面向卓越计划的软件—V程专业课程实践教学模式探索

陆鑫　胡旺　张宁

摘要：面向卓越工程师人才培养是当前国内高等工程教育改革的一项重要举措。文章针对卓越工程师人才培养要求，提出一种融合能力目标导向、项目案例驱动、核心技能专训、工程能力实践、多层次实践贯穿的课程实践教学模式。该模式借鉴CDIO工程教育理念思想，突出专业课程实践教学体系的一体化设计、分层次实施、工程案例结合，注重学生的卓越工程师核心潜质能力培养，同时结合数据库课程教学给出软件工程专业培养卓越工程师人才数据库专业能力的具体实施方案。

关键词：卓越工程师；核心潜质能力；课程实践；教学模式

0、引言

近几年来，中国高等教育快速发展，高校规模现已超越美国，成为世界第一的教育大国。然而，国内高校毕业生在专业能力、工程经验、创新意识、人文素养、国际化视野等方面与世界教育强国的高校毕业生相比，竞争力较弱。这与当前中国成为世界经济市场中心，亟需大量优秀工程型人才的需求不相适应。

为此，教育部在2010年启动“卓越工程师教育培养计划”项目（简称“卓越计划”项目）。该项目旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。目前，国内先后有近200所高校申报加入以教育部为牵头部门的卓越工程师教育培养计划项目。从这些高校实施的卓越计划看，其大都进行了专业人才培养模式、培养方案与课程体系、产学研合作模式、课程教学模式等方面的教育教学改革。

1、卓越软件工程师的核心潜质能力分析

软件工程专业是一个工程实践性非常强的工科专业，主要培养IT及相关行业所需求的软件工程人才。评价该专业办学是否成功，主要看该专业是否培养出大量深受行业和企业欢迎的软件工程师人才。在实施卓越计划时，我们需要明确软件工程专业培养软件工程师人才的针对性。对于“985”重点大学的软件工程专业，社会和行业对其毕业生的专业理论水平、工程实践能力、创新思维素养等方面都有较高的期望。在软件工程专业人才培养过程中，只有凸显卓越工程师培养目标，采用先进的工程教育理念和行之有效的课程实践教学模式，才能培养出专业理论水平高、工程实践能力强、创新思维意识好的合格毕业生。

作为一个软件工程专业的毕业生，需要具备诸多的从事软件系统开发和工程技术应用的专业知识、能力和素质，才能成为一个卓越软件工程师后备人才。在众多的能力要求中，专业技能、工程实践能力和创新思维能力是软件工程师的主要核心能力。因此，面向卓越软件工程师的人才培养需要注重学生的这些核心潜质能力培养。

针对软件工程专业的数据库课程进行分析，可以发现数据库能力是软件工程师应具有的一项重要专业技能。该课程作为一门重要的专业基础课，承担了培养学生掌握数据库理论知识和具有数据库能力的重任。在数据库课程教学中，如何有效地建立学生的软件工程师潜质核心能力，培养符合行业要求的软件工程人才，是一个需要深入探讨的教学改革课题。

2、面向卓越计划的专业课程实践教学模式

课程实践教学模式是课程教学的有机组成部分，决定课程对学生专业技能、工程实践能力、创新思维能力的培养思路、培养方法以及培养质量。在实施面向卓越工程师人才培养计划中，迫切需要探索一种适合卓越工程师人才培养的专业课程实践教学模式。

2.1 传统的课程实践教学模式

在传统的专业课程教学中，教学过程一般分为课堂教学和课程实践两个环节。教师首先按照教学计划完成课堂教学，然后再组织课程实验。例如，针对56学时的数据库原理及应用课程教学，教师首先在课堂中讲解40学时的数据库原理知识、数据库分析和设计方法、数据库基本应用等教材知识内容；在课堂教学结束后，组织学生进行16学时的课程实验，完成一些数据库系统基本操作实验，如数据库基本SQL操作实验、数据库管理实验等。

由上可见，传统课程实践教学仅仅是课程实验，实践活动大致是实验教师指导学生完成若干基本课程实验，学生完成实验报告，再由实验教师根据学生提交的课程实验报告给出评价成绩。这种专业课程实践教学模式实施简单、操作容易，对学生实践能力有一定的训练，但该实践教学模式对于工程实践性强的数据库专业课程教学是不够的。

深入研究这种课程实践教学模式后，我们发现一种现象：不少学生在课堂中虽然听懂了课程知识内容，也领会一些基本数据库操作，但在课程实验中只能完成一些基本设计实验。对于一些数据库综合设计和应用编程问题，学生感觉动手实践困难，更不知如何解决一些工程实际问题。分析其原因，我们认为传统课程实践教学模式存在如下几个问题：①课程实践教学环节少，仅通过课程实验训练学生专业技能和工程实践能力显然不能满足工程师潜质能力培养要求；②课堂教学与课程实验独立，课程理论知识与实践操作之间缺乏有机联系；③由于在课程实验前，学生没有必要的操作基础，而且在有限的时间内，通常只能完成一些基本实验，因此难以结合工程应用场景解决实际工程问题，更谈不上在课程实验中培养创新思维能力；④该实践教学模式对学生实践能力的评价仅局限于实验报告的审阅结果，难以全面反映学生实践能力的培养效果，若存在部分学生抄袭实验报告的情况，评价将失去意义。

因此，传统的专业课程实践教学模式不太适合培养卓越工程师人才，需要采用一种更合适的课程实践教学模式培养学生的专业技能、工程实践能力和创新思维能力。

2.2 专业课程实践教学模式改进

从上述对传统专业课程实践教学模式的分析看，面向卓越计划的专业课程实践教学需要有一种新颖的教学模式。借鉴CDIO工程教育思想，我们提出一种面向工程师核心潜质能力培养的课程实践教学模式，如图1所示。

具体地，在数据库课程实践教学中，围绕课程所承担的软件工程师核心潜质能力（专业技能、工程实践能力和创新思维能力）目标，以工程案例项目为背景，开展数据库系统开发的专业技能训练和工程能力实践培养。课程教学过程组织不再简单地分为课堂教学和课程实验环节，而是将数据库课程的核心能力培养贯穿到课堂教学、实践作业、课程实验、课程设计等多个环节中，并进行一体化分层次能力培养。此外，通过综合性的项目课程设计培养学生的数据库项目团队协作与沟通能力以及设计创新能力。endprint

3、数据库课程实践教学模式实施方案

电子科技大学软件工程专业的数据库课程实践教学应用了上述新的专业课程实践教学模式，在课程实践教学的各个环节注重软件工程师数据库能力的培养。数据库课程实践教学具体实施方案如图2所示。

1）课程实践教学环节。

数据库课程实践教学环节分为课堂实践教学40学时、课程实验16学时、课程设计24学时，通过“课内上机实践→课后实践作业→课程实验→综合课程设计”一体化的分层次课程实践训练，培养学生具备“构想一设计一实施一操作”的数据库能力。同时，通过分组进行综合课程设计项目实践，培养学生的团队沟通能力、协作能力以及工程系统实践能力。在一体化课程实践教学体系下，统一规划各个环节的潜质能力培养目标和实践教学内容，确保各个环节实践内容的衔接性。

2）课程实践教学方法。

在数据库课堂实践教学中，针对不同主题章节分别采用了做中学、案例教学、探究式教学的教学方法。在第2章关系模型的课程教学中，采用探究式教学方法和案例教学方法讲解在数据库中关系模型有什么用途、如何表示系统数据关系、关系模型如何规范化设计、关系模型如何解决工程应用问题等。在第3章数据库SQL语言教学中，结合SQL Server数据库SQL操作工具的使用，采用做中学教学方法，训练学生对数据库各类SQL语句执行的理解和动手操作能力，掌握数据库对象的访问方法和实现原理。

在数据库课程实验教学中，采用项目任务驱动方法将一个工程实例项目分解为多个实验主题，指导学生完成一个实际数据库应用系统项目的开发。例如，针对图书借阅管理系统项目，要求学生分别完成SQL Server数据库软件安装及配置、图书借阅管理系统概念数据模型设计、图书借阅管理系统物理数据模型设计、SQL Server系统管理与数据库实现、图书借阅管理系统Web数据库访问编程等主题实验。

在数据库课程设计教学中，组织多位教师分组指导学生进行课程设计，保证每组学生的课程设计题目不相同。课程设计题目要面向实际应用需求并解决若干工程问题。例如，典型的课程设计题目为汽车4s店会员管理系统、国际会议投稿系统、学生公寓管理系统等。在课程设计过程中，教师指导学生应用数据库理论知识、专业技术方法、产品开发工具完整地完成一个数据库应用系统开发，并给出相应过程的开发报告和软件作品等成果，同时也要求学生分工协作，培养学生在数据库应用开发中的团队交流、沟通与协作能力。

3）课程实践教学评价。

数据库课程实践教学评价由平时实践作业、课程设计报告、上机能力测评组成。在实践教学模式改革实施方案中，按照软件工程师的数据库能力目标对学生进行实践教学考核并侧重学生上机能力实测，使课程实践教学评价能客观真实地反映学生数据库能力的提升情况。同时，通过评价方式引导学生更加注重核心潜质能力的培养。

4、数据库课程实践教学模式应用效果

通过近几年的数据库课程实践教学模式改革实践，每届学生都取得如下学习成效：①通过数据库课程实践学习，能够较好地掌握主流数据库产品系统（如SQL Server、Oracle）的技术和应用方法；②利用数据库设计工具（如PowerDesigner）完成基本数据库应用系统的分析、设计和实施；③掌握基本数据库编程访问及其软件开发，明显提升工程实践能力。

数据库课程实践教学模式探索并解决了传统课堂教学与课程实验、课程设计内容脱节的问题，使得专业技能培养能够在课堂教学、课程实验和综合课程设计之间进行有机衔接，同时结合工程项目背景培养学生的工程实践能力。实践教学评价更加客观合理，能够确切地反映学生实践能力的培养效果。

5、结语

面向卓越计划的专业课程实践教学模式的基本思想就是围绕课程所承担的工程师潜质能力培养目标，以工程案例项目为背景，在专业课程中开展针对工程师核心潜质能力培养的专业技能训练和工程实践能力培养。该模式应用做中学、项目案例学习、探究式教学的教学方法，使学生的专业技能、工程实践能力、创新能力等卓越工程师核心潜质能力得到充分培养。该课程实践教学模式适合于卓越工程师人才培养，对同类课程实践教学具有一定参考意义。endprint