。传统教学过程中主要存在以下问题：

1）对缺乏软件开发经验的本科生而言，抽象的理论知识使学生难以理解，觉得课程枯燥乏味，学习兴趣不高;

2）以课堂、教材和教师为中心，高度依赖于任课教师的专业水平和工程经验，限制了教学空间，信息化程度不高，成绩评价方式比较单一;

3）以知识为本位，注重知识的系统性与逻辑性，忽视了对学生工程能力和创造能力的培养，实践教学环节实战项目少，学生在解决实际工程问题方面的训练严重不足。

传统的教学内容和教学模式已落后于当前的理论和技术，无法满足新工科背景下现代软件工程人才的培养要求，必须重新审视软件工程课程教学的建设，寻求有效的解决方法。

2课程改革的目标与思路

为着力培养新工科背景下的高素质应用型创新人才，培养学生胜任软件开发中不同角色任务的能力，提高自身的工程实践能力、综合素质和创新能力，我校的软件工程课程改革以新工科建设思想为指导，从教学体系和内容的建设、教学模式和方法的建设以及考核评价机制的建设三个方面全面展开，并将能力培养的重要性贯穿于教学全过程。

1）教学体系和内容的建设。以需求为主线，以培养学生创新实践能力为目标，建立新工科建设思想下的贯穿人才培养全过程的课内外一体化的实践教学体系。优化调整理论课程的教学内容，建立以案例主导和项目驱动的优质教学资源库，实现边学边做的情景教学。

2）教学模式和方法的建设。改变传统的教学模式，从灌输课堂向研究型课堂转变，从封闭课堂向开放型课堂转变。建立线上与线下相结合的学习环境，通过网络平台为教学过程提供全方位的资源和支撑服务，优势互补。

3）考核评价机制的建设。设计科学、全面的课程考核体系和实践教学评价标准，对学生学习的全过程进行动态管理和考核。建立多元化考核办法，根据不同层次不同类型采取不同的考核方法。

3课程改革的方案与实施

3.1教学体系和内容的建设

实践教学是学校培养学生实践和科研能力等综合素质的重要环节，软件工程课程改革以市场需求为主线，以能力培养为依托，构建贯穿于人才培养全过程的课内、课外一体化的实践教学体系。

课内实践环节在案例主导教学和项目驱动教学的基础上，建立一个由阶段性实验到综合实训构成的渐进式实践教学体系，确保教学内容的系统性和连贯性，又能与后期的毕业设计无缝衔接。阶段性实验以案例主导教学，综合实训以项目驱动，学生对待开发的系统提出明确要求，在科学、规范的指导方法下进行软件的需求分析、设计、代码编写和测试，解决开发过程中遇到的各种实际问题，实践的结果包括一系列配套的软件文档、原型系统、演示视频和报告总结等。

同时，将课外实践融入整个教学体系中，通过社团俱乐部、教师科研团队、创新训练项目、学科竞赛和校企合作等模式，建立课内外联动的实践教学体系。鼓励并指导学生参加各类科研项目和形式多样的科技活动，有利于培养學生的创新意识和创新能力，开发学生的创造潜能。与国内、国际知名的软件企业合作，实现校企联合培养模式。为每个进入实践基地的学生配备企业导师，在企业导师的指导下参与实际工程项目，深入了解行业新技术，强化专业技能的同时，培养了学生解决工程问题的实践能力。

3.2教学模式和方法的建设

落实以学生为中心的理念，创新教育方式与手段，实现时间和空间上的开放。时间上从课内向课外延伸，空间上从教室向网络和实验室拓展。采用线上线下相结合的混合式教学模式，开展以学生为主导的“翻转课堂”教学。

教师结合教学大纲和行业发展需要制作优质的课程资源，主要包括教学日历、学习指导大纲、教学课件、课程视频、重点难点分析、习题汇编和案例资料等，将这些资源上传至课程学习平台。学生在平台中提取资源并充分了解相关课程背景，包括什么是软件工程，为什么需要软件工程，软件工程涉及哪些方面的内容，理解软件工程的基本概念和工程化的思想，从而在课堂上能够更有针对性地深入扩展、学习和重点答疑。教师定期对课程的疑难问题进行分类、整理和归纳，发布作业并组织网上讨论，监控学生的学习进度和作业完成情况，并提供个性化的教学辅导和答疑，也可以通过课程平台进行教学评价，获取学生对教学环节的反馈，对教学活动进行监控。

课堂授课从传统的填鸭式教学转变为以学生为主导的互动式教学，激发了学生的学习兴趣，也解决了原有学时不够、重点不突出、课堂时间难以使学生掌握内容要点等问题。突破传统课堂的地域限制，引导学生使用雨课堂、MOOC等网络平台，建立开放的实验教学环境，逐步向学生开放软件工程基础实验室、软件工程综合实验室、软件测试实验室和各级校企联合实验室，为学生提供优质的创新平台和条件。

3.3考核评价机制的建设

构建完善的质量考核标准，从专业知识、能力和素质三个方面对学生进行全面综合地评价。专业知识方面主要考核学生是否已经掌握了软件工程课程所涵盖的基本知识点;能力方面主要考核学生分析和解决实际工程问题的能力和团队协作能力等方面;素质方面主要考核学生的职业素养。

根据课程教学的特点，建立多元化、科学化和人性化的考核办法，根据不同层次、不同类型采取多种考核方法。考核活动贯穿于教学活动全程。基础类主要考查学生对基本知识的理解能力，可以通过作业、讨论和测试等方式考核;设计类主要考核项目实践能力，可以通过课程设计、展示和报告等形式进行考核，考核过程中充分体现对不同工程角色的支持，明确角色的分工、协作;研究类主要考核学生的创新能力，可以通过课程论文、学科竞赛和创新大赛成果等形式提交。最终，多方面考核结果按权重加权组合计算出学生的总成绩。

4结束语

软件工程课程改革以新工科建设为指导，全面改革和建设软件工程课程的教学体系和内容，改进和完善了教学模式和教学评价机制，实现“知识+能力+素养”的软件工程人才培养模式，使学生在专业知识、工程能力和创新能力得以全面均衡地发展。课程改革的研究和实践自我校2017级软件工程专业学生开始逐步实施，并推广到计算机科学与技术、网络工程、信息与计算科学以及日语（软件工程强化）等相关专业中，每学年至少360名左右学生通过本课程的学习受益。