軟件工程專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系實(shí)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(shí)踐能力培養(yǎng)體系，結(jié)合天津科技大學(xué)的實(shí)際情況，闡述近幾年的實(shí)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(jìn)行有益嘗試。

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

1背景

2008年美國(guó)金融危機(jī)爆發(fā)后，奧巴馬政府為了應(yīng)對(duì)美國(guó)制造業(yè)危機(jī)提出“再工業(yè)化”口號(hào)；2011年漢諾威博覽會(huì)首次提出了“工業(yè)4.0”概念，兩年后德國(guó)將其納入國(guó)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(shí)代。為了應(yīng)對(duì)第4次工業(yè)革命，我國(guó)于2015年提出了“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略，這是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)。為了響應(yīng)“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略，教育部在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱卓越計(jì)劃）已取得的工程教育改革成果的基礎(chǔ)上推進(jìn)“卓越計(jì)劃”的升級(jí)版，即“新工科”建設(shè)[1]。新工科要求調(diào)整和轉(zhuǎn)變學(xué)科專業(yè)建設(shè)思路，從適應(yīng)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(xué)科交叉領(lǐng)域、提升到國(guó)家戰(zhàn)略和未來發(fā)展的高度，按照這種新的學(xué)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(shí)施“卓越計(jì)劃”?！靶鹿た啤备拍钜唤?jīng)提出得到教育界積極響應(yīng)，經(jīng)過“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，全國(guó)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(duì)傳統(tǒng)工科提出新的要求[2]。張海生認(rèn)為“新工科”強(qiáng)調(diào)跨行業(yè)性或跨領(lǐng)域性，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的轉(zhuǎn)化能力、應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，采用新型工程教育理念，即“大工程觀”[3]。林健認(rèn)為“新工科”包括“新興、新型、新生”三個(gè)方面，“新興”是指全新出現(xiàn)的新學(xué)科；“新型”是指對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)學(xué)科的轉(zhuǎn)型、改造和升級(jí)；“新生”指由不同學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生出來的新學(xué)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(rèn)為“新工科”具有新理念、新模式、新技術(shù)幾個(gè)特征，新理念是在落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)解決工程問題的能力；新模式是指課程體系與實(shí)踐教學(xué)體系緊密結(jié)合；新技術(shù)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)教融合，以解決學(xué)校脫節(jié)問題。天津大學(xué)原校長(zhǎng)、教育部副部長(zhǎng)鐘登華認(rèn)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(yīng)“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略，圍繞如何培養(yǎng)具有開闊視野、較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和解決復(fù)雜工程問題能力的復(fù)合型工科專業(yè)人才而實(shí)施的高等教育改革有益的探索。軟件工程是一門應(yīng)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(jì)、開發(fā)、管理和服務(wù)等工作的應(yīng)用型人才。因此，實(shí)踐能力強(qiáng)和創(chuàng)新能力強(qiáng)是“新工科”建設(shè)對(duì)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(yīng)該具有較開闊的視野，即注重學(xué)科間交叉。創(chuàng)新來源于實(shí)踐，因此實(shí)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(shí)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(duì)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(yīng)該具備的實(shí)踐能力包括3個(gè)層次，分別是基本工程實(shí)踐能力、解決復(fù)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?shí)踐能力確保畢業(yè)生具備較強(qiáng)的編程能力和較強(qiáng)的軟件工程項(xiàng)目實(shí)施能力，屬于專業(yè)基礎(chǔ)能力；解決復(fù)雜工程問題的能力要求畢業(yè)生在基本工程實(shí)踐能力之上能夠完成復(fù)雜工程問題的軟件工程項(xiàng)目實(shí)施，由于軟件項(xiàng)目開發(fā)需要掌握一定的應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)，要求學(xué)生具備較為廣闊的學(xué)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(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)意識(shí)、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(jìn)的實(shí)踐能力培養(yǎng)，經(jīng)過不斷探索，我們構(gòu)建了一個(gè)可稱之為“一二三”實(shí)踐教學(xué)體系：一個(gè)體系：四階遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系；二個(gè)協(xié)同：校內(nèi)校外協(xié)同、課內(nèi)課外協(xié)同；三個(gè)載體：現(xiàn)代學(xué)徒模式、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽。

3.2四階遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系培養(yǎng)基本工程實(shí)踐能力

四階遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系是指基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)4個(gè)不同層階的實(shí)踐教學(xué)體系?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)是課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，如編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析與設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理等課程中針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)要求每門課中必須設(shè)置一定比例的綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)是根據(jù)軟件工程專業(yè)特點(diǎn)設(shè)置的幾門重要課程的集中實(shí)踐教學(xué)，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析、軟件工程、軟件測(cè)試等課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)中項(xiàng)目采取企業(yè)項(xiàng)目組形式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流等能力。第七學(xué)期是集中畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求每名學(xué)生圍繞一個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目完成軟件工程全生命周期的項(xiàng)目實(shí)施。通過這4個(gè)層階的實(shí)踐教學(xué)，使得學(xué)生掌握從編程到項(xiàng)目實(shí)施的完整能力，具備一定的工程實(shí)踐能力。

3.3“產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”培養(yǎng)解決復(fù)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(duì)陳舊；另外，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，學(xué)生難以適應(yīng)社會(huì)對(duì)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(xué)過程中引入企業(yè)資源共同完成教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方共贏的一種辦學(xué)模式。在廣泛開展“產(chǎn)教融合”過程中引入企業(yè)資源，用實(shí)際項(xiàng)目對(duì)學(xué)生開展培養(yǎng)是提高學(xué)生解決復(fù)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(dān)31項(xiàng)教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)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(jī)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(gè)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(shí)驗(yàn)班。我們創(chuàng)辦北京曉通網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)班、渣打銀行金融IT實(shí)驗(yàn)班、佰邦達(dá)軟件實(shí)驗(yàn)班、天津市卓越軟件工程師實(shí)驗(yàn)班。校外建立校外實(shí)踐基地，在天津、北京等校企合作單位建立了20多個(gè)校外實(shí)踐基地，高年級(jí)學(xué)生送到校外實(shí)踐基地開展實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。（2）課內(nèi)課外協(xié)同。課內(nèi)引入企業(yè)資源共建實(shí)踐課程，引入中軟國(guó)際等知名企業(yè)優(yōu)秀軟件工程師以實(shí)際企業(yè)項(xiàng)目進(jìn)校完成專業(yè)課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課教學(xué)。課外鼓勵(lì)企業(yè)在校內(nèi)舉辦興趣班，引入中軟國(guó)際、甲骨文、百度等企業(yè)利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開放多種興趣班，利用課外時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。

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

為了提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，建立校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練基地，包括校級(jí)“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”和校級(jí)“大學(xué)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(xùn)練基地內(nèi)利用3個(gè)載體開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。

3.4.1現(xiàn)代學(xué)徒模式借助學(xué)校全員導(dǎo)師制，構(gòu)建現(xiàn)代學(xué)徒模式。每級(jí)學(xué)生入學(xué)后，為6~8名學(xué)生配備一名專業(yè)教師作為專業(yè)導(dǎo)師，要求導(dǎo)師從一年級(jí)入學(xué)開始直到畢業(yè)對(duì)其名下學(xué)生進(jìn)行全過程指導(dǎo)，導(dǎo)師以自己的科研項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、校級(jí)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目開展訓(xùn)練，形成現(xiàn)代學(xué)徒模式。

3.4.2學(xué)科競(jìng)賽學(xué)科競(jìng)賽是超出課堂教學(xué)的一種特殊考試，要求學(xué)生學(xué)量課本外的知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力、快速的問題分析能力、知識(shí)的綜合運(yùn)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(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。首先，以“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”和校級(jí)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地”為平臺(tái)，作為導(dǎo)師制的一種補(bǔ)充組建成立了“大學(xué)生精英學(xué)社”，在學(xué)生中形成了高年級(jí)帶低年級(jí)的循環(huán)指導(dǎo)模式，通過精英學(xué)社在不同專業(yè)間組成不同團(tuán)隊(duì)參加各類學(xué)科競(jìng)賽，根據(jù)專業(yè)教師的特長(zhǎng)分別指導(dǎo)相應(yīng)的競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)。其次，積極承辦學(xué)科競(jìng)賽。這些年一直承辦華北五省（市、自治區(qū)）及港澳臺(tái)大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽和藍(lán)橋杯全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽，為專業(yè)學(xué)生參賽提供有利條件。

3.4.3創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練首先，在第二課堂中安排創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，同時(shí)邀請(qǐng)校外或企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)輔導(dǎo)；其次，積極組織學(xué)生申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（簡(jiǎn)稱大創(chuàng)）申報(bào)，對(duì)參與大創(chuàng)指導(dǎo)的教師在聘任制考核等多方面進(jìn)行鼓勵(lì)，對(duì)獲得大創(chuàng)項(xiàng)目的學(xué)生進(jìn)行學(xué)分轉(zhuǎn)換等；最后，借助天津市GENSBOX璣瑛青年創(chuàng)新公社這個(gè)平臺(tái)，引入創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)部分大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，從成立注冊(cè)公司到公司運(yùn)營(yíng)等進(jìn)行全范圍指導(dǎo)，部分學(xué)生注冊(cè)的公司承接實(shí)際項(xiàng)目，并用這些項(xiàng)目帶動(dòng)校內(nèi)學(xué)生參加。

4實(shí)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(xué)校本科專業(yè)評(píng)價(jià)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(xué)校優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)。另外，近3年來本專業(yè)學(xué)生在各類學(xué)科競(jìng)賽中獲得省部級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)113項(xiàng)。學(xué)生就業(yè)率和高質(zhì)量就業(yè)率一直位居學(xué)校前3名，許多畢業(yè)生就職于渣打銀行、中軟國(guó)際、百度等高科技企業(yè)，并以“工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力突出、社會(huì)責(zé)任感強(qiáng)”深受用人單位和社會(huì)好評(píng)，軟件工程專業(yè)得到同行和社會(huì)的高度認(rèn)可。

5結(jié)語(yǔ)

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(xué)生提供了較好的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)條件，提高了學(xué)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(huì)的高度認(rèn)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(yīng)用人才做出更大努力。

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作者：張賢坤 蘇靜 王怡 單位：天津科技大學(xué)