双万计划下软件工程金课建设

期刊目录网软件开发论文发表2021-01-21 10:05关注(1)

　　在教育部提出的“双万计划”背景下，基于“两性一度”金课建设标准，针对新工科建设和工程教育认证以及国际化软件工程人才的培养目标，分别从课程目标、教学内容、教学方法、教学过程、评价方法等方面探究软件工程“金课”建设之道。重塑教学内容，体现课程高阶性；重组教学过程，增强课程创新性；校企深度融合，增强课程挑战度；改进教学模式，提高学生接受度；优化评价方式，提升课程目标达成度。

双万计划下软件工程金课建设

　　关键词：“双万计划”；“金课”；软件工程；课程建设

　　1引言

　　为全面提升人才培养质量，2019年4月，教育部启动一流本科专业建设的“双万计划”，此外，进一步启动了一流课程建设“双万计划”，打造高阶性、创新性、挑战度的“金课”。一流本科教育建设离不开一流专业建设和一流课程体系建设。学科是专业和课程的基础,专业是学科的拓展延伸和课程的组织形式,而课程是学科和专业的桥梁纽带[1]。河南大学软件工程专业于2019年被教育部认定为首批国家级一流本科专业建设点，《软件工程》作为软件工程专业的核心必修专业课程，是一门综合性和实践性很强的课程。本课程着重培养学生的软件开发的理论基础、使用现代工具、软件建模的实践能力，培养学生的团队协作意识、沟通协调能力和创新精神以及解决复杂软件工程问题的综合能力和工程素养。“软件工程”课程建设对于软件工程专业人才工程素养的培养发挥举足轻重的作用。软件工程课程综合性强，高质量的课程内容能促进学生对本专业相关课程的理解，提高分析和解决复杂软件工程问题的能力。自软件学院建院以来，软件工程课程建设共经历以下几个阶段：(1)传统教学理念和项目验收相结合的教学方式。(2)案例驱动和任务驱动教学法相结合，围绕课程设置的实践案例展开教学，结合实践完成情况检验学习成果。(3)引入OBE教育理念，通过灵活多样的方式提高学生的学习。(4)在OBE理念基础上，结合工程教育认证思想和CDIO理念，注重课程的持续改进。对课程的教学内容、考核方式方法等进行统一规划，通过对考核结果的分析，制定持续改进方法。由于基础理论过多，内容抽象枯燥，学生学习兴趣不高，知识接受度低；实验教学项目偏离实际需求，教学效果不够理想；考核方法单一，无法精确量化课程目标达成度。针对以上问题，为了满足软件工程专业学生的培养要求，本课程以成果导向教育为理念，以培养复杂工程能力为核心，从教学理念、教学团队、课程目标、教学设计、课程内容、教学组织、教学评价等多方面进行课程建设。软件工程课程建设总览图如图1所示。

　　2软件工程“金课”建设标准

　　在教育部提出的“双万计划”背景下，基于“两性一度”金课建设标准，针对新工科建设和工程教育认证以及国际化软件工程人才的培养目标，以最新的软件知识体系内容为依据，采用现代智慧教学工具组织教学过程，秉承人才市场化和国际化的教育理念来进行课程建设，并在教学过程中融入课程思政。(1)课程思政“课程思政”能从根本上解决学风问题，对引领学生价值观有重大意义[2-4]。将思政元素融入专业课程内容，一方面，专业知识本身具有明显的价值倾向、家国情怀等；另一方面，教师可以通过深度挖掘，在已有思政元素的基础上实现进一步拓展和开发，激发学生的学习热情，使其成长为符合社会需要的软件技能型人才。(2)课程的“两性一度”教育部高等教育司司长吴岩提出“金课”的标准是“两性一度”,即高阶性、创新性、挑战度[5]。在教学内容方面，将学术研究、科技发展前沿成果等引入课程实践项目，如用人工智能来解决软件工程的一些问题，体现课程的高阶性；在教学模式方面，采用智慧教学工具重新构建教学的课前、课中和课后环节，提高学生的学习效率和效果，增强课程创新性；在课程实践项目方面，将前沿技术和企业实际项目相结合，增强课程挑战度。(3)最新软件工程知识体系2014年2月20日，IEEE计算机协会发布了软件工程知识体系SWEBOK（Soft⁃wareEngineeringBodyofKnowledge）指南第3版[6]。SWEBOK描述的是广泛共识的知识。根据新的软件工程知识体系利用CDIO理念对课程内容进行扩充和细化，融入具有中国工程教育特色的教育元素，满足软件工程人才的需要，构建符合本校定位的课程知识体系。(4)人工智能软件工程针对人工智能时代的大趋势,充分发掘人工智能在软件工程的应用。例如在软件需求分析中，用自然语言主题模型分类来解决软件问题的重要性自动排序。(5)课程国际化培养国际化软件工程人才，是高校软件工程专业教学的必然趋势和发展方向，也是高校教学研究的重要课题[7]。通过与多境外高校进行教师学生交流、合作办学、学分互认、双联学位、国际联合实验室，尝试在教学内容、教学过程和学生实践项目的选择和设计中融入国际化元素。(6)校企共建课程为解决人才供需矛盾突出的问题，“校企共建课程”将会成为被普遍采用和行之有效的手段[8]。通过与北京“中软件国际”，“河南云和数据信息技术有限公司”等企业合作，进行课程共建，充分利用企业的项目资源与人才资源，培养与市场接轨的卓越软件工程师。

　　3课程目标

　　在“双万计划”背景下，契合本校培养目标，落实“立德树人”的根本任务，基于CDIO工程教育理念，依据中国软件工程知识体系，培养掌握软件工程基本原理知识，熟练运用工程化方法开展软件开发的能力，具有优秀项目规范管理与沟通能力的高素质应用型工程技术人才。(1)基础知识目标：掌握软件工程基本概念和基本原理；(2)技术应用目标：掌握需求分析、软件设计、编码实现和测试维护等技能，具有运用工程化方法解决复杂软件工程问题能力，提高创新思维能力；(3)前沿技术目标：了解软件开发过程各阶段人工智能等前沿技术的研究与应用进展；(4)综合素养目标：树立民族自信心和爱国主义情怀，培养团队协作、责任意识、社会担当和国际视野等综合素养。

　　4课程内容与资源建设及应用情况

　　4.1教学内容

　　基于OBE理念，按照最新的中国软件工程知识体系，将工程基础知识、数学基础知识等领域融合到整个项目开发过程中。校企深度融合引入国际著名教材，重塑教学内容。将教学内容分为三个部分：软件工程基础知识、技术应用和前沿探索。第一部分，介绍软件工程的相关概念和基本原理，让学生对软件工程有初步的认识。第二部分，按照软件需求分析、软件设计、编码实现和测试维护进行软件开发。第三部分，关注前沿技术，将人工智能技术引入软件开发的需求分析、系统设计、代码分析、软件测试和故障诊断等过程中，实现软件开发过程的智能化和自动化。

　　4.2教学方法

　　教学方法要体现课程创新性，软件工程分为课堂教学和实践教学两部分。以学生为中心，以产出为导向，以课堂讲授(LBL)为基础，以案例学习(CBL)为引导，结合“学堂在线”教学资源和“雨课堂”互动工具组织课堂教学。实践教学采用项目式学习法和基于团队式学习法，由学生组队选择具有一定挑战度和创新性的实践项目，使用前沿技术，通过团队合作、讨论和设计完成项目实施，激发学生的学习动力和潜能。通过课堂讨论和项目参与式学习，使学生能够将软件工程的理论用于实际的软件开发实践中，提高学生解决复杂软件工程问题的能力和团队协作、沟通管理、责任意识和社会担当等综合素质，达到工程教育专业认证的标准。

　　4.3教学过程

　　充分利用智慧课堂的教学方法和工具，重组教学过程，营造良好的课堂沉浸感，增强互动，提升课堂体验。引入学堂在线SPOC网络教学平台，在课堂教学中，课前由教师发布“学堂在线”的线上教学资源，学生进行线上预习，并完成互动答疑，教师可以通过学生的预习情况及时调整教学侧重点，提高课堂效率。课中，通过引入真实项目案例讲解知识点，并结合当前实事和前沿技术发展等进行思政教育。此外，教师使用“雨课堂”加强课堂交互，进行课堂签到、在线测试，随机提问。课后，教师发布课后作业和实验练习，定期进行线上过程性测试，根据考核结果，针对不同程度的学生进行个性化指导。通过丰富的线上资源包括微视频、电子文档等，帮助学生固强补弱，提高学习效果。在项目实施的过程中，选取难度具有阶梯性，富有挑战性、创新性的企业项目，如应用深度学习框架，进行自然语言处理，将场景智能转化，搜索匹配生成集图片、诗句、背景音乐于一体的情景诗歌。

　　4.4教学评价

　　课程目标达成度的评价方法通常根据专业以及课程的特点来选择或设计，不同的评价方法对于同一门课程的课程目标达成度的评价往往存在差异，这就需要用统计学相关方法对评价方法和评价结果进一步处理和决策，才能得到一个对课程目标达成度的有效评价，作为计算毕业要求达成度等指标的计算元素[9]。本课程的教学评价采用多元化、过程性评价方式，通过智慧化技术手段和网络平台工具支撑，充分发挥课程评价的多种功能，尤其应注意发挥其检查、反馈和激励的功能。教学评价方法结合学生角度和教师角度实施多元化、过程性评价，构建多维度闭环式教学评价。第一，从学生角度出发，按照课程目标设计调查问卷，将课程目标加权平均值的平均分作为本课程的达成度评价结果。第二，从教师角度出发，根据教学大纲的设计，以各教学环节的考核材料（包括期末考试、网络教学平台线上过程考核、实验报告、项目实践、过程性评审等）成绩为依据，逐一计算课程目标的达成度。由于学生和教师角度和出发点不同，得到的评价结果不一致，所以必须对单一评价方法的评价结果进行分析和综合，得出更为合理的评价结果[10]。本课程将教师和学生的评价结果进行赋权组合，将赋权组合只有的结果作为课程评价结果。在多维度闭环式教学评价中，不仅考查教师的“教”，更注重学生的“学”，尤其是学生的学习过程和学习效果，以“评”促“教”，形成完善的课程持续改进机制。

　　5结论

　　本课程在“双万计划”背景下，结合工程教育认证思想和CDIO理念，采用以学堂在线SPOC网络教学平台+雨课堂模式，重构教学，激发和提高了学习积极性，教学效果优秀，有效达成了教学目标。学习过该课程的学生以课程实践作业为选题的项目，在2017至2019年期间结项1项国家大创项目，6项河南省大创项目，15项河南大学大创项目；2019年，新获批5项国家大创项目。课程团队课程改革成果的应用，从教学效果看，较好达到设定的课程目标。

　　参考文献：

　　[1]闫长斌,时刚,张素磊,李永辉,杨建中.“双一流”和“双万计划”背景下学科、专业、课程协同建设:动因、策略与路径[J].高等教育研究学报,2019,42(3):35-43.

　　[2]王石,田洪芳.高职“课程思政”建设探索与实践[J].中国职业技术教育,2018(14):15-18

　　[3]宋伟.高校“课程思政”实施策略研究[J].中共济南市委党校学报,2018(5):104-106.

　　[4]何红娟.“思政课程”到“课程思政”发展的内在逻辑及建构策略[J].思想政治教育研究,2017(5):60-64.

　　[5]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9.

　　[6]沈备军.解读软件工程知识体系SWEBOKV3[J].计算机教育,2014(7):1-2.

　　[7]李波,陈瑶.国际化软件工程人才培养教学探讨[J].计算机教育,2018(8):33-36.

　　[8]周真.软件工程专业课程校企共建机制研究[J].教育现代化,2019(11):138-140.

　　[9]田劲松.专业认证毕业要求达成度评价方法研究[J].大学教育,2018(5):40-43.

　　[10]张晓青,王君.大学课程目标达成度的组合评价方法研究[J].现代教育管理,2019(11):62-68.

　　作者：楚广琳徐树维