培养应用型软件人才的工程化实践教学体系探索

游明英 彭 军 杨治明

摘要:本文针对目前高校计算机软件人才培养缺少对学生工程能力和职业素质训练的现状,提出了工程化实践教学的重要性,并详细阐述了培养应用型软件人才的工程化实践教学体系以及实现该实践教学体系的保障措施。

关键词:软件人才;工程化实践;实践教学体系

中图分类号: G642 文献标识码:B

1引言

随着我国软件产业的迅速发展,企业对软件人才的需求日趋增大,尽管国内高校软件人才的培养数量日益攀升,但高、低端软件人才的匮乏却严重阻碍着我国IT企业的发展,其主要原因是国内计算机软件相关专业的教学基本上仍采用传统的理工科人才培养模式,缺少对学生工程能力和职业素质的训练,缺乏进行这些训练所需的教学环境,所以,培养出的学生与产业界的需求脱节,难以快速融入现代IT企业的运作中。

作为应用型本科院校,在应用型人才培养中,必须重视实践教学,并将实践教学作为一种基本的教学手段贯穿于整个人才培养的全过程,同时,必须以市场需求为导向,积极开展校企合作,实行工程化培养模式,积极引入本专业实际岗位的技术开发、工程实践等实例,以项目实践促进学生深入掌握岗位工作流程与技术的本领,进而形成一个融基础理论、实验教学、工程实践为一体的整体化培养机制,让学生的基础知识、科学素养、专业知识、创新能力(理论应用)、工程能力和职业素质得到全面均衡的发展。

本文针对我校应用型本科软件人才工程化实践教学体系的构建进行一系列的探索。

2工程化实践教学的重要性

目前,高等院校培养的大量计算机专业毕业生分配困难,而企业急需的人才却难于觅求,其主要原因是目前高校毕业的计算机专业学生,普遍缺乏与职业对口的工程实践能力、很难在短时间内融入到企业的开发团队中去,在学校学习的知识不能用来解决实际的技术问题。

由此,我们必须建立新的教学理念,即树立工程化能力培养与基础理论教学、专业能力培养并重的教学理念,把工程化教学作为人才培养的核心任务之一,通过全面改革软件工程专业的人才培养模式,调整课程体系,充实教学内容,改进教学方法,建立工程化实践教学体系,在教学过程中全面体现工程化能力和职业素质培养的思路,进而形成了一个融基础理论、实验教学、工程实践为一体的整体化培养机制,让学生各方面的能力都得到均衡的发展,以适应现代软件产业的需求。

3工程化实践教学体系的构成

3.1开设设计性和综合性实验

在传统的教学中,尽管每一门课程都设计了相应的课内实验,但这种实验主要是验证性的,这种实践教学对学生的要求不高,学生在实验过程中只能获得一些感性认识,在实践教学中处于较低的层次。

我校在计算机专业学生培养中率先开设了综合性和设计性实验。综合性实验的实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识,开设综合性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练,培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力。设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。开设设计性实验的目的在于激发学生学习的主动性和创新意识,培养学生独立思考、综合运用知识和文献、提出问题和解决复杂问题的能力。

目前,我校计算机专业在“面向对象的程序设计语言”、“数据结构与算法”、“数据库原理”、“Java语

言编程技术”、“Web应用程序设计”等十多门课程中都开设了设计性和综合性实验,开设的实验项目包括编写“在Windows XP下的DOS终端的鼠标器操作程序”、“Zip压缩与解压缩软件”、“断点续传软件”、“五子棋游戏软件”等,通过这些综合性、设计性实验练习,培养学生应用创新能力和工程能力。

3.2整合课程设计,形成四门综合性课程设计

在前几年的专业培养方案中,我们差不多为每门课程都开设了1～2周的课程设计,实验证明,这样的效果并不理想,为此,针对工程化软件人才应具备的个人开发能力、团队开发能力、系统研发能力和设备应用能力,我们设立了四门特色化的工程化综合课程设计。

3.2.1 程序设计综合课程设计

该课程设计开设在“C语言程序设计”、“面向对象的程序设计”、“数据结构与算法”三门课程之后。程序设计综合课程设计的目标是培养学生的个人级工程项目开发能力,提高学生在个人软件过程、编程风格、编程技巧、算法理解、基础知识掌握和应用等多方面的素质。

设计以指导学生进行独立的工程项目开发为主要形式。

设计要求学生用两周的时间,根据个人软件过程的要求独立完成一个较大规模的项目。教师事先给出多个规模适中的项目供学生选择,也允许学生自选项目。

教师要求学生对项目进行详细计划,按个人进度管理时间,对项目大小、缺陷率、项目质量进行全面的度量,并结合最后设计成果和答辩情况,评定课程成绩。

3.2.2信息系统综合课程设计

该课程开设在“数据库原理”、“Web应用程序设计”、“信息管理系统”等课程之后。

软件工程实践课程的设计目标是培养学生的信息管理系统项目开发能力,让学生使用最新的软件开发工具获得较真实的信息系统软件开发经验,提高学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面的能力,培养积极向上的合作精神。

课程的主要形式是建立开发小组,每个团队由4～5名学生组成,强调协作和分工,完成教师给出的项目。

项目开发分为四个阶段:(1)可行性分析与需求分析:各团队编写相关文档,并进行公开答辩;(2) 系统总体设计或数据库设计:各小组将进行系统整体设计和数据库概念设计、逻辑设计(将E-R图转化为数据模型)、物理设计(结构和数据物理组织设计)等,并进行公开答辩;(3)实现阶段:各小组编写代码,并进行单元测试;(4)再实现及测试阶段:教师给出下一步的项目需求,学生在选择的代码基础上增加新的功能,以模拟真实项目中的需求变更。

课程考核方式为:文档评审占30%;设计成果评审占30%;答辩占40%,采取团队评分制。

3.2.3软件工程综合课程设计

该课程开设在“程序设计语言”、“数据库原理”、“软件工程”、“软件测试”等课程之后。

软件工程综合课程设计的目标是培养学生按照软件工程标准来进行软件工程项目开发的能力,提高学生在可行性论证、需求调查与分析、计划制订、项目实施,以及报告和陈述、交流和沟通等多方面的素养。

课程要求三至五名学生组织一个团队,包括分析员、测试员、管理员和其他角色,从需求调查开始,完成教师提出的一个中等规模的工程项目。项目开发分为四个阶段:(1)需求调查与分析建模;(2)系统设计;(3)软件测试;(4)项目实施。以上四个阶段均要求学生团队进行项目交换和角色调整,最终每个项目均应产生由四个团队分别完成的系列系统文档及可运行的程序。各团队编写软件开发计划、需求分析、软件开发、软件测试、UML建模等文档资料。课程采用团队评分制,评分依据是所要求的文档是否齐全及其质量,UML模型,软件功能、界面和质量,是否按时完成以及团队答辩情况等。

3.2.4网络平台课程设计

该课程开设在“计算机网络”、“网络系统集成”、“Web应用程序设计”等课程之后。

网络平台课程设计的目标是培养学生的设备应用能力,让学生在完全符合实际应用现状的设备环境中进行配置,保证学生所学的内容与当前主流技术发展相接轨。

课程面向实际应用,其主要形式是指导学生配置、调试服务器、交换机、路由器和桌面计算机及其重要的系统软件。

课程主要内容包括配置路由器和交换机、设计并实施包含局域网与广域网的多协议复杂网络,以及配置桌面系统、网络服务和服务器等。

课程考核方式为多人分组实验,由教师给出详细功能要求,各组根据指标设计网络方案,写出课程设计报告,并在实验室中将之实施。

3.3企业实习与毕业设计阶段

毕业实习和毕业设计是本科实践教学的最后一个环节,也是最具有综合性和主动性的实践环节。通过毕业设计和毕业实习,学生可以综合运用所学知识和技能,解决科研和生产中的实际问题,因而说毕业设计是学生走向社会前的一次大演习、大练兵。为了实现与企业之间的无缝链接,强化学生工程实践能力,可采用学生自行联系毕业设计单位、学校联系设计单位进行项目开发的多种方式,为此,我们选择了重庆金算盘软件有公司、重庆匠石科技有限公司等十多家IT企业设立实习基地,并在IT企业中聘请软件开发工程师作为毕业设计与毕业实习校外指导教师,第8学期开学就将学生送到实习基地。对于自己能联系毕业设计单位的学生,或已经签订就业协议的学生,确定校外指导老师,并办理相关手续后,可离开学校进行毕业设计,但校内指导教师与企业指导教师要保持定期联系,及时了解和掌握第一线的情况,针对学生个人制定合理的培养计划并加以实施。这样,通过一学期的毕业实习与设计,学生能将所学理论知识运用到实际项目中,大大提高学生从事企业级项目的开发能力,也能锻炼学生团结协作能力,使学生通过真实的企业氛围和开发环境,以项目实践促进学生深入掌握岗位工作流程与技术本领。

4工程化实践教学体系的保障措施

4.1以工程化培养的理念指导教学实验室建设

坚持以工程化培养理念为指导,以系统软件、CASE工具、开发工具为核心,以网络、服务器、桌面系统为平台,组建与业界同步的工程化综合实验环境,目前,我们已按此理念建立了程序设计语言和软件工程实验室,这些实验室的建设为工程实践教学提供强有力的基础设施支持。

4.2培养和提高教师的工程实践能力,增强工程实践教学的育人效果

在实施实践教学中,提高指导教师的工程实践能力是迫切需要解决的一个大问题,在培养与提高教师的工程实践能力方面,主要采取以下措施:重视实践教师队伍的充实,一方面注意聘请具有实践经验的IT企业的技术人员来校讲课或作为实践指导教师,充实“双师型”教师队伍;另一方面,对新引进的青年教师进行实践教学方面的培训,选派优秀的青年教师到企业中去接受锻炼,去学习企业中一些应用性强的新技术,了解企业对毕业生知识、能力和素质的确切要求。目前我们每年都派出1-2名教师到企业接受锻炼。

4.3加强实践教学内容,增强人才培养的工程适应性

综合性设计和毕业设计题目要求具有工程性、技术性、实用性、相对完整性。所谓工程性是要求项目必须为有适当规模的工程性研发项目;技术性是要求项目在技术性上能反映当前软件技术应用的技术发展水平;实用性是要求成果必须有明显的实际应用背景,是可运行或实施的系统;相对完整性是要求对于合作项目,学生本人的贡献必须具有相对完整性。

鼓励专业教师主动与企业接触,寻找具有实际应用价值的研究开发项目,企业给经费的项目做,不给经费只提需求的项目也可以做。通过这种方式能够将企业的真实需求引入到高校的毕业设计中。

4.4加强实践教学环节的规范化管理,认真组织落实相关制度

在实践教学实施过程中,以培养学生的独立工作能力和实际动手能力为主,首先在制度上进行规范化管理,制定具有可操作性的实验、课程设计、实习管理规定,明确其教学大纲、计划书和任务书。各实践环节,学生既需要完成软件的设计、开发,又需要提交设计说明书,并参与公开答辩。

5结束语

自2005年来,我们积极探索和实践,构建了适合自身发展的一条计算机应用型软件人才的工程化实教学体系,该体系的实施伴随着我校计算机专业2005级学生90%以上就业工作的落实,该探索已取得了初步效果。但应用型人才的培养是一个系统工程,要全面实现我们的培养目标,还任重道远。我们进一步改革的设想是全方位的实施“3+1”培养模式,将企业大规模实践引入到教学中。

参考文献:

[1] 韩利凯,雷伟军,毛艳,等.应用型本科院校计算机人才培养与计算机教育教学实践[J].计算机教育,2007(2):78-80.

[2] 毛国君,方娟,易小琳,等. 工程类应用型人才培养探索与实践[J]. 中国大学教学,2008(9):43-45.