文淑华,肖 堃,张 翔,廖 勇
(电子科技大学 信息与软件工程学院,四川 成都 610054)
为有效提高高校计算机类软件类学院“国际化、系统化、工程化”的办学思路,以“卓越工程师培养”为目标,以创新求发展的人才培养理念,培养专业知识厚,综合素质高,工程意识、工程实践能力和社会竞争力强,具有国际化视野的软件开发及应用工程师后备人才[1-4],目前很多高校的计算机学院都在本科生中开展了综合设计课程[5],即学生以组队的形式在指导教师的指导下在一个学期内完成一个小型的工程实践类课题。
原先的综合课程设计的实施流程是各专业的指导教师提交综合设计课题任务书给专家审核,审核通过之后把题目发布给学生,学生组队选题,一组为3~6人,经过学生和教师的双向确认,指导教师名下的每个课题对应的学生组名单就可以正式确定。之后就进入教师指导学生综合设计、学生做综合设计课题的阶段,时长为一个学期。最后为了正式拿到2个学分,学生以组为单位必须撰写综合设计报告并通过综合设计答辩。综合设计的实施流程如图1所示:
图1 综合设计的实施流程
从图1可以看出,综合课程设计存在诸多问题。主要为以下两点。
1)综合设计的实施流程中,对教师的指导质量,对学生的课题实施质量,均没有过程考核和质量监督[6],容易造成教师指导不及时和指导质量低下,更容易造成学生只是为了完成课题任务而草草了事,达不到综合设计课题提高学生能力的初衷。
2)由于综合设计课程对大学一年级到大学三年级学生均有开设,一年级学生掌握的知识和具备的能力跟三年级学生相比肯定有所不同并存在差距,而教师提交的综合课题任务书并没有针对不同年级的学生有所区分,就可能造成同一位学生在一年级、二年级和三年级所选的综合设计课题难度没有递增,反而是下降的。学生选题做题就只是为了拿到学分,并没有能力上的提升,而症结就在于没有一个良好的考核机制[7]。
针对以上问题,本文提出了一些切实可行的解决办法[8]。
为了提高指导教师的指导质量,限定每位指导教师每学期指导的学生人数不超过18人,不超过3组,不超过2个课题。指导教师对每个小组的实际指导次数不得低于8次/学期。学院质量小组负责对综合设计指导教师的课题质量、指导质量以及答辩质量进行指导和监督。
改进后的实施流程如图2所示。
图2 改进后的综合设计实施流程
各个阶段的具体要求和实施方法为以下9个方面。
1)指导教师提交综合设计课题任务书。
愿意参与综合设计课程指导任务的专任教师或者专职实验教师,根据专业所长及团队科研项目,结合学生实际情况以及综合设计课程所覆盖的毕业要求,提出综合设计课题,要求课题具有前瞻性、实践性,且能与实际工程项目结合。指导教师填写“综合设计课题任务书”,并在课题对应的综合设计课程开设前一学期的期末(16周之前)向学院提交课题任务书。
2)专家审核综合设计课题任务书。
学院在每学期期末(18周之前)组织院质量小组专家对下学期开设所有综合设计课程的综合设计课题任务书进行集中审核,对于审核不通过的课题任务通知指导教师进行修改。
3)学生选题。
学院在每学期第18周面向下学期有综合设计课程的学生发布通过审核的综合设计课题任务书,学生自行组成课题组参与选题(不允许跨课程选择综合设计课题);课题申请在指导教师确认以后不允许课题组进行变更,选题结束后学院面向指导教师和课题组学生公示最终选题名单。
4)教师指导学生综合设计。
综合设计的指导与开展可以采用集中或分散等多种形式进行,为了更好地监督教师指导学生的过程,每次教师指导学生后由学生课题组组长做好相关指导记录,在线填写指导记录并由指导教师确认通过,院质量小组定期审核指导记录。
5)综合设计中期检查。
每个学期第9周学院统一为本学期开设的所有综合设计课程组织中期检查。学生在指导教师的指导下编写中期报告;指导教师根据评分标准,结合学生课题完成的实际情况与中期报告,对所指导的学生进行中期检查评分。由院教学质量小组负责组织审核学生综合设计中期报告及教师评阅情况。
6)学生编写综合设计报告。
学生完成综合设计课题任务后(18周之前),在指导教师的指导下,基于对应综合设计课程的综合设计报告模板编写综合设计报告;指导教师根据评分标准,结合学生课题完成的实际情况与综合设计报告,对所指导的学生进行综合设计报告评分。院质量小组在学生答辩结束后审核学生综合设计报告及教师评分情况。
7)学生互评综合设计贡献成绩。
在答辩之前,每个课题组的全体学生根据综合设计课题分工与完成情况,讨论确定组内每位学生对本次综合设计的贡献成绩。指导教师对学生互评的综合设计贡献成绩进行审核。
8)综合设计答辩。
每个学期第18~19周学院统一为本学期开设的所有综合设计课程组织答辩。每个综合设计课题的答辩组教师由相同专业方向或相近专业方向指导教师组成,每组不超过3人。学生答辩之前需要准备综合设计材料纸质档。答辩组教师负责检查综合设计材料纸质档是否符合学院要求,并通过听取学生小组PPT汇报、观看现场演示以及提出问题并听取学生小组回答等环节,根据评分标准进行答辩评分。院质量小组定期审核答辩情况。
9)综合设计学分认定。
每个学期第20周,该学期综合设计课程选课学生以课题组为单位提交综合设计材料纸质档及电子档。
之前的综合设计课程没有统一指定的毕业要求,只是教师出题,学生做题,最后答辩。学生只要完成了该课题,就可以获得该课程学分。但是如何判定学生是否达到该课程的要求,则没有一个统一的说法。因为每个老师出的课题题目也不一样,类型不一样,侧重点和难易程度也不一样。考核除了个性的要求之外,更应该制定共性的要求,这样,学生和教师从一开始执行综合设计课题,就能够明确目标,也方便后期报告的评阅教师和答辩教师对课题完成质量的监督审核。
从易到难,把综合设计课程分为综合设计I、综合设计II和综合设计III,综合设计课程总体考核要求如表1所示。教师则根据自己所制定的课题难易程度决定该课题归属到哪一门课程下。
从表1可以看出,综合设计Ⅰ的课程要求是学生能认识到解决问题有多种方案可选择,能分析文献寻求可替代的解决方案,能够根据用户需求确定设计目标。计算机类软件类项目按照软件工程思想[9]划分为可行性研究阶段、需求分析阶段、总体设计阶段、详细设计阶段、编程实现阶段、软件测试阶段6个阶段,而综合设计课程最后需要编写报告和答辩,所以增加综合设计报告和答辩阶段。体现在可行性研究阶段的要求,就是能够针对一个问题找到多种可选择的解决方案,并且经过对比找出一种最优的解决方案并阐述原因和预测结果,而且要能展现出通过文献分析找出可替代解决方案的能力。在需求分析阶段,要求能够对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义。在综合设计答辩阶段,要求能够进行陈述发言,清楚表达针对解决问题所提出的多种方案,以及在多种方案中寻找最优方案的思路及验证过程。
表1 综合设计课程总体考核要求
综合设计Ⅱ的课程要求是学生能够针对复杂软件工程问题[10],设计满足特定需求的总体设计和详细设计;能够集成单元过程进行软件系统流程设计[11],对流程设计方案进行优选,体现创新意识;能够根据软件系统的应用场景,选择合适的开发环境、工具与技术标准进行软件系统的开发;能够独立完成团队分配的工作,并能胜任团队成员角色,承担相应责任;能够进行陈述发言,清楚表达对复杂软件工程问题的看法与见解。其中的工作量体现为:1)在总体设计(概要设计)阶段,能够对复杂软件工程问题进行模块分解,并且设计出满足特定需求的总体设计方案;2)在详细设计阶段,能够针对复杂软件工程问题设计出满足特定需求的详细设计方案,也能够集成单元过程对软件系统的流程进行设计,并且筛选出一种最优的流程设计方案;3)能够体现创新意识,在编码阶段能够根据软件系统的应用场景,选择合适的开发环境、工具与技术标准进行软件系统的开发;4)在综合设计报告中,能够体现出综合设计课题小组团队成员分工以及每位组员独立完成的工作;5)在答辩阶段,能够进行陈述发言,清楚表达对复杂软件工程问题的看法与见解。
综合设计Ⅲ的课程要求和综合设计II有相似之处,也有不同之处。不同之处在于增加了对于学生能够开发相应的技术工具,针对软件工程及相关领域的复杂工程问题,进行预测和模拟,并能够与团队其他成员有效沟通,听取反馈意见,并综合团队成员的意见,进行合理决策的要求。增加的要求分别需要在测试阶段和项目的各个阶段得到体现。1)测试阶段,能够开发相应技术工具,构建测试环节,同时构造测试数据对运行结果进行预测和模拟,从而验证是否满足重构需求;2)项目实施的各个阶段,可以和团队其他成员有效沟通,听取反馈意见,并综合团队成员的意见,进行合理决策,总结出系统的需求。
综上所述,综合设计I、综合设计II和综合设计III,根据不同年级学生的知识技能有所区分等情况,从而在毕业要求的难度上和工作量上都有所递增。相对于改进之前,这样的设计非常实际且合理。
改进之前,综合设计考核与成绩判定方式为:综合设计报告成绩(占50%)+综合设计答辩成绩(占50%),而且是对以小组为单位的报告和答辩成绩进行给分,学生的总成绩60分以上为合格。根据这样的判定,综合设计成绩的组成没有综合设计过程分,学生可以轻而易举地拿到60分;而且无法对学生小组内各个学生的贡献度加以区分,一个学生组内因为每个学生所作出的贡献比例不一样,成绩应该有所区分以示公平,这样才能促进学生的主观能动性。
改进后的综合设计考核与成绩判定方式为:中期检查成绩(占10%)+综合设计报告成绩(占40%)+学生互评综合设计贡献成绩(占10%)+综合设计答辩成绩(占40%)。这个成绩组成增加了中期检查成绩,学生需要撰写中期检查报告并交由教师评阅;增加了学生互评综合设计贡献成绩,从而保证了综合设计课程成绩的客观公正性和合理性。
综合设计文档的操作流程为:1)指导教师撰写综合设计任务书并交由专家审核,审核通过后发布给学生,学生查看老师的任务书并进行选题。2)在综合设计执行过程中,学生撰写中期报告、总结报告和综合设计个人贡献成绩表,中期报告和总结报告需打印后交给指导教师打分签名并保存。3)答辩之前,学生填写好成绩考核表中开头的基本信息,指导教师撰写评语并在纸质版上签名。4)答辩时,学生需提交纸质版的中期报告、总结报告、综合设计个人贡献成绩表和成绩考核表给答辩组专家。答辩组专家需按照报告和答辩的实际情况撰写评语,并填写答辩评审成绩。5)指导教师汇总总成绩。
因为对综合设计课程的实施流程和考核办法均进行了改革,相应地,综合设计相关文档的模板[12]也要进行改革。本文以综合设计I为例,详细介绍它的各类文档模板。
在综合设计的课题任务书模板(如图3所示)中,教师必须填写课题名称、对应的专业方向和课程、指导年级、指导教师姓名、联系电话和电子邮箱等基本信息,撰写主要任务时,必须注意覆盖表1中的毕业要求相关指标点。
图3 综合设计I课题任务书
如图4所示,此互评表由学生小组组内讨论确定每位组员的综合设计贡献成绩,同时需要说明每位组员在综合设计中承担的主要任务。签名处须由教师亲笔签名确认该成绩有效。
图4 综合设计贡献成绩组内互评表
综合设计中期检查表模板主要包括针对中期检查的教师评分和中期检查报告正文两部分。
1)中期检查的教师评分。
评价项目包括以下5项。
①需求分析与复杂工程问题归纳。评判标准为能对待开发课题提出的需求进行分析并给出需求定义,能够利用软件工程相关工具对需求建模,在需求分析中总结归纳出需要解决的复杂工程问题。总分15分,评价等级分为5个等级,优秀为13~15分,良好为9~13分,中等为6~9分,较差为3~6分,不及格为0~2分。
②实施方案与可行性研究。要求能够针对复杂工程问题,提出实施方案,包括概要设计以及详细设计能够针对一个问题找到多种可选择的解决方案,总分30分,优秀为25~30分,良好为20~25分,中等为15~20分,较差为8~15分,不及格为0~7分。
③存在的主要问题与解决方案。要求能分析、总结和归纳实现综合设计存在的主要问题,能通过文献分析找出可替代解决方案。总分30分,优秀为13~15分,良好为9~13分,中等为6~9分,较差为3~6分,不及格为0~2分。
④前期任务完成度与后续实施计划。要求前期任务完成度符合综合设计进度要求,实施计划安排合理,能够体现工程管理原理的有效应用,总分15分。
⑤报告写作水平。要求报告书结构严谨,逻辑性强,论述层次清晰,语言准确,文字流畅,符合规范要求,术语、图表等符合标准。总分10分。
要求导师撰写评语并评分签字。
2)中期检查报告正文。
字数要求2000字以上。中期报告模板已经定好了大致的目录大纲,但是只作为参考,学生可以根据个人情况进行目录结构扩展。中期报告重点在于检查学生的综合设计的进展情况、存在问题与解决方案和前期任务完成度与后续实施计划。
总结报告重点在于检查学生的复杂工程问题归纳与实施方案可行性研究的情况、存在问题与解决方案、执行情况与完成度、分工协作与交流情况。综合设计总结报告模板的评分规则和中期检查表模板的评分规则类似,都是百分制,只是评价项目有下面两点区别:1)第4项为执行情况与完成度,要求执行情况与完成度达到预期目标;2)第5项为工程文档协作与工程协作交流,要求报告书结构严谨,逻辑性强,论述层次清晰,语言准确,文字流畅,符合规范要求,术语、图表等符合标准,文档能够体现团队协作交流情况。
总结报告的字数要求为4000字以上,重点在于检查学生的复杂工程问题归纳与实施方案可行性研究的情况、存在问题与解决方案、执行情况与完成度、分工协作与交流情况。
以上内容,只是作为参考,学生可以根据个人情况进行目录结构的扩展。
综合设计成绩考核表中需要指导教师根据综合设计完成情况、分工合作情况以及学生自评综合设计贡献成绩表来撰写评语,需要答辩专家组根据综合设计报告、工作量及任务完成等情况,根据学生回答问题时所反映的逻辑思维、基本知识、基本技能和知识面等情况撰写评语。其中的综合设计答辩评审成绩表,可供答辩专家根据评价项目和评分标准来填写分值。综合设计总成绩包括中期报告成绩(占10分)、总结报告成绩(占40分)、综合设计个人贡献成绩(占10分)和答辩成绩(占40分),指导教师依据综合设计过程中所有材料上的成绩来填写。综合设计成绩考核表模板如图5所示。
由于综合设计课程所覆盖的学生人数庞大,而且作为一门工程实践类课程[13],不方便教师课堂教学。学生需要利用课后空闲时间来研究实践项目课题,如遇到问题则可以请教指导教师。综合设计课题的良好实施需要学生有很大的主观能动性,也需要指导教师具备高水平的专业素养和强烈的责任心,更需要切实可行的实施办法和流程、确定的毕业要求、内容和工作量要求、规范的文件模板等一系列管理机制。鉴于之前的综合设计课程管理机制和课程体系混乱的问题,本文提供了一套完善的实施流程、考核方式等管理机制和课程体系,并在实际运行过程中效果优良。