“3阶段递进”教学模式在项目实训中的探索与实践

陈占伟

(周口师范学院 计算机科学与技术学院,河南 周口 466001)



“3阶段递进”教学模式在项目实训中的探索与实践

陈占伟

(周口师范学院 计算机科学与技术学院,河南 周口 466001)

软件学院项目实训是一个设计性实践教学环节，也是培养创新型人才的重要教学环节.为培养学生的专业技能、工程实践能力和创新精神，结合目前软件工程专业项目实训的现状，构建了层次化“3阶段递进”式实践教学模式的框架结构，从认知、验证到创新的实践教学内容，阐述了教学实践的方法和步骤，并在实践教学应用中取得了良好的效果.

3阶段递进；教学模式；项目实训

软件学院的项目实训是软件人才培养的重要教学环节，是缩短应届毕业生和企业岗位实际需求之间差距的必要手段，因此，项目实训已成为软件工程人才培养的一个重要途径.当前，软件学院项目实训主要以校企结合的方式来完成，从人才培养模式[1-2]和实践教学模式[3]两方面进行研究.笔者结合周口师范学院软件学院的软件工程人才培养模式进行实践研究，结合真实项目案例的软件开发流程，在传统的“基于任务驱动”[4]和“基于项目”[5-6]的实践教学基础上，提出层次化的“3阶段递进”实践教学模式的框架结构，进行分层次、分任务、分阶段的专业技能、工程实践能力培养.在实践教学模式中，强调自主性、创新性，强化对学生职业能力的培养.并以现代软件开发工程技术人才对实践和创新技能的要求为目的，适应计算机科学与技术学院软件工程专业的可持续发展，实现应用型人才培养目标.

1　软件工程专业项目实训现状

1.1学生实训积极性不高

目前软件工程专业的项目实训安排到大学二年级至大学三年级每学期的最后两周，从学生的学习状态来看，学习积极性不高.主要原因是由于每学期的学习内容连贯性较差，不能形成一定的知识体系，学生在较短的时间内只能局限于模拟实训项目的设计流程，照搬程序代码,学生没有自主性，工程实践也只是应付了事，完成实训学分.

1.2实训内容综合性不强

从每年软件工程专业的实训项目选择来看，实训项目技术方向相对集中，实训内容深度不能达到专业软件技术人才培养的要求，缺乏综合实践能力培养,和企业岗位的实际需求有一定的差距，不能达到对学生专业技能和工程实践能力培养的要求.

1.3实训内容无层次

软件工程专业分文科和理科，虽然对文科学生和理科学生的实训内容进行了区分，但并没有对根据不同层次和不同基础的学生安排适合他们知识水平的项目内容.软件技术人才培养是根据工程开发技术路线来设计课程体系，对应的项目实训也要制定人才层次化培养内容和递进式的培养目标.因此，实训内容无层次导致程度好的学生“吃不饱”，基础较差的学生学不会的状况，无法实现软件人才的柔性管理.

1.4校企联合实训达不到预期效果

当前部分学校的实训项目委托给企业培训机构，虽然项目有一定的深度和难度，但是这种短期的项目实训，只能让学生了解项目开发的过程.企业在给学生实训的时候会和学生在校的学习内容有脱节，不了解不同层次的学生需求，对于基础较差的学生不仅没有帮助，而且可能会对项目开发失去兴趣.

2　教学方案设计

2.1“3211”教学方案设计

结合周口师范学院软件学院软件工程专业学生的实际情况，提出“3211”教学方案，即“3”个学期基于案例的理论与实践结合教学；“2”个学期的轻量级Java EE开发技术和Java EE进阶技术教学与实践；“1”个学期的项目实训案例教学；“1”个学期的毕业设计.具体教学方案设计如图1所示.

图1　“3211”教学设计流程图

2.2层次化“3阶段递进”教学模式

项目实训的教学与实践在同一个实验室，实现教学与实践的一体化，按分层次、分任务、分阶段的课程设计方案，3个项目阶段递进的方式完成对学生职业技能的培养.层次化“3阶段递进”教学模式如图2所示.

项目教学案例是将企业真实项目整合为教学资源，学院合作企业和软件开发研究所提供项目的更新，在学校和企业两个环境结合的培养下，让学生回归工程，运用最新技术，从工程实际出发，真题真作，在规范的软件开发流程下体验和完成项目.

实训目标：通过层次化、递进式工程技能的应用训练，使学生达到项目岗位职责功能目标.

软件开发流程及规范文档：分层次逐步掌握.

学生培养：理论联系实际，学以致用，通过从认知、验证到创新的实践，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力.

图2　“3阶段递进”教学模式图

3　“3阶段递进”教学模式的实践

项目实训教学计划的项目教学案例基本涵盖Java EE相关技术，紧跟软件行业发展，规范项目开发流程和项目文档，使学生在“学习-实践-提高”过程中逐步提升项目开发的知识和技能.

教学计划安排三个项目实训案例，教学案例选择以软件开发技术路线为主线，递进式训练，完成实训目标；教学实践中合理分配理论讲授与学生实践的时间比例，通过不断加大实践的时间比例，达到提高学生实践能力和自主学习能力的目标.具体安排参考表1.

表1　项目实训教学计划

各阶段选择的实训项目以“由浅入深”的递进式进行设计，根据实训目的和培养目标，动态调整学生的项目角色，使学生在软件开发各个阶段的活动和工件输出过程中，找到适合自己的角色定位(表2)，为就业选择找到方向，实现柔性化人才培养目标.

实训的三个阶段逐步提高学生自主实践的时间，在数字化实训平台下，按平台项目管理流程分任务、分层次、阶段性完成设计开发任务[7-8].

3.1“案例为导向，教学做结合”的教学模式

教学案例选择外联项目，校企结合，让学生参与到各个环节，实际项目开发中模拟公司模式组织教学[9].学生5人为1个项目开发小组，分配项目角色，明确角色功能，以项目为导向，通过目标明确、任务分解、课堂与实践地点一体化等环节，将学习过程融入实际项目工作过程中，实现学生对项目开发流程的认知、体验和学习.组织策略如图3所示.

表2　项目角色各阶段活动及工件输出

图3　第1阶段教学法的组织策略

同步训练：教师在演示项目过程中提出项目开发模式，进行需求分析，及时与学生交流，然后教师给出项目原型设计，并提出解决方案，教师根据学生情况相应调整教学方案.

自主训练：项目组学生在教师引导下，让学生思考需要的技术，分组讨论解决开发中的任务，项目组协同完成，发现问题及时解决.

教师角色：帮助学生体验开发过程，从需求分析、系统设计、数据库设计、模块设计、系统测试和总结报告，参照项目文档模板撰写文档.

教学目标：本阶段实训案例相对简单，是对已有开发技术的综合应用.主要任务目标是让学生了解软件开发流程，掌握编码规范，学会撰写项目文档.以调动学生的积极性为目标，使学生在项目开发过程中体验到完成项目的成就感，克服对项目开发的恐惧感.

教师讲授与学生实践的时间比例不大于5∶5来设计教学过程.教师在案例教学中要详细介绍软件开发的需求分析、系统设计、编码、测试和维护等流程.

需求分析：是软件开发的重要阶段，由于存在开发者缺乏行业知识、用户说不清需求等客观因素，需求分析是系统分析员与用户双方反复交流才能完成.所以，在整个软件开发流程中，让学生了解进行需求分析的必要性和重要性.阶段成果包括：可行性研究报告、软件系统需求说明书和用户需求说明书.

系统设计：要衡量体系结构的设计是否符合商业目标，为开发者和客户带来最大利益；用户界面设计是否容易使用；数据设计是否合理、安全，性能是否最优；模块设计尽量独立，是否实现高内聚、低耦合等.阶段成果包括体系结构设计报告、用户界面设计报告、数据库设计报告和模块设计报告等.

编码：主要包括编程语言的选择、编程、调试、编写相关文档.重点是编码规范、调试技术、单元测试、程序健壮性、代码的复用性等.

测试：单元测试、系统测试.了解掌握测试流程：制定测试计划、设计测试用例、启动准则执行测试、撰写测试报告、消除软件缺陷、完成准则、完成测试.

维护：重点放在软硬件环境上，维护的关键是用户培训.

文档编写：文档编写规范和六大文档编写原则.

学生以项目组为单位进行实践时，全程体验软件开发流程，熟悉各角色职能.项目组角色定位自由，项目经理(并兼任其他角色)轮流担任，负责系统设计开发计划、任务进度、人力资源计划(角色分配)、阶段成果汇总、讨论及完成上交.这一阶段完成的成果报告是项目组集体成员智慧的结晶.学生通过项目组讨论、各项目组设计成果对比、教师指导评价、数字化平台系统评分来发现自己的优势和不足，为下一阶段的实训找到努力的方向.

3.2以“项目实践”为中心的激励考核模式

本阶段通过完成项目案例来引导学生从认知到实践提升的过程，是整个项目实训的关键阶段，学生自主选择的空间更大，实训课时相对较多.

通过上一阶段的训练，学生基本熟悉了软件开发的基本流程设计、开发文档的编制和编制规范、单元测试和系统测试等软件工程技术.本阶段项目实训的案例选择当前流行的SSM(Spring+SpringMVC+MyBatis)框架开发技术，从第一阶段的Java基础开发案例实训到第二阶段的Java EE框架开发，在知识面、技术面和工程工学结合的技能实践教学体系面上循序渐进，实现了层次递进式的工程实践训练，在工程开发上使学生能够递进式的提升工程实践能力和创新技能水平.

在项目开发小组角色方面，既有分工也有协作，开发小组成员以项目经理身份，组织软件工程流程的管理与配置的各种角色，集体协商制定项目开发计划.每个成员根据上一阶段自己的实践经历，自由选择两个项目角色，一个“优势角色”和一个需要加强训练的“劣势角色”.形成一个角色至少两个学生，优劣结合完成项目角色功能，实现“以优带差”.

本阶段通过项目实践为中心的激励模式，激发学生的主动学习能力.在实践教学平台中以职业技能为导向，让学生通过动手实践、自我验证、技术融合、综合分析等完成整个项目的设计和实现过程，完成应用型人才培养[10-11]目标要求.项目实践为中心的激励模式如图4所示.

图4　项目实践为中心的激励模式

案例教学采用课堂讨论的方式，从需求分析到系统原型设计；从开发模式选择到模块功能设计；从框架设计的运用到设计模式的选择.学生在分组讨论中找到开发思路，按照项目开发流程，分工协作，亲自动手完成整个项目.教师要及时汇总问题进行解答并启发学生去实践，有效培养学生解决综合性问题的能力.

学生项目实践是主线，以学生为主，锻炼学生分析问题和解决问题的能力、文档撰写能力.教师进行技术难点解析，帮助学生积累项目开发经验.通过项目的实践，让学生体验项目开发中解决问题的快乐，激发学习兴趣.

教师通过数字化实训平台与学生进行交流和考核，各个项目组的开发进程和项目设计是透明的，便于项目组之间的交流和学习，各项目组设计成果的演示，为实训成绩考核提供了透明度.

教师教学引导与学生实践的时间比为4∶6，根据学生学习能力适当调整学生的实践时间，酌情调整学生的自主学习时间.

3.3以学生为中心的自主创新模式

本阶段项目实训按照软件工程技术人员岗位要求，学生自主选择项目岗位，也是毕业后求职的岗位，可以选择一个或两个岗位，但是必须独立完成岗位职责.如对前台设计技术有兴趣的可以选择UI设计工程师岗位，对测试感兴趣的可以选择软件测试工程师等，在人才培养上实现柔性化管理，岗位职责功能见表2.

本阶段实践以软件人才的知识、技能和职业素质训练为出发点，培养学生自主学习及创新能力[12].实训培养目标如图5所示.

图5　第3阶段实训培养目标

项目教学案例结合大数据背景下集群、缓存技术的运用，引入实践设计目标.教师讲解这些技术应用场景，引导学生通过技术资料、查询网络资源，培养学习方法，提高学习能力.指导教师充当顾问的角色和与学生交换设计和开发意见的参与者角色，引导学生真正成为探索型的主动学习者，无形中培养学生的软件工程实践创新能力.

项目组的分工严格按照企业岗位需求设置，各项目组成员固定角色.细化分工、明确职责，协同完成项目开发的整个流程.各角色独立完成对应角色的功能及文档撰写，撰写的软件文档见表3.

本阶段实训过程中，学生以实际的软件人才需求岗位完成实训项目，独立承担项目岗位职责功能，为以后就业选择提供了目标，也实现了与实际岗位的“零”适应.

表3　项目角色需完成的软件文档表

4　实训考核

学院通过数字化实训平台进行考核，评价的指导方针是“应用性、实用性、创新性”，从项目完成程度、软件文档和创新性等方面综合评定学生成绩[13-14].考核方式如图6所示.

图6　考核方式

考核方案：实训总成绩100% =(阶段检查20%+演示答辩20%+项目文档30%+创新设计20%)×设计效果系数(≤1.0).设计效果系数由评审组评定，未达到设计要求(0.6至0.7)、完成设计要求(0.8至0.9)、有创新设计点(0.9至1.0)分别确定具体的系数值.

5　小结

“3阶段递进”实践教学体系的构建和实践，实现了工程实践能力自主性、创新性培养的突破.同时，分层次、递进式的实践教学模式符合学生循序渐进学习软件工程知识和技能的客观规律.以软件人才需求为目标，真实的工程实践为背景进行实践教学，在实际的工程应用中，学生在真实的岗位上，学以致用，技术理论与工程实践的结合，较好完成职责，适应了应用型本科计算机软件工程专业培养高级软件技术人才的目标要求，拉近了与软件人才工作岗位的距离，使学生尽快适应毕业后的工作.层次化“3阶段递进”教学模式完善了周口师范学院软件工程专业的课程教学体系、提高了本科生教学质量、适应了社会对计算机软件人才的社会要求.通过层次化“3阶段递进”教学模式在项目实训中的实践，学生基本掌握了项目开发的技能，在计算机程序设计大赛、软件测试大赛上多次获奖，同时能较好完成下学期的毕业设计，基本解决学生就业的“零”适应，实现了毕业生与社会的无缝衔接.

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Exploration and practice of the “Three-Stage Progress”teaching model in project training

CHEN Zhanwei

(School of Computer Science and Technology，Zhoukou Normal University，Zhoukou 466001，China)

Project training is designed as a main step in practice teaching in the college of software technology，it also is an important step to cultivate the creative talents．To train the students’ professional skills，practical ability and innovative spirit，according to the present situation of professional software engineering training project，the framework of “3-stage progress” teaching model is thus constructed, including the “cognition-verification-innovation” practice teaching contents and elaborates the methods and steps of teaching practice. The application of “3-stage progress” teaching model has brought about good effect in practice teaching．

3-stage progress；teaching model；project training

2016-05-08;

2016-06-12

周口师范学院教学改革研究项目(No.J201406)：与产业需求深度结合的创新IT人才培养模式研究

陈占伟(1975- )，男，河南周口人，硕士，副教授，研究方向：计算机应用、软件工程.

G642

A

1671-9476(2016)05-0131-06

10.13450/j.cnki.jzknu.2016.05.034