軟件工程專業(yè)實踐能力培養(yǎng)體系實踐

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摘要：分析“新工科”建設(shè)內(nèi)涵，研究軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)的能力要求，構(gòu)建新工科背景下軟件工程專業(yè)實踐能力培養(yǎng)體系，結(jié)合天津科技大學的實際情況，闡述近幾年的實踐及取得的成效，為探索地方院?！靶鹿た啤北尘败浖こ虒I(yè)人才培養(yǎng)模式改革進行有益嘗試。

關(guān)鍵詞：新工科；軟件工程；實踐能力培養(yǎng)；產(chǎn)教融合；協(xié)同育人

1背景

2008年美國金融危機爆發(fā)后，奧巴馬政府為了應對美國制造業(yè)危機提出“再工業(yè)化”口號；2011年漢諾威博覽會首次提出了“工業(yè)4.0”概念，兩年后德國將其納入國家戰(zhàn)略。自此，世界正經(jīng)歷從“信息化”到“智能化”的第4次工業(yè)革命時代。為了應對第4次工業(yè)革命，我國于2015年提出了“中國制造2025”國家戰(zhàn)略，這是我國實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領(lǐng)。為了響應“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略，教育部在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱卓越計劃）已取得的工程教育改革成果的基礎(chǔ)上推進“卓越計劃”的升級版，即“新工科”建設(shè)[1]。新工科要求調(diào)整和轉(zhuǎn)變學科專業(yè)建設(shè)思路，從適應產(chǎn)業(yè)需要轉(zhuǎn)向滿足產(chǎn)業(yè)需要和引領(lǐng)未來發(fā)展并重，拓展和提升工程教育改革內(nèi)涵，將工程教育改革拓展到多學科交叉領(lǐng)域、提升到國家戰(zhàn)略和未來發(fā)展的高度，按照這種新的學科專業(yè)建設(shè)思路和新的工程教育改革內(nèi)涵，繼續(xù)深入實施“卓越計劃”?！靶鹿た啤备拍钜唤?jīng)提出得到教育界積極響應，經(jīng)過“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，全國范圍內(nèi)掀起新工科建設(shè)的熱潮。

2問題和需求

“新工科”既指建立新的工科專業(yè)，也包括對傳統(tǒng)工科提出新的要求[2]。張海生認為“新工科”強調(diào)跨行業(yè)性或跨領(lǐng)域性，強調(diào)知識的轉(zhuǎn)化能力、應用能力和實踐能力，采用新型工程教育理念，即“大工程觀”[3]。林健認為“新工科”包括“新興、新型、新生”三個方面，“新興”是指全新出現(xiàn)的新學科；“新型”是指對現(xiàn)有傳統(tǒng)學科的轉(zhuǎn)型、改造和升級；“新生”指由不同學科交叉融合而產(chǎn)生出來的新學科，因此“新工科”具有引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等特征[4]。李華等人[5]認為“新工科”具有新理念、新模式、新技術(shù)幾個特征，新理念是在落實立德樹人根本任務(wù)的基礎(chǔ)上，加強解決工程問題的能力；新模式是指課程體系與實踐教學體系緊密結(jié)合；新技術(shù)強調(diào)產(chǎn)教融合，以解決學校脫節(jié)問題。天津大學原校長、教育部副部長鐘登華認為“新工科”要以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來具有戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開放式特征的多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[6]。概括起來，“新工科”是為了適應“中國制造2025”國家戰(zhàn)略，圍繞如何培養(yǎng)具有開闊視野、較強的創(chuàng)新精神和解決復雜工程問題能力的復合型工科專業(yè)人才而實施的高等教育改革有益的探索。軟件工程是一門應用型專業(yè)，主要培養(yǎng)能夠勝任相關(guān)領(lǐng)域的軟件工程技術(shù)研究、設(shè)計、開發(fā)、管理和服務(wù)等工作的應用型人才。因此，實踐能力強和創(chuàng)新能力強是“新工科”建設(shè)對軟件工程專業(yè)人才的要求[7]，另外由于培養(yǎng)的畢業(yè)生需從事不同專業(yè)領(lǐng)域的信息化建設(shè)，因此應該具有較開闊的視野，即注重學科間交叉。創(chuàng)新來源于實踐，因此實踐能力培養(yǎng)是軟件工程專業(yè)新工科建設(shè)的重中之重。

3實踐能力培養(yǎng)體系建設(shè)思路與措施

3.1建設(shè)思路

為了滿足“新工科”對軟件工程專業(yè)人才的能力要求，軟件工程專業(yè)畢業(yè)生應該具備的實踐能力包括3個層次，分別是基本工程實踐能力、解決復雜工程問題的能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，如圖1所示?；竟こ虒嵺`能力確保畢業(yè)生具備較強的編程能力和較強的軟件工程項目實施能力，屬于專業(yè)基礎(chǔ)能力；解決復雜工程問題的能力要求畢業(yè)生在基本工程實踐能力之上能夠完成復雜工程問題的軟件工程項目實施，由于軟件項目開發(fā)需要掌握一定的應用領(lǐng)域知識，要求學生具備較為廣闊的學術(shù)視野；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是更高層次的能力要求，要求學生具有較強的創(chuàng)業(yè)意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。為了完成上述層層遞進的實踐能力培養(yǎng)，經(jīng)過不斷探索，我們構(gòu)建了一個可稱之為“一二三”實踐教學體系：一個體系：四階遞進式實踐教學體系；二個協(xié)同：校內(nèi)校外協(xié)同、課內(nèi)課外協(xié)同；三個載體：現(xiàn)代學徒模式、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、學科競賽。

3.2四階遞進式實踐教學體系培養(yǎng)基本工程實踐能力

四階遞進式實踐教學體系是指基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計4個不同層階的實踐教學體系?；A(chǔ)實驗和綜合實驗是課程實踐教學內(nèi)容，如編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理等課程中針對每個知識點的基礎(chǔ)性實驗，同時要求每門課中必須設(shè)置一定比例的綜合實驗，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。課程設(shè)計是根據(jù)軟件工程專業(yè)特點設(shè)置的幾門重要課程的集中實踐教學，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、軟件工程、軟件測試等課程設(shè)計，課程設(shè)計中項目采取企業(yè)項目組形式，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作、交流等能力。第七學期是集中畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計，要求每名學生圍繞一個實際工程項目完成軟件工程全生命周期的項目實施。通過這4個層階的實踐教學，使得學生掌握從編程到項目實施的完整能力，具備一定的工程實踐能力。

3.3“產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”培養(yǎng)解決復雜工程問題能力

高校教育與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀存在一定的距離，內(nèi)容相對陳舊；另外，教學內(nèi)容相對獨立，學生難以適應社會對人才的需求。“產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”是企業(yè)與高校深度合作，在高校教學過程中引入企業(yè)資源共同完成教學計劃，實現(xiàn)學校、企業(yè)、學生三方共贏的一種辦學模式。在廣泛開展“產(chǎn)教融合”過程中引入企業(yè)資源，用實際項目對學生開展培養(yǎng)是提高學生解決復雜工程問題能力的重要途徑。我們深化產(chǎn)教融合，主持承擔31項教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，初步構(gòu)建了“產(chǎn)教深度融合、校企協(xié)同育人”的人才培養(yǎng)機制，引入企業(yè)資源協(xié)同培育軟件工程人才，主要方法包括以下幾個方面。（1）校內(nèi)校外協(xié)同。校內(nèi)舉辦多種形式的創(chuàng)新人才實驗班。我們創(chuàng)辦北京曉通網(wǎng)絡(luò)工程實驗班、渣打銀行金融IT實驗班、佰邦達軟件實驗班、天津市卓越軟件工程師實驗班。校外建立校外實踐基地，在天津、北京等校企合作單位建立了20多個校外實踐基地，高年級學生送到校外實踐基地開展實習和畢業(yè)設(shè)計等。（2）課內(nèi)課外協(xié)同。課內(nèi)引入企業(yè)資源共建實踐課程，引入中軟國際等知名企業(yè)優(yōu)秀軟件工程師以實際企業(yè)項目進校完成專業(yè)課程設(shè)計等實踐課教學。課外鼓勵企業(yè)在校內(nèi)舉辦興趣班，引入中軟國際、甲骨文、百度等企業(yè)利用創(chuàng)新實驗室開放多種興趣班，利用課外時間指導學生進行項目實踐。

3.4“產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”培養(yǎng)解決復雜工程問題能力

為了提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，建立校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練基地，包括校級“互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新實驗室”和校級“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地”，基地總面積為400平方米。在校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練基地內(nèi)利用3個載體開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。

3.4.1現(xiàn)代學徒模式借助學校全員導師制，構(gòu)建現(xiàn)代學徒模式。每級學生入學后，為6~8名學生配備一名專業(yè)教師作為專業(yè)導師，要求導師從一年級入學開始直到畢業(yè)對其名下學生進行全過程指導，導師以自己的科研項目、學科競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、校級實驗室開放基金項目開展訓練，形成現(xiàn)代學徒模式。

3.4.2學科競賽學科競賽是超出課堂教學的一種特殊考試，要求學生學量課本外的知識，對培養(yǎng)學生綜合思維能力、快速的問題分析能力、知識的綜合運用能力以及抗壓能力的一種有效手段，因此“以賽代練”可以有效提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。首先，以“互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新實驗室”和校級“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地”為平臺，作為導師制的一種補充組建成立了“大學生精英學社”，在學生中形成了高年級帶低年級的循環(huán)指導模式，通過精英學社在不同專業(yè)間組成不同團隊參加各類學科競賽，根據(jù)專業(yè)教師的特長分別指導相應的競賽團隊。其次，積極承辦學科競賽。這些年一直承辦華北五?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）及港澳臺大學生計算機應用大賽和藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽，為專業(yè)學生參賽提供有利條件。

3.4.3創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練首先，在第二課堂中安排創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，同時邀請校外或企業(yè)導師進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)輔導；其次，積極組織學生申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃（簡稱大創(chuàng)）申報，對參與大創(chuàng)指導的教師在聘任制考核等多方面進行鼓勵，對獲得大創(chuàng)項目的學生進行學分轉(zhuǎn)換等；最后，借助天津市GENSBOX璣瑛青年創(chuàng)新公社這個平臺，引入創(chuàng)業(yè)導師指導部分大學生進行創(chuàng)業(yè)訓練，從成立注冊公司到公司運營等進行全范圍指導，部分學生注冊的公司承接實際項目，并用這些項目帶動校內(nèi)學生參加。

4實踐效果

通過這幾年的嘗試取得了較好的成效。2014年天津市高等學校本科專業(yè)評價中，本校軟件工程專業(yè)在所有高校軟件工程專業(yè)中位居第3名；2017年軟件工程專業(yè)獲批為天津市高等學校優(yōu)勢特色專業(yè)。另外，近3年來本專業(yè)學生在各類學科競賽中獲得省部級以上獎項113項。學生就業(yè)率和高質(zhì)量就業(yè)率一直位居學校前3名，許多畢業(yè)生就職于渣打銀行、中軟國際、百度等高科技企業(yè)，并以“工程實踐能力和創(chuàng)新能力突出、社會責任感強”深受用人單位和社會好評，軟件工程專業(yè)得到同行和社會的高度認可。

5結(jié)語

經(jīng)過幾年的不斷探索，軟件工程專業(yè)已經(jīng)形成自己的特色，不僅為學生提供了較好的學習氛圍和學習條件，提高了學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，軟件工程專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量得到用人單位、畢業(yè)生和社會的高度認可。今后，我們將繼續(xù)深化校企合作，不斷探索“新工科”背景下軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，為培養(yǎng)具有軟件工程創(chuàng)新型應用人才做出更大努力。

參考文獻:

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作者：張賢坤 蘇靜 王怡 單位：天津科技大學