基于大学生创新训练计划提升软件工程类课程质量的研究

宋玮，李敏

（广东工业大学计算机学院，广州 510006）

基于大学生创新训练计划提升软件工程类课程质量的研究

宋玮，李敏

（广东工业大学计算机学院，广州 510006）

实施大学生创新训练计划能促进学生的实践能力、创新精神和创新能力，但只能覆盖部分有兴趣的学生；软件工程类课程培养具有软件开发能力和项目管理初步经验的人才，但由于课堂教学的局限性以及实践课程的短暂性，教学及实训效果不佳。结合进行中的大学生创新训练项目提出提升软件工程类课程质量的建设内容，包括融合两者特点进行有效的选题；分解创新训练，建立与各门课程的映射并选择实施时机；结合原型系统的开发理念，以循环开发的方式不断完善前一阶段形成的设计和文档。最后以2015年校级大学生创新训练为例给出具体的实施方式。

创新训练计划；软件工程；课程质量

0　引言

实施大学生创新训练计划的目的是促进高等学校转变教育思想观念，改革人才培养模式，切实加强学生实践能力、创新精神和创新能力的培养［1-2］，学生在教师的指导下，以创新团队的方式，开展设计项目方案、组织科学实验、分析处理数据、撰写总结报告和学术论文等科研创新活动，通过学生的创新性研究实践教学过程，培养专业基础扎实、思维活跃、思路多元、团队合作能力强、综合素质高的具有创新思维和竞争能力的高素质创新人才，适应创新型国家建设需要的高水平创新人才［3-4］。

软件工程专业的培养目标注重工程应用实践，培养具有创新精神和实践能力，掌握计算机科学基础理论、软件工程专业及应用知识，具有软件开发能力和项目管理的初步经验，具有团队协作与沟通能力，能从事计算机软件设计、系统分析、维护和项目管理的高素质应用型人才。软件工程专业的专业类课程包括软件工程，数据库系统，软件需求分析，软件测试过程与方法，软件项目管理等，贯穿软件工程2，3年级。虽有相应的实践类课程如，课程设计、综合设计、专业项目设计等作为实践上的支持，以及毕业设计进行综合性的考核与应用，但由于每一种实践类课程设计过程的短暂性，通常只有1到2个星期，导致理论课程知识相互间离散，联系不紧密，并且短暂的实践类设计过程导致学生刚刚进入设计状态就结束了，此外实践的短暂性也使得一部分学生粗糙的对待设计过程，应付了事。而毕业设计虽然时间较长，但由于一些学生已经找到了工作，心思并未完全安放在毕业设计上，也导致毕业设计的综合训练及考核效果较差。

本文以广东工业大学软件工程的专业课程设置为基础，研究如何借助大学生创新训练项目，通过长达一年半的创新训练覆盖软件工程类课程，使软件类的理论及实践课程能有机联系在一起，加强学生对软件工程一整套知识体系的综合训练和全面掌握，丰富课堂教学的内容，提高课堂教学的质量和效果，最终提高软件工程类课程的质量。

1　基于大学生创新训练计划提升软件工程类课程质量的建设内容

1.1利用大学生创新训练计划形成课堂教学有效案例及实践教学的有效选题

课堂教学以多个知识点为主，使学生在理解各知识点的基础上建立对课程的总体认识，学习过程是一个从无到有，从易到难的过程，因此课堂教学中的案例只能是简化的，也有可能是离散的；实践教学的选题面向初学者，是知识点的简单综合，并不侧重创新性，通常会多年使用一个题目，表现为成熟技术解决老问题，既缺乏对热点需求的反映，也不能很好激发学生的兴趣。

创新训练计划选题则侧重对热点需求和新技术的追踪，表现为用新技术解决新问题；新技术解决老问题；成熟技术解决新问题。通常以新颖的题目和内容激发学生的参与兴趣，在学生自主查阅资料，有一定前期准备下确定最终的选题，研究目标明确，方案科学可行；能有效避免传统的实践教学中陈旧的指向性命题引发的低效参与度。但由于创新训练侧重新需求新技术以及有限的立项数，训练的覆盖范围只涉及少部分具有主动学习和能力较强的学生，这也是创新训练的缺陷所在。

综合这两者的特点，在课堂教学中将创新训练实施过程中遇到的问题总结成案例，形成课堂讨论的题目；在实践教学中，对创新训练中的需求进行裁剪，形成侧重于某门具体课程的设计题目；既可弥补创新训练覆盖面不足的缺陷，又可丰富教学的内容，使课堂案例与实践选题切合热点需求，容易提高学生的积极性。

1.2分解创新训练各阶段，建立与各门课程的映射并选择实施时机

软件工程，数据库系统，软件需求分析，软件测试过程与方法，软件项目管理以及相应的实践课程等课程分别位于4，5，6三个学期。每一门课程在创新训练开发中的侧重点以及处于的阶段不同，因此在课程开始时，向学生明确该门课程在创新训练中的作用，并使之在学习该课程的理论过程中，始终结合创新训练的内容进行思考和设计，使学生能带着问题，带着需求进行理论课的学习，从而减轻理论学习的枯燥性。

1.3结合原型系统的开发理念，以循环开发的方式不断完善前一阶段形成的设计和文档

由于某些课程是对前修课程中某一内容的增强学习，如软件需求分析是对软件工程中需求部分的进一步阐述，是知识、方法和技术的重复、增强与提高。因此为避免同类课程理论教学的重复性，可对创新训练中形成的阶段性成果进行重新审视。通过这种循环递进式的思考和学习，降低枯燥性，更有利于加深对理论知识的理解和运用。

2　基于大学生创新训练计划提升软件工程类课程质量的实施实例

借助笔者已经立项的四项大学生创新训练计划，设计出下面的实施规划（如图1所示），该规划可覆盖三个学年，将软件类主要专业课有效地与创新训练结合在一起。下面以其中已经立项的15年校级创新项目《冰箱食材智能管理软件的设计与实现》为例说明整个实施过程。

该创新训练由13级软件专业学生承担，在第三学期即2014年下半年进入准备阶段即动员学生参与项目。因为选题切合当前智能家电以及手机App程序设计这类热点问题和技术，建议学生先查阅相关资料，建立对项目的兴趣。感兴趣的学生间组织团队，推选负责人，进一步学习相关开发技术。若出现多组学生愿意参与，则实行竞争方式，展示各自的调研内容和初步思路，择优立项。这样在2015年初即第四学期可填写申报书立项。而此时第四学期正开设软件工程课程，对于创新小组的学生可以继续让他们边学边验证申报书中的项目实施的目的、意义；项目研究内容和拟解决的关键问题；项目实施方案。而对于未参与创新小组的学生，可以该题目作为贯穿课堂教学的案例，如结合项目实施的目的，意义讲授可行性分析章节；结合项目研究的内容和拟解决的关键问题讲授需求分析和概要设计；结合项目实施方案项目实施方案讲授概要设计等。同时课堂讨论分析的结果又可以反过来完善申请书中的内容。这样经过第四个学期，最终形成需求分析，若学生的能力较强，则形成原型系统。

图1　结合大学生创新训练计划提升软件类课程质量的实施规划

实践过程中，我们发现学生在接触冰箱食材管理这一题目时表现出明显的兴趣，在最初的需求分析中大多数学生把重点放在了与冰箱智能芯片的通信上，经过讨论我们明确了因为受硬件的制约 （包括智能芯片以及食物条码的限制），项目不研究与智能芯片的交互，重点在于利用手机App结合已有或自创的食品数据库进行冰箱食物库存的管理，以避免食物的浪费，并及时清理过期食物和确定新食物的购买。该阶段总结出的主要功能为，第一、食材基本信息管理：食材信息包括类型、名称、数量、能量、主要营养（包括能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维、维生素等）、有效期、相克食材。食材在进出冰箱时都要进行记录。第二、智能提醒：当食材的有效期即将到期或者食材的数量小于设定的值时，提醒用户进行处理。

第五学期进入数据库系统和软件需求分析课程的学期，可指导学生结合这两门课程的理论知识对前阶段的设计结果进行完善，特别是使用数据库理论，完善数据方面的设计。进一步的需求调查发现，当前流行科学饮食，因此增加食谱推荐功能，包括两个方面：第一，将冰箱中现有食材作为主体食材，推荐出合适的食谱；第二、进行仅限于冰箱中现有食材之间的搭配食谱。这一功能的添加使得App更具有时尚性和实用性。在修改的功能需求上我们设计出相应的数据库 （图2为其ER图表现）

第六学期则以项目管理的理论审视已进行的部分，并进一步完善设计文档；软件测试过程与方法则指导学生进行编码和测试。每个学期中实施阶段出现的问题都可抽取为课堂案例，引入后续课程的教学中，如我们形成下面的案例：①需求的讨论，可用于软件工程，软件需求分析课程；②ER图的形成以及向关系数据库表的转化可用于数据库系统课程；③食谱推荐功能中对各类食材的组合，智能提醒中各种情况下的提醒等适合于形成软件测试中等价类、边界值、因果图等黑盒测试法的案例；④冰箱食材管理中软件结构的选择，包括采用单机版，C/S结构，多层体系结构，手机应用等。对这些结构的选择过程以及不同结构的实现，可以作为软件系统设计与体系结构课程的案例；⑤如果冰箱食材管理开发成手机应用，则横屏竖屏的选择，菜单的分层和摆放位置，图标的个数和位置，界面配色等具体设计方案和风格可作为人机交互的软件工程方法课程的案例。这些例子的提炼比常见的学生成绩管理系统更容易提高学生的兴趣；而课堂讨论的结果和思路也可对项目有促进作用。在实践教学方面对该训练项目进行适当的裁剪可以形成多门课程的课程设计。若学生在训练计划中产生了新的想法，在时间不足够的情况下，可以将其引入至毕业设计中，既增强了训练计划的可持续性，也解决了毕业设计时间较短带来的仓促与不完善。

图2　冰箱食材管理ER图

3　结语

本文结合大学生创新训练项目提出提升软件工程类课程质量的建设内容，包括融合两者特点进行有效的选题；分解创新训练，建立与各门课程的映射并选择实施时机；结合原型系统的开发理念，以循环开发的方式不断完善前一阶段形成的设计和文档；并以2015年校级大学生创新训练为例给出了具体的实施方式。实践表明在软件工程类课程中引入创新训练项目，有助于拓展训练项目的覆盖范围，同时热点需求问题和技术的引入，丰富了课程教学的内容，增强学生的探索和创新兴趣，项目开发具有较强的持续性。

［1］教育部.教育部关于做好“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划实施工作的通知［Z］.教高函［2012］5号文，2012.

［2］陶旭晨，余承海，陶庭先.基于大学生创新训练计划提升本科毕业设计质量的对策研究［J］.轻工科技，2015，194：158-159.

［3］韩震．基于创新型人才培养目标的研究型大学本科教学改革路径［J］．中国大学教学，2009（7）：7-10．

［4］陈立钢．基于大学生创新训练项目探讨化学专业大学生创新能力的培养［J］．高教论坛，2013（3）：27-29．

Research on Promotion of Software Engineering Courses Quality Based on College Students'Innovation Training Program

SONG Wei，LI Min
（School of Computers，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006）

Implement of college students'innovation training program can improve the practice ability，innovation spirit of students，but it can not cover all the students.Software engineering courses train talents with the ability of software development and project management，but since the limitation of class teaching and temporality of practice courses，the effects are not well.Proposes three aspects to promote the software engineering quality based on college students'innovation training program.First，it is to combine the characteristics of the innovation training program and software engineering courses so as to select the effective subject.Second，it is to decompose innovation training program to different phases，and construct the relation with different courses.Third，it is to improve the former design and documents by cycle development using the idea of prototype system.Presents a concrete implementation with a college students'innovation training program of 2015.

Innovation Training Program；Software Engineering；Course Quality

1007-1423（2016）27-0018-05DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.27.005

宋玮（1978-），女，湖南常德人，教师，研究生博士学位，研究方向为P2P存储系统、网络存储、博弈论及分布式机制

2016-07-05

2016-09-15

广东工业大学大学生创新训练计划（No.xj201511845074、No.yj201511845095）、广东工业大学计算机学院教改项目

李敏（1978-），女，湖北人，硕士，讲师，研究方向为信号处理