应用型本科院校软件工程专业实践教学体系探索与实践

摘要：针对当前应用型本科院校软件工程专业人才实践能力培养过程中存在的问题，从“实践教学+项目研发+创新创业大赛”三个维度设计了“321”立体化人才工程实践能力培养模式。基于该模式，以金陵科技学院“大人网云·慧农”虚拟班开展探索和实践，以期为全面改善应用型本科软件工程专业人才实践能力培养全过程提供参考。

关键词：应用型本科;工程实践;人才培养;教学模式

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）26-0154-03

1 引言

2018年，教育部《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》中强调“以新工科建设为重要抓手，持续深化工程教育改革”。“中国制造2025”也提出了“提升大学生工程实践能力，服务中国制造”的要求。由此可见，培养学生的工程实践能力是工程教育的重要目标之一。从软件工程专业的视角，为社会输出具有实践能力和创新能力的应用型、复合型和技能型软件人才是应用型本科院校软件工程专业的重要培养目标之一，探索软件人才多元化创新性实践能力培养模式是重要的研究课题。

近年来，众多高校积极开展工程实践教育教学体系构建和改革，优化人才培养全过程和各环节，创新工程教育理念、人才培养模式和实践教育教学方案。因此，出现了一系列人才工程实践能力培养新模式，例如，西安交通大学的虚实结合实践教学模式[1]，哈尔滨工业大学的“新工科‘Π型方案”[2]，电子科技大学构建的从新生项目课开始的3维6核多层次全体系“New E3”建设方案[3]，上海交通大学的多层次闭环反馈项目式教学模式[4]等。这些案例从工程教育的角度探索和实践了人才培养理念、教学方案、课程模式等，为应用型本科院校软件工程专业人才实践能力培养方案改革和实施提供了参考。

基于此，本研究针对当前应用型本科院校软件工程专业人才实践能力培养模式存在的问题，从“实践教学+项目研发+创新创业大赛”三个维度探讨了“321”立体化工程实践能力培养模式，并以金陵科技学院“大人网云·慧农”虚拟班开展探索和实践，以期为提升应用型本科软件工程专业人才培养质量提供参考。

2 工程实践能力培养模式现状分析

应用型本科院校在软件工程专业人才实践能力培养模式上的共性问题主要集中在以下三个方面：

2.1 实践教学的投入度不足

实践是培养软件人才解决复杂工程问题能力的主要途径，在实践教学上的首要问题是投入度不够。从教师角度，存在重理论轻实践的现象，课堂教学只讲理论不谈实践，或者实践部分内容很少;再者，教师自身实践素养不足，对新技术、新思想和实际生产新需求不敏感，实践课程内容陈旧，与社会实际需求脱节。以企业级框架开发为例，当前的微服务架构迅速发展，而有些教师的课程仍然局限于传统的SSH框架、SSM框架等。从学生角度，主要表现为学生对实践课程的重视程度低。目前的实践教学课程大多采用考核制，没有考试的紧迫性，学生的热情和自觉性较低。从基础投入角度，其一是校内实验设施和实训平台投入不足，实践资源分散，共享通道阻塞;其二是校企合作教学课程中企业参与不够，难以为软件工程人才提供的资源支撑，从而导致校外实践机会少，已有的实践课程不成体系。

2.2 实践课程的灵活性差

在投入较多的情况下，若实践教学活动开展效果仍然不佳，主要在于在学科不通、教学模式固化和理论实践相分离上。具体表现为：第一，软件工程专业的传统分科模式固化，与其他专业、学科的交叉融合实践课程少且混乱，流于形式，缺少规划。第二，软件工程专业传统教学模式固化，新课程和新项目难以快速融入教学体系[5]。第三，理论与实践课程相分离，要么实践课程缺少理论支撑，要么理论课程缺少实践情境。第四、已有的实践课程多以验证实验为主[6]，缺少创新性、设计性和自主性，从而难以激发学生的热情和兴趣。

2.3 产教融合深度不够

实践教学的目的在于提高软件工程专业学生的实践能力和创新能力，通过产教融合方式有利于进一步提高实践教学的效果。目前产教融合的问题主要体现在校企合作浮于表面、项目范围窄、缺少实际应用[7]。具体表现为：第一，没有让企业参与到工程实践课程设置的各个方面，校内实践项目与新兴产业和行业结合度低。第二，没有充分考虑学生就业实际需求，教学实践课程没有紧跟企业技术前沿，对于新技术的敏感度低，响应速度慢。第三，缺少实际应用。研究证明，真实问题情境在知识构建中具有重要作用。而当前的实践教学大多没有从解决实际问题的角度出发，实现工程实践知识的学有所用，学以致用。

3 “321”立体化实践能力培养架构

本研究从教学、项目和竞赛三个维度入手，提出“321”立体化工程实践能力培養模式。该模式是以培养软件工程专业学生的工程实践能力为目标，通过“实践教学+项目研发+创新创业大赛”的模式，形成体系化的工程实践能力培养模式，三个层次环环相扣，层层深入。通过在课程中学习理论及实践知识奠定基础，在工程项目中强调知识和技能的应用，在学科竞赛中对实践技能进一步提升，从而强化实践能力和创新能力。整个过程以螺旋递进方式层层推进，同时根据实施效果及时反馈修正，因材施教，实现个性化的工程实践能力培养模式。“321”立体化实践能力培养架构如图1所示。

3.1 实践教学要做到“三类融合”

3.1.1 理论和实践相融合

实践教学要做到以理论带动实践，以实践强化理论。首先通过翻转课堂、雨课堂、智慧课堂等各类形式灵活、内容丰富的教学新手段和新方法，帮助学生夯实理论基础和专业基础知识;其次，依托案例式、项目式教学等新型实践教学模式，激发学生的求知欲，帮助学生强化实践技能。通过横向的理论学习和纵向的实践训练形成具有系统性的网格化知识体系，促使理论和实践的全面融合。

3.1.2 多学科交叉融合

知识生产源于实际问题，现代工程技术呈现出多学科高度融合状态。因此，软件工程专业课程应以学生诉求为中心，打破专业藩篱，开展多学科融合和个性化实践教学体系建设。其一，可通过对现有软件学科进行优化和调整，促进专业分割到跨界融合，形成一个软件工程专业融合多个跨学科专业的交叉课程模式，将软件工程知识应用于其他学科。其二，以项目驱动实践教学，将项目所需技术映射到课程内容建设，根据不同层次的技术从易到难形成系统性和递进性的融合课程体系。其三，创新育人环境，构建虚拟班、跨界学院等非实体类教学管理机制。

3.1.3 知识和能力相融合

工程实践能力是将所学知识应用于工程实践的各个环节以解决现实工程问题的复杂能力。教学目的需要从教师“教得好”转变为学生“学得好”，从“学知识”提升到“涨能力”，从“会考试”到“会应用”，激活学生学习内驱力，促进学生能力发展，层层递进，达到知识和能力的融合。

3.2 实践项目要确保“两项助力”

基于项目的培养模式是以实践项目为载体，实现实践平台、教师指导、学生实践“三位一体”的培养模式，以实践平台加双导师指导为“两项助力”。旨在将以“教”为主的被动学习状态，转变为以“做”为主的主动实践状态，促使学生在实践项目中加深对知识的理解和运用。主要措施包括以下两个方面：

1） 建设校内外软件工程实践教学平台。首先通过校内外实践教学平台，建立起学生和企业项目之间的纽带，实现二者的无缝对接和双向选择;其次，将人才培养与企业需求对接[8]，鼓励企业提供实际落地项目，通过丰富的企业资源强化学生对实际生产需求的认知和理解;第三，要保障校内外实践创新平台平稳运行。尤其是校外实践教学平台，因不是高校的直接管理范畴，更要加强教师队伍和实践组织方式的维护。

2） 推行双导师运作机制。师资水平的高低是人才培养优劣的决定性因素，有效推行双师指导，建立师生双向选择机制，可以切实推进校内导师和企业导师优势互补，共同指导学生开展项目实践。在具体实施上，将部分教学场景安排在企业，通过双场景双导师教学模式实现项目教学。在管理机制上，针对校外导师，通过严格的筛选、管理和考核，创建校外合作导师数据库;通过与企业的双向协调，推行校外导师的考核和奖励。针对校内导师，要鼓励教师提高自身的工程实践能力，实现专业教师工程岗位实践全覆盖。例如，将教师的工程实践水平与成果、企业服务和挂职锻炼、横向课题情况等纳入考核体系;鼓励教师与企业合作组建团队，参加社会层面的各类实践竞赛，多接触新技术和新兴产业，并将竞赛获奖列为职称评定指标等。

3.3 创新创业大赛作为“有益提升”

以往的学生实践大多是现成的、成熟的和大众化的企业案例，学生发挥的余地小，自主创新性低，只能做浅层的学习和分析[9]。通过创新创业大赛这一有效载体，学生能够将理论知识用于实际，提升实践能力、创新能力和就业能力。

目前各级各类的科技创新和竞赛活动众多，学校、省市级和国家级三个层面的竞赛都有，但是因为缺少统一的管理和宣传，学生对信息的了解不及时，在参加时也较为盲目。可以采取方案有：一、整合各类资源，建立畅通的沟通交流机制和资源共享平台，提升学生合力;二、建立校内竞赛平台，通过集结各专业的老师和学生，解决信息阻隔和专业壁垒的问题，解决组建团队困难的问题，实现竞赛项目在平台内的培育和孵化。

4 “大人网云”虚拟班实践探索

为响应国家创新驱动的发展战略，落实江苏省加快发展“大人网云”等战略性新兴技术、新兴产业、新兴业态，准确把握新时代信息发展现状和趋势，切实推进信息资源整合、共享、开放和创新应用，自2020年开始，金陵科技学院创建“大人网云”虚拟实验班。“大人网云”即大数据、人工智能、网络和云计算。班级实行虚拟建制，即在不改变学籍归属的前提下，通过学生自愿报名、学校择优录取的方式，单独成班。通过虚拟班的学习，旨在让学生能够较为熟练地掌握一定的“大人网云”理论知识体系和应用技能;能够逐步形成理论思维、实验思维、计算思维、数据思维等科学素养，并养成独立的研究能力与习惯;能够开展与“大人网云”领域有关的科研、开发和应用等[10]。

“大人网云·慧农”虚拟班的主要研究方向为智慧农业相关领域，以金陵科技学院软件工程专业为主，园艺学院、动科学院和农芯（南京）智慧农业研究院有限公司为辅，共同承担人才培养任务。基于“实践性教学+实践项目研发+实践创新创业大赛”三个维度的“学、研、用”完成软件工程专业学生工程实践能力的培养目标。

4.1 实践性教学阶段

教学方案针对虚拟班灵活制定。教学内容以项目需求为导向，组织开展理论学习和一线企业实践训练，以农芯（南京）智慧农业研究院实习为主，其他企业为辅。主要内容包括开设“互联网+农业”、“大数据+农业”“物联网+农业”等跨学科课程;通过特色报告、专题培训、企业实训、专家讲座等方式激发学生学习兴趣，开阔学生视野，通过专业授课强化学生理论水平和专业技能。虚拟班的每位学生均需确定一个主方向，外加多个跨学科选修方向，配备一名校内导师和一名企业导师提供指导。

4.2 实践项目研发阶段

在实践内容上，学生的实践项目根据企业实际需求设置，研究内容紧扣市场需求和新兴产业。在研发形式上，每4-5人为一个小组开展项目研发，每两个组的研发课题一样，最终对两组进行考核评优，通过竞争的形式激发学生主动性和创新性。在激励政策上，由学校和农芯（南京）智慧农业研究院共同出资设立奖学金和研发经费，进一步促使被动学习变主动学习。虚拟班的学生在校期间即可接触企业，参加项目研发，毕业后由企业与学生双向选择，择优录用，实现了学校实习到企业招聘的无缝衔接。

4.3 实践创新创业大赛

学科竞赛是应用型人才培养的重要途径之一，不仅锻炼实践能力，而且可以提升创新意识、丰富实践体验。虚拟班有专门的竞赛组织平台，主要功能包括：第一，平台内集结校内外导师形成技术联盟，从而为学生参加各类大赛提供技术和方向上的指导。第二，平台内有管理员定期发布各类竞赛知识和信息，定期組织内部挑战赛等。第三，由老参赛者帮带新参赛者，由旧项目衍生新项目，促使竞赛活动螺旋滚动发展。

5 总结与反思

“321”立体化软件人才工程实践能力培养体系从工程理论、基础、实践和创新等几个方面塑造和强化学生工程实践能力，通过教学实践和竞赛三个维度的有机融合和螺旋递进，以全面改善软件工程专业人才培养过程和路径。基于该培养模式，“大人网云·慧农”虚拟班的人才培养情况已初见成效，从物化角度，竞赛项目和知识产权授权等方面取得了一定的成绩，从学习状态上，学生的主动性和积极性较高，能力得到了较大的提高。然而，任何新型培养模式的建立和启用都无法在短时间内迅速生效，目前该方案的实施仍然需要在不断实践和探索中进行反馈、修正和完善。全面提升软件工程专业学生工程实践能力，推行工程实践能力培养新模式任重道远。

参考文献：

[1] 李晶，杨立娟，陈雪峰，等.虚实结合的智能制造实践教学模式构建研究[J].高等工程教育研究，2020（6）：86-92.

[2] 徐晓飞，沈毅，钟诗胜，等.新工科模式和创新人才培养探索与实践——哈尔滨工业大学“新工科‘Π型方案”[J].高等工程教育研究，2020（2）：18-24.

[3] 张执南，诸葛洵，王丽伟.多层次闭环反馈项目式教学模式探索——以上海交通大学机械与动力工程学院卓越计划2.0为例[J].高等工程教育研究，2020（4）：107-111.

[4] 吴宁，薄钧戈，崔舒宁，等.大数据时代计算机基础教学改革实践与思考[J].中国大学教学，2020（S1）：42-45.

[5] 易良廷，何世彬，何苗.基于能力素质模型的实践教学效果认知及其评价路径设计[J].黑龙江高教研究，2018，36（4）：157-160.

[6] 尹立苹.构建实践创新平台与提高学生工程实践能力的探索[J].实验技术与管理，2018，35（7）：34-37.

[7] 汤正华，周泽民，张兵.要素融合：高质量培养应用型本科人才的关键之策[J].江苏高教，2020（5）：77-81.

[8] 杨承清，吕耀平，戴庆敏.基于产教融合的应用型本科院校课程体系改革与构建的探索——以园林专业为例[J].职教论坛，2019（3）：67-72.

[9] 李秋明，宋昕，刘志刚，等.依托智能制造挑战赛培养大学生工程实践创新能力[J].实验室研究与探索，2018，37（11）：190-193.

[10] 黄洋，陈小虎，冯年华.“大人网云”与新兴应用型大学发展策略研究[J].金陵科技学院学报（社会科学版），2020，34（1）：83-87.

【通联编辑：王力】

收稿日期：2021-11-02

基金项目：江苏省高校哲学社会科学研究专题项目“人工智能背景下应用型本科院校‘产教融合、协同育人模式研究”（编号：2020SJB0201）

作者简介：王洪欣（1990—） ，女，山东临沂人，硕士，讲师，研究方向為主要从事微服务架构、工程人才培养研究。