工程认证背景下软件工程专业实践课程平台研究与建设

周丽平　周芳　陈延波

【摘要】    在新工科建設和工程教育认证背景下，本课题以青岛城市学院（原青岛理工大学琴岛学院）软件工程专业实践课程的课题体系和授课模式进行探索。研究响应国家号召的新工科工程教育方式、向应用技术型高校转型的培养模式、有助于培养创新人才的软件工程专业实践课教学方法。将以上研究内容实体化，研制软件工程专业实践课程平台，为其他应用型高校软件工程专业提供较好的借鉴和参考模式。

【关键词】    工程认证背景    软件工程    实践课程平台

一、国内工程认证背景下软件工程专业实践课程的发展概述

在新工科背景下，实践教学作为实践性、创造性较强的教学工作，需要在传统工科实践教学模式的基础上进行深入探索和创新，打造符合新工科模式的实践教学平台。国内各大高校学者在工程认证背景下提出了若干工程教育认证与教育教学理念和研究方法。武汉大学计算机学院学者从软件工程专业实验教学定位分析，结合“以学生为中心、以‘创造、创新、创业为导向”的教育理念，建设基于云的实验教学平台，培养"新工科"学生的核心能力[1]。东北大学软件学院学者结合新工科教育理念提出了软件工程专业理论与实践相结合的计算机网络课程建设与改革方案。湖南工程学院计算机与通信学院学者提出了软件工程课程教学改革整体框架，该框架构建四位一体的教学模式，以学生为中心，从学习资源库、教学团队、角色课堂和评价体系四个方面，全方面提高学生的项目开发实践能力。肇庆学院计算机科学与软件学院学者提出针对学生实际动手能力不足、团队协作意识薄弱的问题，构建了一种基于校企合作的软件工程专业实践教学模式[2]。郑州升达经贸管理学院信息工程学院学者提出了民办高校软件工程专业进行工程教育改革的措施，以培养学生运用所学专业知识解决实际负责工程问题的能力，提高学生走入社会的竞争力。

二、工程认证背景下软件工程专业实践课程的体系构建

结合我院特色，在软件工程传统实践教学模式的基础上进行探索和创新，研究与建设符合新工科模式的实践教学平台。我院软件工程专业设置了大量的实践课程，2018级、2019级、2020级软件工程培养方案中的实践课程分为51学分、54学分、52.5学分，占总学分的比例为31.76%、33.53%、26.38%。在工程认证背景下，专业课程的设置了大量的上机、课程设计、实验、实训、毕业设计等注重学生实践动手能力的教学环节。现阶段专业教师在进行实践课程授课的过程中仍然采用QQ发放作业、收取作业，亟需建立一个满足日常授课、配套的学生练习和成绩考核以及提高学生实践动手能力和创新能力的平台。现阶段软件工程专业实践课程体系包括上机、课程设计、实训、毕业设计4个教学环节。

2.1上机课程

上机课程占比为1/4～1/2课时，为学生巩固所学知识点而开设，其主要内容强调演示证明某个一个算法、设计某一个模块的实验结果。涉及的课程主要为专业课：计算机程序设计基础、数据结构、面向对象程序设计（Java）、数据库原理与应用、网页制作、软件工程导论、可视化建模与UML、Java Web编程等课程。覆盖的工程认证毕业要求1工程知识、2问题分析、3设计解决方案、5使用现代工具等[3]。

2.2课程设计

课程设计是在理论课结束后，新开设的实践课程，能够将对应理论课程的内容进行综合的练习而进行课程设计，是实践课程体系中最重要的组成部分。课程设计强调对课程知识点综合应用，实践案例来自企业真实的项目或者国内知名竞赛的题目。涉及的课程有：网页设计课程设计、软件工程课程设计、Java语言课程设计、Java Web课程设计、Web前端开发课程设计等。覆盖的工程认证毕业要求3设计解决方案、5使用现代工具、6工程与社会等。

2.3项目实训

项目实训主要开设在第7学期，综合运用多门课程的知识点完成软件工程的项目实训。让学生参与软件的需求分析、设计、实训、测试、维护等软件工程的生命周期，培养学的团队协作、职业规划、沟通、项目管理、终身学习等能力。

软件工程专业现阶段的专业方向课程分为web方向课程和移动端开发方向课程，web方向的课程项目实训涉及课程为Java架构课程设计和Java 微服务架构课程设计，题目选取了校企合作的企业级应用项目的部分功能，综合了专业基础课网页设计、Java、Java Web编程、数据库原理与应用、Web前端开发技术等多门课程。移动端方向设置的Android高级编程课程设计和微信程序开发课程设计综合了H5移动应用开发、Android应用开发、数据库原理与应用、网页设计、移动后端开发等多门课程的知识。其覆盖的工程认证指标点除了课程设计的要求以为，还覆盖了毕业要求8职业规范、9职业规范个人和团队、10沟通等。

2.4毕业设计

毕业设计是软件工程实践教学体系中的最后一个综合性、创造性的实践性教学环节。毕业设计题目从企业中的实践项目中进行选取，采用指导教师和企业导师联合指导的方式进行。毕业设计的整个过程包括选题、开题、中期检查、毕业论文编写、毕业设计项目演示、项目答辩等过程。最后系部邀请企业导师和校内导师联合推选优秀毕业设计，举办毕业设计展等活动。其课程所覆盖工程认证毕业设计要求的指标点除了上机、课设、项目实训的等课程的指标点以外，还加入了毕业要求11项目管理和毕业要求12终身学习。

三、工程认证背景下软件工程专业实践课程的实践平台建设

我院软件工程实践教学平台坚持“以学生为中心、提高实践能力、增强学习能力”为建设目标，采用项目式教学方法来构建学生的知识体系和动手实践能力。该实践教学平台承担上机、课程设计、实训、毕业设计等多个功能，并体现“工程认证”背景中提出的“以学生为中心”的原则。实践教学平台主要包括实践课资源共享系统、实践课在线培训系统、实践课在线练习系统、学生能力分析系统等4个部分。

3.1实践课资源共享系统

软件工程专业实践课各类资源共享系统，对教师、学生开放。主要包括课程介绍、教学大纲周历、教案、演示文稿PPT、、参考资料、课程录音录像等有助于教学提升的资源。该子系统主要包括平台首页、学习资源、翻转课堂和我的审核等模块。在平台首页、学习资源区均能看到课程发布的相关资源信息，同时支持同学们对某些重难点知识点按照自己的理解录制讲义视频等，通过教师审核后发布到平台，供其他同学学习。

3.2实践课在线培训系统

实践课在线培训系统与资源共享子系统搭配，通过学生学习的路径设置相应的算法进行评分设置、学分排名等。学生可以通过学习资源信息、完成作业、参与点赞和发布信息等行为，实时查看班级的排名信息，该分数可以作为教师过程性考核的依据。

3.3实践课在线练习系统

实践课在线练习系统与培训系统搭配，可根据课程内容或知识点进行考试练习。涵盖出题、组卷、发布考试、导入考生信息、监考、自动评卷/人工评卷等完整流程。可任意指定参与考试班级，指定考试试卷，规定每场考试时间。并可以限定每名考生的重考次数。

3.4学生能力分析系统

学生能力分析系统与在线培训系统搭配，提供督学监控功能，能正确反馈学生的进度、时间，监控每个学员、每门课程的进度等信息。与在线练习系统搭配，为整个班级、每个学生、每次考试进行分析，分析学员的错题情况，对症下药。

四、工程认证背景下软件工程专业实践课程平台的应用效果

该平台应用于软件工程17级、18级、19级等Java语言程序设计1、Java高级编程、Java Web开发等3门课程的上机、课程设计等教学过程中。教学过程中取得了相应的教学数据，同时对系统的进一步优化也提供了数据支撑。

4.1教师端和学生端翻转课堂模块

传统的教学模式中，以教师讲解为主。结合课上课下的讲解案例，教师可以将某一门课程的学习资源包括PPT和视频上传到功能区。同时在该模块中允许学生根据自己的理解对该知识点进行重新讲解，通过教师审核通过后发布该视频资源，使得教学变成双向过程，师生互动更加流畅。同时也将传统的老师讲-学生听的授课模式更改为学生讲-学生听的翻转课堂模式。

4.2积分模块设计

积分模块主要为激励学生学习兴趣设计，在学习过程中进行嘉奖，也能促进学生之间形成良好的竞争，同时为教师课程打分提供一定的参考。积分系统包含了积分获取、学习排行两个功能。积分获取提供两种获取方式，通过学吧论坛点赞互动以及每日签到。学习排行则提供了班级、年级排行等信息。在学生端首页提供了所在班级的学生排行信息，在教师端提供了所教授班级学生的排行信息。

4.3学生练习-测试模块

老师可以申请考试教室，等待管理员进行审批，可以查看自己的申请状态，用来查询是否通过审核。申请教室时支持考试试卷上传，学生考试完毕后，将试卷上传到服务器，老师能够查看并批改上传的试卷。本模块支持多个参数查询、成绩报告生成、历史试卷回阅等功能。

4.4学生实践课程练习分析模块

在不断的教学过程中学生能力不断提升，以往采用期中考试、期末考试为学生能力的评估方式，缺乏中间过程有条理、有证据的分析支撑。无法准确获知学生在哪个阶段出现问题，也难以从源头解决。采用学生能力全过程的分析手段，有助于及时发现异常并调整，高效提升学生的综合素质和能力。以上机练习的选择题为例，将错误的选项进行统计形成分析报告，可以帮助教师分析集中的错误知识点，便于教师有目的讲解错误习题。

五、结束语

针对新工科建设和工程教育认证对软件工程特色专业建设和人才培养的要求，以本校软件工程专业实践课程为突破点，针对学生实践能力较低、动手能力不足、团队协作意识薄弱等问题，践行“新工科”工程教育理念、探索培养模式，助力学院向应用技术型高校转型，构建软件工程专业实践课程教学平台，一方面满足软件工程实践课程的日常教学需求，另一方面完善软件工程实践课程的教学體系，加深课程与课程之间的衔接关系，为其他应用型高校软件工程专业提供较好的借鉴和参考模式。

参  考  文  献

[1]熊念，周珊，刘小丽，陆尧胜.基于云计算的跨校区计算机通识课程实验教学研究[J].实验科学与技术，2020，18（03）：114-117.

[2]廖卓凡，王静，熊兵.新工科背景下“软件工程”课程教学与实践改革研究[J].计算机时代，2021，{4}（05）：81-83+87.

[3]沈荣喜，张旋，刘贞堂.基于“成果导向”的课程教学改进与实践——以《安全系统工程》为例[J].高教学刊，2019，{4}（21）：129-131.

项目名称：工程认证背景下软件工程专业实践课程平台研究与建设，项目来源： 2019年度青岛理工大学琴岛学院科学技术课题，项目编号：QY19KB02