新工科背景下软件工程专业“五个课堂”人才培养模式探索——以安徽三联学院为例

余久久 张继山 陈 蕴 吴 宁

(安徽三联学院 计算机工程学院，安徽 合肥 230601)

新工科建设是工程教育改革的新趋势,2017年“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”的发布，指明了我国新工科发展的方向[1]。新工科工程教育模式强调创新，通过校企合作等模式培养学生的实践能力[2]。针对软件工程专业的一些主干课程(例如，软件工程导论、软件需求分析、软件体系结构、软件测试与质量保证、软件项目管理等)的教学工作始终是一个教学难题，因为很多教师与学生均缺乏软件项目实践工程经验。软件工程专业课程又具有工程特性，需要针对实际的问题进行分析、评估，从而解决问题[3]。对于这些综合性、实践性、与IT行业结合性较强的课程，教师在课堂上仅能灌输空洞的理论知识使学生感到枯燥无味，无法提高学习兴趣。所以，在新工科大背景下如何对软件工程专业课程进行改革，以摒弃原有课程教学的弊端，适应人才培养的新需求，成为亟待解决的问题[4]。

在当前新工科建设背景下，很多教师转变教育观念，结合本地教学实际，积极探索与实践软件工程专业相关课程教学改革新模式，并取得相应成效。例如，林菲等人提出了软件工程专业“五个课堂”创新实践体系[5]；朱少民提出了软件测试课程问题驱动教学模式[3]；祁鑫等人以软件工程“五个一”课程培养体系和“市场结合”为支撑点，提出了“三三四”研究型教学模式[4]；孙阳光提出了软件工程国际化建设途径[6]；徐晓飞等人从新工科的新视角出发，提出了面向可持续竞争力的软件工程专业敏捷教学体系[7]；高文莲等人提出了软件工程专业创新创业人才培养新模式等[8]。有鉴于此，为满足新工科背景下应用型软件工程专业人才培养的需要，本文在林菲所提出的“五个课堂”教学体系的基础上进行了借鉴与扩充，以作者所在高校—安徽三联学院本科软件工程专业建设为实践案例，充分结合教学实际，探索与实践“五个课堂”人才培养新模式，深化地方应用型软件工程人才培养模式改革，达到面向本地软件企业培养出具有较强工程应用能力及创新实践能力的软件工程高素质应用型人才的目的。

一、“五个课堂”

“五个课堂”是在新工科建设思想指导下，以学生发展为本，以OBE(Outcomes-Based Education)理念为指导创建的协同教学体系[5]。“五个课堂”要以学生为本，以全面提升学生自我创新与实践能力，其内容如表1所示。

表1 “五个课堂”内容

二、软件工程专业“五个课堂”人才培养模式

安徽三联学院是一所省属地方应用型普通本科高校，为安徽省区域经济建设和社会发展服务，着力培养具有社会责任感、创新创业精神和实践能力，德智体美劳全面发展，服务于中、小(微)企业工程技术、管理岗位的应用型人才。2017年正式开设了本科软件工程专业，并面向安徽省及周边省份招生。通过本地软件企业的走访与调研，充分结合学校实际，该专业定位为培养本地移动终端软件工程师，能够在当前“互联网+人工智能”时代下从事基于各种主流移动终端平台下的中、小(微)规模的应用软件系统的需求分析、设计、编码、测试、运行、维护及管理等工作。

1.第一课堂——课堂教学

课堂教学环节，在编制课程教学大纲时，明确课程目标与毕业要求的对应关系，对课程知识点进行合理分解，形成对学生毕业能力的有效支撑，并在教学大纲中体现以学生为本，产出导向，强化实践，注重实效的基本原则[4]。对于软件工程专业主干课程的教学内容，要求任课教师能够考虑本地学生的学习认知能力，摒弃一些理论性过强、过于枯燥的知识点，能够从“互联网+人工智能”的角度把当前业内能反映最新应用成果的案例适当融入到教学内容中，鼓励教师自编一些主干课程教材，把软件工程领域的一些操作性、实用性、趣味性较强的教、科研项目融入教学环节，激发学生学习兴趣，愿意开展关于现代软件工程领域相关学习主题的探索和实践。在教学方法及教学手段上，对于一些专业主干课程，充分利用现有的网络课程资源，利用一些现代教育手段进行自建构、碎片化学习，根据课程性质指导班级学生采用案例学习、移动学习、问题驱动学习、MOOC/SPOC混合学习、翻转课堂、虚拟仿真实验等多种灵活的学习方式。建立多元化、科学化的课程考核(评价)方式，注重学生的学习过程性考核，平时成绩在在日常考勤的基础上，要求采用课堂笔记、课外调研、作业练习、小组汇报、答辩、课程论文、操作设计等多种方式相结合(3—5项)的形式，完成学生的学习过程评定。

2.第二课堂——校内实践

校内实践教学活动从“开放实验室”与“大学生创新创业实践项目”两个方面开展。“开放实验室”即要求学生在课堂学习的基础上，自大二阶段开始在课余时间内走进在校内各类开放实验室，积极完成各类课程实践活动(例如，课内实验、课外实验、课程设计、综合实训、课题研究、学科竞赛等)，提升自身专业实践能力。鼓励高年级学生根据自己的专业兴趣，参与教师的各类科、教研课题，以“导师制”的形式完成相应专业领域的课题研究任务，包括申请专利、参加学科竞赛、公开发表相关学术论文等。“大学生创新创业实践项目”即指学生以团队合作的形式(每个团队设置一名学生负责人)，结合自身专业研究兴趣，每年积极申报省(校)级各类大学生创新创业实践项目，在校内开展相应的项目实践活动。以扎实的专业知识为基础，以职业素养和创新创业为愿景，培养学生的创新思维及工程实践能力[9]。

3.第三课堂——校外实践

第三课堂旨在通过学生在校外企业(校企合作实训基地)顶岗实习，让学生参与真实的工程项目，在实践中增强解决工程问题的能力[5]。与本地知名软件企业共建校外实习实训基地(场所)，大四阶段学生必须在真实企业环境下完成毕业设计(论文)任务。要求学生毕业设计选题来源于企业生产实践中所急需解决的问题，配备“双导师制”，企业工程师参与指导学生毕业设计环节，以培养出满足企业岗位能力需要的应用型软件工程实践类人才。第三课堂的构建需要与一批优质实习就业基地建立合作，通过市场调研，企业实习准入，实习走访，实习鉴定，就业需求，工程实践信息平台与项目库建设等实践环节进行评价优化[9]。

4.第四课堂——国内交流

积极组织本专业教师赴国内(外)同类高校或相关研究机构开展访学与交流活动，定期组织本校师生走访调研本地软件企业，实时了解当前产业需求及实际软件项目的运作流程。参加国内举办的关于软件工程专业建设方面的学术会议或教学研讨会，培养师生具有全球化视野以及创新精神。达到开拓全球化视野的目的，提升国际竞争力。“请进来，走出去”，针对软件工程专业一些操作性、实践性较强，与行业需求联系紧密的课程，坚持聘请来自软件企业一线的工程师定期走进课堂为学生授课。定期外派专业教师利用寒、暑假时间去企业一线参与项目实践活动，提升自身工程实践能力。

5.第五课堂——在线课程

建设优质数字化教学资源，为学生打造全方位、沉浸式和信息化学习环境，鼓励学生通过网络学习在线课程，改进学习方法，提升学习效率，通过多维平台实施线上线下学习联动[10]。积极鼓励专业教师自建或充分利用国内外各类优质网络课程资源(线上MOOC、微课、精品资源共享课、精品视频公开课等)，运用自主、互动等合作学习模式，以实现学生个性化学习、碎片化学习、终身学习的需要。

三、应用与反馈

安徽三联学院本科软件工程专业自2017年开始招收新生，在当前“互联网+人工智能”时代下按照“五个课堂”人才培养模式进行专业建设，成效显著。第一课堂(课堂教学)按照“四平台、八模块”进行软件工程专业课程设置，并制定了最新版的课程教学大纲。“四平台”即指：通识教育平台、学科教育平台、专业教育平台、创新创业教育平台。“八模块”即“四平台”下所对应的通识必修课程模块、通识选修课程模块、学科基础课程模块、专业基础课程模块、专业核心课程模块、专业方向课程模块、专业方向课程模块、专业集中实践模块。此外，遵循国家本科计算机类与软件工程专业质量标准体系，紧密围绕当前移动终端软件工程师职业所对应知识、能力、素质结构为每个课程模块设置了相应的(支撑)课程(如下页表2所示)。近三年，已完成对《计算机科学导论》《离散数学》《程序设计基础》《面向对象程序设计》《软件工程导论》《手机应用编程》《操作系统》《计算机网络》等MOOC课程(含网络精品课程、教改课程等)的自行建设并投入到教学实践中，并充分借助国内优质的MOOC资源对《软件需求分析》《软件项目管理》《数据库概论》《智能系统应用》《C#程序设计》《PHP技术》等专业主干课程开展基于“线上+线下”多元化的混合教学。在课程考核方面，要求任课教师结合教学实际以“考勤(10%)+(3至5项)其他过程考核项(90%)”构成平时成绩，完成学生平时的学习过程评定。此外，为了客观检验学生掌握所学知识和专业技能的程度，从学生对知识理解应用的能力及知识内化出发，以充分体现专业和开放性，提升学生的综合技能，定期就课程考核方式改革进行研讨。例如，将一些理论性过强课程的笔试考核方式转移到线上考试、采取雨课堂在线考试平台形式等。

表2 软件工程专业课程体系

在第二课堂(校内实践)与第三课堂(校外实践)方面，通过建立开放实验室及校内创业孵化基地，每年积极组织学生申报国家级、安徽省(省级)及安徽三联学院(校级)各类大学生创新创业项目，进行课内实践活动；通过建立大学生创新创业实验室，组织学生参与国内举办的计算机与软件工程领域各类学科竞赛及数学建模活动；通过建立校内大学生MOOC服务社团，积极鼓励学生参与教师自建MOOC课程的助教活动；通过建立不同方向的校内信息化研究平台，鼓励大学生依托平台开展教师的课题研究，提升专业技能等。此外，与(合肥)科大讯飞、江苏微软技术中心、上海海同信息科技公司、上海申磬产业有限公司、上海第九城市信息科技公司、安徽晶奇网络科技有限公司、安徽三联交通应用技术有限公司、合肥阳光雨露信息技术服务有限公司、联宝(合肥)电子科技有限公司、合肥达内软件公司等多家本地知名软件企业签订校企产学研合作协议，共建校内外实习实训基地，并配备企业导师，以满足学生校外进企业一线实习完成毕业设计(论文)的任务。

在第四课堂(国内交流)与第五课堂(在线课程)方面，自2018年起，每年分批次外派承担软件工程专业主干课程的教师及部分工程能力较强的学生赴国内同类高校软件工程专业及本地软件企业进行访问与交流，参与软件项目的实际研发活动(时间不少于1个月)。在企业中真正了解当前软件产业需求及软件项目的运作方式，以工程实践案例促进教学，保证课程教学内容的先进性与实用性。每学期每一门专业主干课程，至少邀请一位企业工程师返校进课堂，为师生举办一场关于该课程内容最新研究及应用进展方面的学术讲座，同时要求每位专业教师每年参加软件工程领域相关学术会议(教育教学研讨会、专业培训等)不少于两次。在为学生提供自主网络学习的同时，建立了基于校园网的安徽三联学院统一网络教学平台，为软件工程专业主干课程教学过程提供完备的资源支持和应用支撑服务，满足学生多元化、个性化的移动学习需求。

四、未来的工作

在新工科建设背景下，未来还需要做好以下两个方面的工作。一是从面向可持续竞争力的大规模个性化创新人才培养角度出发，构建具有高度灵活性和动态适应性的“敏捷教学”体系[7]。“敏捷教学”强调必须结合本地教学实际，以制订分层次、分阶段、分目标的螺旋渐进式(进化式)学习过程和专业应用能力的逐步增强为培养目标，在“渐进式”过程中能够不断激发学生学习兴趣，提升学生基于终身学习的可持续竞争力。“敏捷教学”已成为未来大学教育发展的一种新形态[7]。二是积极开展智慧校园的建设，因地制宜，逐步建立本地化移动智慧校园平台。移动智慧校园平台建设集中展示了校园内所有的移动应用，通过统一的管理与开发平台，模块化地快速生成查询类应用，通过数据分析与处理为用户及各部门提供有价值的数据，为学校科学决策提供数据支撑基础[11]。这对于推动当前互联网、大数据、人工智能时代下教育教学与教育信息化深度融合起到重要意义。