卓越计划驱动的软件工程双导师一体化教学模式

杨　谊，喻德旷

(南方医科大学　医工学院,广东　广州　510515)



·教育教学改革·

卓越计划驱动的软件工程双导师一体化教学模式

杨谊，喻德旷

(南方医科大学医工学院,广东广州510515)

医工学院响应卓越工程师计划，在应用型人才培养方面加大了改革力度，坚持以社会需求为导向，以医疗应用型软件人才培养为目标，改革专业人才培养方案，突出对学生的工程素质和工程实践能力的培养，摸索出一条具有医工专业特色的软件工程双导师一体化教学模式，显著提高了课程学习实效和学生实践能力，初步实现了复合型医疗软件应用人才培养与社会需求的有效对接。本文以软件工程课程为代表，详细介绍了双一制教学模式的内容、特色和实施方案，并指出了存在的问题和今后努力的方向。

卓越计划驱动；双导师一体化；教学模式；软件工程

一、软件工程教学模式改革背景

近年来，随着计算机软件技术和产业的飞速发展，软件和信息服务业在应用领域中迅速普及，对社会经济发展起着越来越重要的作用。据信息产业部的数据，2010年以来，社会对复合型软件工程应用人才的需求，不仅在数量上，而且在质量上，都处于大幅度持续增加的势头[1]。软件企业对软件人才的需求标准越来越高，包括：掌握软件工程领域扎实的基础理论和宽广的专业知识，具有很强的工程实践能力、团队协作能力和技术创新能力。然而，目前大部分高校软件工程专业毕业生还远远不能达到这些要求。原因是复杂多样的，其中主要原因有：专业方向设置滞后于市场，人才培养模式较为固定，结构较为单一；课程中缺少对学生工程实践能力的足够的训练过程，学生被动地学习知识，缺乏独立分析问题和解决问题的能力；缺乏良好的产学研合作机制，没有形成良好的校企互动，教学环节缺乏经验丰富的企业教师参与[2]。学生在面试、试用环节很快就暴露出实践经验少，动手能力不足等缺陷，出现了毕业生就业难与企业招聘难的矛盾现状。

教育部于2010 年6 月启动了“卓越工程师教育培养计划”(下简称“卓越计划”)，其宗旨是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国。软件工程被国务院学位委员会正式增为一级学科，对于工程应用型软件人才的培养，在国家战略上已被提升到一个新的高度[3]。传统的软件人才培养模式、特别是实践教学模式遭遇到严重的挑战。为此，从2012 年起，南方医科大学生物医学工程学院，在工程应用型复合型软件人才培养方面加大了改革力度，坚持以社会需求为导向，以医疗应用型软件人才培养为目标，认真修订专业人才培养方案，突出对学生的工程素质和工程实践能力的培养，不懈探索，大胆尝试，敢于创新，经过近五年不断的实践和完善，逐步摸索出一条具有医工专业特色的软件工程双导师一体化教学模式(下简称“双一制”)，显著提高了课程学习实效和学生实践能力，初步实现了复合型医疗软件应用人才培养与社会需求的有效对接。

二、双一制的主要内容和特色

(一)培养目标：高质量复合型医疗软件人才

我校医工学院在培养软件工程专业人才方面，贯彻“卓越计划”的明确要求，重点放在高质量和复合型两个要点，以培养具有较强实践能力和创新精神的医疗应用软件人才为目标，以创新实践教学为特色，以校内外实践基地为支撑，以开放管理为保障的双导师一体化实践教学体系，探索并形成了 “双一制”教学模式，顺应软件产业的发展，走产学研相结合的办学道路，与软件企业合作培养软件人才，不断满足科技和社会经济发展的需求。软件工程是一门理论与实践并重的课程，具有综合性、实验性很强的特点，能够提升学生的综合能力和专业素质，包括编程能力、分析与设计能力、工程素养及团队协作精神，对卓越软件工程师的培养起着举足轻重的作用，因此，我们把这门课作为改革的首批重点课程之一。经过三年实践努力，取得了一定的成功经验，并铺展开来，辐射到其他课程、专业和学科。

(二)教育理念：突出实践加强管理的双导师一体化制度

学院与技术企业建立广泛联系，在此基础上遴选适合开展本科生共同培养的技术企业，创建并形成了“双导师”实践教学模式。该模式的主要理念是，校企双方在广泛调研与充分论证的基础上，由校内外两名教师共同负责指导学生课程学习、课内实验与课外实践的全过程，校内教师以专业基础理论教学和专业基础实验教学为主，同时参与课外实践教学，校外教师则主要负责课外实践，同时参与课堂和课内实验的教学和辅导指导[4]。两方教师目标一致，各有侧重，互助互补，相辅相调，共同开展教学实验中的讲授、指导和管理。双导师制实现了理论知识与操作技能的一体化，教学与实践的一体化，技术与产品市场的一体化，专业学习与工作岗位的一体化。

为保证双师制新模式的顺利开展，我们建立了学生—企业—学校三方责权利明确的实践教学管理规定。学生方面，要求学生不仅要认真完成校内课程，而且要遵从企业的管理完成多个实践项目；校内教师方面，积极鼓励教师进入企业软件开发第一线，增长实际工程才干，从而提高课程教学水平；校外指导教师的培训和遴选方面，与技术企业进行充分沟通合作，确保企业导师的工作能力和实践教学能力符合医疗应用软件培养要求。双师制模式得到保障，构建了适合学校自身特点的软件工程教学体系，较好地发挥了双方在工程应用型软件人才培养上的优势，培养方式具有知识面宽、技能综合性强、与医疗应用结合密切等鲜明特点。

(三)课程设置：以实验环节为重心

2013年以前，我们的软件工程课程结构采用理论课36 学时+上机课12 学时的形式，课程结构设置直接制约了教学模式，以教师讲授为主、实践教学为辅，学生实践训练的时间和力度很小，完全达不到实践教学的培养目的。为此，我们对课程结构做了整体性改革，将课内理论学时压缩为24学时，而在实验方面大幅度增加了学时。软件工程所涉及的实验分为基础实验和综合实验两部分，基础实验为24学时，在课内完成；综合实验则由学生在课余(晚上、周末和暑假)完成，实践内容包括小、中、大三种类型的项目，要求每名学生完成的小型项目不少于2个，参与的中、大型项目分别不少于1个。项目难易程度呈阶梯递增，实施地点包括校内实验室和校外实习基地，全过程都得到校内老师和企业导师的管理、指导和协调。学生完整地经历一遍综合项目训练，所花时间不少于180学时，所投入的精力和所接受的项目训练分量均为以前的十几倍，所得到的收获也必然大大增加。这样，软件工程课程不仅仅覆盖教学任务所规定的较短时期，而且延展到了一个较长的时期，便于学生综合运用多门课程的知识和技术。另外，学生必须完成课内外的理论学习和所有实验项目才能拿到学分，在动手能力和综合素质方面他们因此得到了很大的深化和提高。

(四)课程教学：新颖，鲜活，实用

为了使软件工程课程紧跟行业动态，双师通力合作，持续优化专业教学内容，不断地将软件产业的最新技术引入课堂教学，每年都会根据当前热点技术调整教学计划，增加删减相应的内容，使得学生能够在第一时间了解、掌握热门技术，从而在实习、就业中保持竞争优势。例如，为顺应移动互联网发展潮流，我们精选了移动互联网和游戏开发技术中的软件工程实践案例，在课程中介绍这些项目的设计和开发经验，并鼓励学生自我探索；精准医疗是目前医疗发展的新方向，精准软件的设计和开发与云计算、大数据分析等新兴技术密切相关，课内学时有限不便于展开讲解，我们就把纷繁的资源整理成较为系统的格式，提供给学生课外学习，从而使得软件工程课程内容紧紧贴合目前蓬勃发展的医疗应用实际。

在软件工程的课堂讲述中，会采用多个软件开发的案例，传统的做法把主要精力放在需求分析、概要设计和详细设计的原理上，直接给出案例的结果，较少讲述具体案例的分析和设计过程，学生似乎能够看懂听明白，但轮到自己动起手来却往往无从下手。为了改变这种情况，我们在讲授方式上做了重大的变更，让学生不仅看到设计的结果，更主要的是看到并参与整个过程。例如，在讲授一个具体软件项目的需求分析时，教师扮演客户、投资方等关系人的角色，学生作为开发方，在教师的指导引领下从头开始进行功能、性能、接口、并发性、容错性、安全性等需求的提取、验证、迭代和确认，从零开始逐步构建相应的分析模型，经过多次迭代调整，最后得到符合客户要求的准确、全面、详尽的需求分析结果，并写出需求规格说明书。教师善于在关键环节进行引导点拨，学生全心全力投入，主动提出各种思路想法，分享讨论，从中习得丰富直观的第一手经历，及时地演练需求分析、系统设计的技能，在模拟训练中巩固分析流程和细节，在教师的指导下对模拟的结果进行动态的对照，发现自身理解的偏差和问题，从而加深对案例的理解和掌握，案例学习收到明显的效果。通过这种大量练习，学生逐渐掌握的软件工程方法和思想，在实践中建立了自信，运用起来也越来越熟练。比起传统的被动听讲、只会记忆几大过程模型、几大开发流程来，新的课程教学模式显著提升了学生的学习效率、积极性和参与度。

(五)实践教学：任务驱动+项目开发

对于软件工程专业，实践教学是加深理论知识认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要手段[5]。过去的课外练习方式主要是纸质的和静态的，缺乏环境的支持，无法做到学练互动，不利于真正提高学生的实践能力。

如前所述，我们将软件工程所涉及的实验分为基础实验和综合实验两部分，基础实验在课内完成，主要目的是配合所学理论知识进行基础技能的巩固性练习。实践的重点在于综合实验。学院和企业教师根据学习进度，将企业中的实际项目进行拆解、改装，根据小中大等阶梯型实验项目的不同要求，编写成相应的实验课题布置给学生。这样的综合实验具有明确的任务驱动目标和很强的项目特征，不仅实用性强，内容丰富，而且实现动态更新，技术企业源源不断地提供新的开发项目的产品或半产品作为实验案例，无论是数量，还是真实性、贴切度，都很好地满足了实践教学的要求。具体的实践教学流程为：

1.任务接受：教师按阶段发布多个相应的实践任务供学生选择，小型项目要求学生在规定的时间内独立完成，中、大型项目分别具有相应难度，但经过努力可以较好地完成，要求学生以小组形式合作完成，时间期限也相应较长。

2.组织形式：中、大型项目以小组的形式来进行组织，包括一名组长和4-6名组员。学生小组通过实践环境，动态创建软件开发项目。每周安排2 学时的交流课程，各组组长介绍本组项目的进展情况和碰到的问题，将项目开发的过程细节和结果与其他学生进行分享，让其他的学生参与其中，教师对项目的实施进行指导，引导学生就某一细节问题展开讨论。学生具有自己的学习空间，将课程学习和实践中的心得、体会等进行记录，将一些好的技术、方法等资料与其他学生进行分享。

3.成绩评定：课程实训结束时，每组需提交所完成的软件系统和相关的文档、实践报告等，采用验收答辩的形式评定成绩，每个小组演示开发完成的软件系统，总结项目实践中所获得的体会、经验，并自我总结不足之处，做下一步的实验规划。由教师主持实践项目验收答辩，由其他小组的代表参与组成评委，归纳答辩小组的优点、特色，指出其不完善的地方并提出改进意见，最后由学院和企业教师共同进行综合评定，对实践项目的成果进行评审并打分，给出每组的最终实验成绩。

(六)师资培养：校企合作联动，三方受益

广州市是一个以改革开放、包容为特色的城市，有着丰厚的教育科研和医疗资源，科技交流十分频繁，高新科技产业和创新型产业的发展前景十分可观，拥有大量的创新型技术企业，为开展校企合作带来了得天独厚的优势。学院贯彻“卓越计划”，把医疗软件技术公司作为教育变革的新依托力量，建立以就业为导向的校企合作联动机制。学院结合多方需求，将更多的企业力量引入到教学体系中，使他们参与到课堂教学、课后实验、项目实训、科研创新、实习创业等教学和实践环节中。为了增强企业参与教学的积极性，学院教师团队密切研究跟踪大型软件企业的发展方向，找到教学内容与企业发展方向的契合点，同时结合企业在用人方面的需求进行针对性培养，形成互惠共赢的局面，建立了较为稳定的长效合作机制。

通过校企联动及时更新课程体系和内容，企业参与教学获得持续动力。教学内容变得丰富而实用，理论与实践并重，动手与互动并行，在课堂教学、课内实验、综合项目、科研创新和实习创业等教学环节中，均有学院教师与企业教师之间、学生与双师之间的大量互动交流，增强了学生解决实际问题的能力，初步具备了参与实际项目开发的能力。

通过校企联动提高教师素质，形成具有双师型教育能力的专业教师队伍。学院中青年教师大多具有博士学位，他们经过多年的学习，并开展了多个科研项目，具有扎实的理论功底，但在与医疗领域结合的应用软件的开发方面经历较少，对当前技术市场的了解和把握也比较欠缺。我们每年都安排部分教师到合作企业中进行为期2-3个月的半脱产交流，在实际项目中锻炼和提高教师的技术应用能力，将更多的新技术和开发项目引入到学校、课堂，同时也有效提高了教学能力，目前的教学团队很好地完成了软件工程等课程的实践教学。企业教师借助校企联动，不仅了解了高校软件工程专业的培养方向和过程，为技术公司有针对性地培养和发现人才，而且自身也获得了很多收益，如在高校进修的机会，参与到高校的科研项目中提升理论水平。

三、收获与今后的发展

学院以强化实践教学为手段，以提高学生实践与创新能力为目标，构建的双一制教学新模式在软件工程等首批5门课程中取得了较大的成功，目前已经推广到第二批14门课程中去。在卓越计划驱动下，双一制实践教学体系符合软件人才培养规律，在人才培养方面取得了显著成效。学生在各类学科竞赛中表现出了较强的实践能力和良好的创新能力，获得2013、2014、2015年广东省大学生创业竞赛一、二等奖多项，全国大学生电子竞技大赛二、三等奖多项，全国JAVA程序员竞赛二等奖、华南赛区二等奖多项。在课外科研方面，由校企合作综合项目而拓展延伸深化的多个项目，获得了广东省大学生创新创业计划项目并顺利完成。毕业生因基础较为扎实、实践能力较强，在人才市场中享有良好的声誉，近3年每年毕业季都有多家广东省和省外的医疗软件企业直接来到学院面试挑选学生，对能力和素质符合要求的学生优先发放入职offer，2013、2014、2015届软件工程专业毕业生一次就业率分别为88.4%、91.6%和90.3%，比实行教改之前的一次就业率提高了20%左右。

既肯定成绩，也看到问题。在双导师一体化教学模式中，还存在不少需要探索和研究的问题，主要有课程和管理两方面的问题。

在课程本身方面，实践教学质量系统评价的指标体系不是一成不变的，需要根据技术的发展和产品市场的变化动态调整。软件工程与同类型课程的综合实验有部分相近之处，如何将同类型课程的综合实验进行有机地合并，减少内容重复的实验，提高实验的跨课程属性，也是需要探索的问题[5]。软件工程一门课的综合实验占去学生大量的课余时间，有时导致与其他类型的课程和活动的冲突，需要更好地协调。软件工程课程教改模式在其他课程中如何推广应用[6]，都需花力气来研究与解决。

在管理方面，目前已经制定并实施了校企合作培养医疗应用型人才指导意见、岗位职责、管理规定和评价准则等制度及管理规定，从制度上保障各个阶段工作有序推进，但要保证校企深度合作和持久合作，还应开展如下工作：

1.成立专门的合作管理机构，对校企合作各环节进行规范管理，对合作过程中出现的问题进行及时处理和解决；

2.建立和完善安全教育制度和备案登记制度，对学生进行技术、岗位和安全全方位教育管理；

3.在课程改革的基础上开发校企合作管理平台，加强校企联合长效机制，实现对各类资源、人力、设备等的有效管理。

(责任编辑：王金明)

[1]周慧，熊耀华，陈明华. 软件工程人才培养中校企合作实践存在的问题分析[J]. 软件工程师,2014,17 ( 10) : 30-31,29.

[2]彭昱忠,元昌安, 王汝凉. 地方普通院校卓越软件工程师培养模式探究与实践[J]. 高教论坛, 2016(2): 21-25.

[3]李锋, 夏小玲. 计算机软件工程专业卓越计划实践教学[J]. 计算机教育, 2013,11(13): 18-21.

[4]王文发，武忠远，许淳. 地方高校软件工程专业校企合作实践教学的探索与实践——以延安大学为例[J]. 高等理科教育, 2016,24(12): 114-119.

[5]王灿辉,林郎碟. 软件工程思想在计算机语言类课程教学中的贯彻实施[J]. 高教论坛, 2010(1):87-89.

[6]杨谊，喻德旷，马建华. 一个中心，双管齐下，多方联动——网络程序课程强化实践能力建设[J].高教论坛, 2015(8):57-61.

Double Tutors Integrated Teaching Mode in Software Engineering Driven by Excellent Engineers Program

YANG Yi,Yu De-kuang

(Biomedical Engineering School, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China)

Responsive to the Excellent Engineers Program, biomedical engineering college has intensified the reform in the cultivation of applied talents. Directed by the society demands, targeted at the medical applied software talents, the training program has been greatly innovated and changed which lay emphasis on students' engineering quality and engineering practice ability, and a novel double tutors integrated teaching mode with distinguish features has been built and applied, resulting in the obvious improvement of course study and the practical capability of the graduates, and have gained the preliminary docking of the composite medical software application personnel training and social needs. This paper introduced the content, properties and implementation program of the new teaching model in software course in detail, and showed the existing problems, corresponding countermeasures and future directions.

driven by excellent engineers program；double tutors integrated；teaching mode；software engineering

G642.0

A

1671-9719(2016)8-0038-04

杨谊(1973-)，女，广东河源人，副教授，博士，研究方向为网络应用软件设计与开发、计算机算法设计、软件工程。

2016-05-21

2016-06-10

2013年广东省产业技术研究与开发专项资金项目“基于主动式RFID技术的检伤分类和伤员转运管理系统的研发”(2013B051000054)；2014年南方医科大学本科教学改革发展工程建设项目“应用型本科网络程序设计课程改革”(B1012291)；2015年广东省教育教学奖培育项目“校企结合，工学互促，优化网络程序设计课程”(C1032165)；2014年广东省科技计划项目“基于数字化医学网格的乳腺肿瘤自动诊断与预警机制关键技术与应用研究”(2014A020212545)。