高级软件工程课程教学改革与实践研究

郭桃林 张俊 晏瑜鸿 彭顺顺

摘要：为契合新工科深化改革理念和社会需求，高级软件工程课程在教学方式、教学内容和考核方式三个方面需要进行改革。教学方式方面主要采用引导、案例驱动的方式提升学生对课程的兴趣。教学内容方面充分结合实践教学，涵盖热门研究领域，激发学生兴趣并促使其深入思考。教学考核方面侧重多元化考核，对个人综合素质进行全面考核。通过这三个方面的改革，高级软件工程课程可以实现优化闭环，培养出具备工程实践能力、创新能力，且能够独立承担大型软件开发项目的应用型人才。

关键词：高级软件工程；课程改革；创新思维；优化闭环

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）04-0074-03

0 引言

随着新工科理念深化改革，各行各业对高层次创新人才的需求更加迫切，研究生教育的地位和作用更加凸显。高级软件工程作为计算机专业硕士的必修课程，具有较强实践性、涉及知识面广、多个学科交叉的特点，旨在培养具备实践工程能力和创新精神的创新复合型人才。然而，当前一些教学主要以知识输出为主，教学方式相对单一，教学内容缺乏实践教学，一些教学考核缺乏创新性和实用性评价。针对以上问题，本文从理论教学、实践教学和考核方式三个方面对高级软件工程课程开展改革研究和探讨[1]。

1 课程教学存在的主要问题

1） 教学方式相对单一，主要采用“讲座式”的授课方式。该授课方式特点在于教师单向讲解，学生被动接受，师生间缺乏互动，导致课程枯燥、乏味，教学效果不好等一系列问题[2]。由于软件工程属于热门专业，一部分研究生属于跨考生，基础相对较为薄弱，“讲座式”的授课方式使得这部分学生学习沉闷且感到困难，导致失去对该学科的兴趣，并且有一部分学生已有实际工作经验，能够从“讲座式”的课堂上获取的知识有限，所以对课程没有兴趣。

2） 重基础理论，轻实践教学。高级软件工程课程是面向研究生的课程，探讨的教学案例业务逻辑更为复杂，系统规模较大，具有高并发、高吞吐量等特点，涉及的技术比较前沿，课程内容难度更大[3]。因此，教师授课内容更侧重理论教学，缺乏实践教学。然而，这门课程也是一门面向工程领域的课程，若缺乏实践教学，就不能指导学生解决实际工程领域问题，不能规范软件工程的文档。

3） 课程考核方式以理论考核为主，缺乏创新性和实用性的评价。高级软件工程这门课程考核目标主要评估学生理论基础知识掌握情况，例如，通过纸质考试了解学生是否掌握软件工程的基本原理和技术。然而，对于复杂软件系统的分析、软件开发工具的运用、软件系统的实现等实践应用能力缺乏评价。因此，这种考核方式无法对个人综合素质进行全面考核，进而导致学生出现高分低能的现象[4]。

2 课程教学改革目标

1） 改善教学方式，提升学生对课程的兴趣。教学采用引导、案例驱动的方式让学生融入课堂中，促进师生间的交流和相互学习，加深对关键知识点的理解与思考，重点培养学生的批判性思维和系统化思考的方式。

2） 优化教学内容，培养学生综合素质——解决实际复杂问题的能力。课程内容应充分结合实践教学，涵盖热门研究领域，激发学生兴趣并促使深入思考问题。同时，注意采用主流技术进行授课，以确保与实际应用相贴合。让学生在课下有兴趣继续学习和思考，而非简单讲授各阶段CASE工具的使用[5]，从而提高学生的实践能力、创新研究思维及解决实际问题的能力。

3） 改进考核评价机制，构建针对培养应用型人才这一目标的考核机制。考核方式机制应当侧重多元化的考核，如学生的理论掌握情况、实践工程能力、团队协作能力及创新思维等[6]。这种多元化考核方式可以对学生知识掌握情况进行评估，发现人才培养目标的不足，从而有助于后续改进人才培养方案和学生未来规划[7]。

3 課程教学改革实践

3.1 理论教学改革

1） 整合多种教学方式，创新教学方法。具体包括采取互动式、讨论式、多元化的教学方式。首先是互动式教学，教师可以通过“云班课”“学习通”等教学辅助App进行随机抽取提问，促进学生思考，一步一步逐渐融入课堂中来。这种方式不仅活跃了课堂气氛，还提升了学生的学习兴趣。其次，教师预设问题，让学生进行讨论。师生之间以及学生之间的这种沟通交流不仅可以开拓思维培养学生的创新思维，还可以提升学生的团队合作意识。再次，善于利用各类教育资源进行教学，比如课件、网络在线资源、多媒体、互联网教学App等。当学生遇到不懂的知识点时，这些教育资源可以帮助学生自主学习，有针对性地弥补。最后，在每个阶段课程结束后向学生发放课堂反馈表，使教师能够根据反馈表针对性地调整教学内容和方法，整个教学方式改进如图1所示。

2） 结合实际需求，优化教学内容。首先，以工业项目案例为基石，将课本内容与实际需求相结合，划分出各阶段的重难点，减轻学生负担，并激发学生兴趣，帮助学生形成对课程各个阶段内容的直观认识，构筑起一个整体的学习框架。其次，各阶段的教学引入一些前沿技术，结合最新的论文学术热点和技术动向，帮助学生思考，比较新技术与传统技术在软件开发中的应用，并分析新技术在处理实际复杂高并发等大型项目时可能存在的问题，培养学生持续学习能力。最后，建议学生在闲暇时积极阅读经典算法、汇编原理等计算机的经典书籍资源，使学生发挥出主观能动性。

3.2 实践教学改革

首先，学生分组构建软件开发团队。每个分组由4～6人组成，包括需求分析师、设计师、编码人员和测试人员等。其次，根据软件开发生命周期将项目开发过程分为7个阶段，每个阶段的实验内容如表1所示。

然后，在软件开发不同阶段发放不同文档和相关教程视频给学生，让学生课前按照教师发放的资料搭建好学习所需的开发环境。每完成一个阶段课程的授课，学生小组依据课堂内容和教师发放的文档，在主流平台如码云、github等开展分工合作，模拟真实企业开发环境，完成教师要求的阶段性开发任务，并按照规范编写开发文档。在课程后期，引导学生对项目所使用的技术进行思考，考虑是否能运用新的前沿技术或者一些新的设计模式对项目性能、可扩展性和可维护性等方面进行优化。当软件项目开发完毕，学生小组通过Docker等主流容器将项目部署到Linux云服务器上，真正实现一个软件项目完整的开发过程。这样的实践应用可以让学生全面了解一个项目中各个成员的职能以及工作范围，从而让学生切身体会整个软件项目从需求分析到发布上线的开发过程。最后，期末采用项目答辩模式。每个小组现场演示项目成果，展示软件系统各个模块功能和性能。并且，采用PPT讲解的方式论述软件项目开发的背景意义、需求分析、设计实现和测试维护内容。教师和校外指导结合项目实例指出不足和提出改进意见。

4 课程考核与持续优化发展体系改革

针对课程考核方式重理论轻实践的问题，课程秉持理论与实践相结合的教育改革思路，通过透明的同学互评机制、团队合作程度、创新能力等多方面进行考核，通过多元化的考核方式全面评估学生的综合素养。

4.1 课程考核方案

本课程考核由期末考试、平时表现和实践项目三个部分组成，其中，期末考试成绩占40%，平时表现成绩占10%，实践项目成绩占50%。期末考试成绩由试卷成绩（占20%） 和上机成绩（占20%） 组成。试卷考核主要考查学生对理论知识的应用和分析，例如案例分析。上机考核主要为了锻炼个人实操能力。平时表现考核由出勤率和课堂表现组成，主要考查学生课堂表现和自主学习能力。高级软件工程是实践性较强的课程，因此该课程实践考核分数占比最大，由多阶段成果评估、项目运行演示和最终项目答辩三个部分组成。在过程化考核中，为了响应“新工科”改革的要求，项目答辩由同学互评、教师评价和校外指导综合评价考核。

4.2 课程考核的监督执行与持续改进

为监督和持续改进课程考核，可以采用如下改进方法：1） 课上，学院不定期组织教师听课，考察授课教师是否按照大纲要求进行授课、是否符合新工科的教改要求以及是否与学生平等交流等。课后，听课教师与授课教师当面沟通交流，讨论课程存在的问题，并提出建议。2） 学生采用匿名反馈的方式评价教师，主要对授课教师的教学目标、教学内容、教学方式等进行评价。对于授课教师的优势教学经验进行推广，对于授课教师存在的问题，经学院审核确认后，让教师及时做出调整。3） 以校企合作方式对期末实践项目进行考核。学校合作企业派出校外指导，针对软件项目运行结果以及学生项目答辩情况进行考核，主要检验学生是否具有开发复杂软件开发项目的能力以及是否具有分析沟通能力。

这些监督和持续改进方法可以帮助学校多方面了解教师教学情况，并且通过评价反馈不断改进教学质量，培养出符合社会需要的人才。

5 结束语

在高层次人才需求不断增大的背景下，高级软件工程课程在教学方式、教学内容和课程考核三個方面进行了综合改革。首先，该课程汲取了各种教学方式的优点，采取互动式、讨论式、多元化的教学方式，在教学方式方面进行了改革。其次，课程内容紧密围绕产、学、研展开，实现实践能力提升、理论知识学习与创新思维培养同步进行。最后，课程考核制度实行多元化考核，实现课程优化闭环，让学校能够更好地掌握实际教学情况，提升教学质量。

参考文献：

[1] 高大海，戴玉华，陈飞.研究生学位课创新课程设计探索与实践[J].教育现代化，2020，7（33）：52-55.

[2] 庞翠娟，范村莹，李雅婷，等.基于新工科人才培养的工科课程教学改革研究[J].教育信息化论坛，2022（4）：51-53.

[3] 张莉，彭远红.探索软件工程领域专业硕士培养模式[J].计算机教育，2015（1）：2.

[4] 冉瑞生，冯骥，张守贵《. 软件工程导论》课程教学改革实践[J].电脑知识与技术，2020，16（22）：127-129.

[5] 胡文艺，阚瑷珂，王华军《. 软件工程》课程TAP教学模式探索与实践[J].职业技术教育，2014，35（5）：51-53.

[6] 汪鑫禹，刘华敏.基于PBL模式的项目教学考核评价方法的探究：以《面向对象程序设计》课程为例[J].电脑知识与技术，2022，18（18）：103-105.

[7] 吴际，杨海燕，刘超，等.面向学生主体的高级软件工程互动式教学模式[J].计算机教育，2013（1）：69-72，76.

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