面向新工科学生创新实践能力培养及评价探索

郭良敏 陈传明 俞庆英 陈付龙 接标 郑孝遥

［摘 要］文章探讨面向新工科软件工程专业的学生创新实践能力培养及评价问题：优化学生创新实践能力培养模式，建立五层递进式的实践教学体系，加强培养学生的基本实践能力；利用校企双导师制的学生创新实践能力培养体系，加强培养学生对实际工程问题的分析、解决能力和创新意识；通过多元化的实践教学评价机制及时进行总结并持续改进，提高实践教学质量。

［关键词］新工科；软件工程专业；创新实践能力；评价机制

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）02-0136-03

新工科强调跨领域知识转化能力、应用能力和实践能力，其中的“新”主要包含新理念、新模式和新技术。新理念是强化学生解决工程问题的能力，新模式是强调紧密结合课程体系与实践教学体系，新技术则是强调产教的有效融合。新工科的教育理念是培养未来具有战略性、创新性、系统性、开放性特征的多元化、创新型优秀工程人才[1]。社会的发展进步对具有创新创业能力的工程应用型人才的需求不断增加，同时还需要更多和更新型的工科人才的支撑，这对高等学校工程教育的变革提出了新的挑战。软件工程专业主要培养能够胜任软件工程领域的技术研究以及软件的设计、开发、管理和维护等工作的应用型人才。新工科建设更加注重软件工程专业人才的创新实践能力，而实践是创新的基石，因此加强对学生创新实践能力的培养是软件工程专业新工科建设的关键。实践教学在培养具有创新实践能力的应用型人才的过程中起着关键性的作用，高质量的实践教学对于在新工科专业教学中提高学生的创新实践能力非常重要，因此要重视提高实践教学质量[2-7]。

软件工程专业实践教学内容中理论知识所占比例过大，新技术和前沿知识在课程教学环节更新不够及时[4]，教学内容和人才市场需求衔接不够，学生的工程实践能力和创新能力的培养相对滞后。另外，软件工程专业的师资队伍大多是学术型人才，缺乏企业项目工作经历，工程实践经验也相对缺乏，不能很好地适应新工科建设对软件工程专业人才的培养需求。在软件工程专业人才的培养过程中，很多高校采取了校企合作方式[8]，但产学合作通常不够深入，缺乏好的合作平台，校企双方难以做到有效合作，从而使其人才培养质量的提升效果不够好。

一、学生创新实践能力的培养模式

软件工程专业的人才培养模式要注重学生综合素质的培养，在充分利用校内实验平台的基础上，坚持走产学研相结合的途径，推进校企合作、产教融合，密切联系本地区与本专业相关的企业，创新校企合作新模式，发挥企业的技术和平台优势，拓宽合作渠道，在技术培训、项目合作、实习实训等方面深入合作，提高学生的实践能力。培养方案的制订要坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则，引导学生通过“学习—实践—再学习—再实践”的过程，利用实践教学、课外实践和学科竞赛实施双创教育。要以多个实践平台为基础，建立产学研结合的协作教学模式，构建校校、校企协同育人新机制。

应将实践教学贯穿于人才培养全过程，引入项目驱动教学模式，通过实验课程、创新训练、学科竞赛、毕业设计以及专业见习、研习、实习与创业实践等多元实践能力培养路径提高学生创新实践能力。鼓励教师将学科前沿动态、教师最新研究成果和实际项目引入课程教学中。实践项目应具有综合性、可行性、科学性强等特点，为学生开展实践活动搭建高质量的平台，使学生通过实践提高对项目总体目标的解读能力、任务分解能力、自主学习相关知识的能力、分析解决问题能力、团队协作能力。同时，要邀请企业兼职教师参与实践教学，引入真实或仿真项目。

将学生创新训练常规化，引导学生通过项目参与培养创新能力、创新思维和团队协作能力。采取多种措施引导和鼓励高年级学生进入科研实验室，让他们在完成学习任务之余参与导师科研项目，提高科研兴趣和创新能力。积极组织学生个人或团队申报国家级、省级和校级双创项目以及学校的优秀培育论文项目等。在教师的指导下，学生经过课题立项、调研、确定研究内容、制订研究方案、开展研究以及接受中期检查与结题验收等过程，其多方面的能力与素质都会得到锻炼，更重要的是会提升创新实践能力。

积极探索“三个课堂”有效联动，形成新生专业导航、本科生导师制、实习与就业一体化、研本共建领航等工作机制，促使教学管一体化育人格局的形成。设立“企业家说”“魅力导师团”等论坛，打造杰出工程师、专业导师、优秀学子与普通学生近距离交流的平台，帮助学生走好成长成才的每一步。要构建完善的学生工作体系，实施“优质输出”——实习就业修行工程、“高级语言”——专业提升修能工程、“增值处理”——学风建设修心工程、“变量赋值”——素质拓展修身工程、“目标代码”——思想引领修德工程等“五大工程”培养计划，建立“三全育人”长效机制。

二、五层递进式的实践教学体系

为了达到新工科对软件工程专业人才的能力要求，该专业的毕业生首先应具有基本实践能力。开展基本实践能力的培养是为了确保毕业生具备较强的编程能力和项目实施能力。我们以知识、能力和素质为目标，构建五层递进式的实践教学体系，如图1所示。

验证性实验、设计性或综合性实验是实验课程的教学内容，开展实验教学是为了及时巩固和检验学生对课程知识的掌握效果，培养学生分析解决问题的基本能力。在课程设计环节，通过企业人员和专业教师共同教学，并采用项目管理模式，培养學生团队合作能力以及解决软件工程领域复杂工程问题的实践能力。

组织开展专业实习是为了让学生对企业实际项目的管理和实施加深了解，并能在其中担任一定的角色和完成一定的任务。为了更好地区分实习在不同阶段的目的和强化实习环节，我们将实习分成一年级的见习、二年级的研习和三年级的实习三个阶段，以循序渐进的方式提高学生的综合实践能力。三个阶段都是由校内导师和校外企业导师共同指导完成，校内导师主要指导学生完成前期的实习准备工作以及后期的实习总结工作，校外导师则是在实习过程中给予学生与实习任务密切相关的实际指导。见习的时长是两周，主要是让学生了解相关技术在实践应用的现状，帮助其确定专业学习方向，形成对解决一线工作实践问题需要的能力和素质的基本认识，促进其提高专业知识和技术学习的主动性与针对性。研习的时长是两周，主要是让学生巩固在学校所学的基本原理以及基本应用和开发技术，拓宽视野，增强实践能力，了解行业所需的知识及人才类型，掌握软件工程领域的最新动态，能把所学到的软件工程基本理论及基本技能应用到工程实践中去，提高分析解决问题的能力与创新能力。实习的时长是八周，其目的是进一步锻炼和增强学生的实践能力、分析能力、综合运用计算机与软件工程专业知识和方法的能力、解决复杂工程问题的能力，从而增强学生的职业竞争力和适应社会发展的能力，推动其实现理论知识向实践能力的转化。

毕业设计环节一般要求学生围绕一个实际项目完成软件工程全生命周期的过程，以进一步提高学生解决复杂工程问题的能力和训练学生的创新能力。在完成毕业设计过程中，学生要能独立查阅文献资料、开展相关调研，了解软件工程领域的技术发展与应用现状、发展趋势和研究热点，理解毕业设计任务并提出实施方案；能完成毕业设计的论证、设计、建模等，在毕业设计中体现创新意识，使其具有实用价值，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化与环境等制约因素对毕业设计的影响；能根据设计方案进行系统构建，安全地开展实验，正确地采集实验数据，并根据实验结果和实验数据对实验中出现的问题和现象进行分析、解释和处理，从而得到合理有效的结论；能遵守毕业设计相关规范，使毕业设计结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范、图表清晰等；要理解毕业设计中所涉及的技术问题，并对其进行分析、归纳、总结，按计划完成毕业设计任务。

三、校企双导师制的学生创新实践能力培养体系

本研究根据新工科人才培养的要求，对学生创新实践能力培养体系进行改革和完善，构建适应软件行业需求、理论与实践相结合的培养体系；将工程教育与创新实践的理念贯穿其中，注重培养学生对实际工程问题的分析解决能力和创新意识；采用校企合作育人机制，实现企业与高校的深度合作，改善培养条件和合作条件，强化学生的专业实践技能、职业创新意识；依托学院实验实训中心和校外专业实践基地，同时建立校内创新创业训练基地，利用现代学徒模式、学科竞赛、企业导师和校内导师共同指导创新创业项目培养学生的创新创业能力；以“学以致用，服务社会”为目的，通过校外专业实践基地与企事业用人单位合作，实施“产品做媒、师资共享”和“实训、实习、毕业设计、就业”一体化合作育人新模式；强调将理论知识融入实际工作中，力争让每位学生均能真正参与与专业紧密相关的生产活动，按照专业人才培养计划分别开展企事业单位的产学研活动；每项产学研活动均由专业导师带队，进行现场指导，阐释软件工程相关理论在生产过程中的应用和软件工程领域科研前沿动态。

实行本科生导师制，进一步培养学生的创新意识。本科生在大学一年级就有校内导师，一般在导师的指导下开始开展创新探究活动直至本科毕业。部分科研实践能力较强的学生有机会参加教师的课题或进入省级重点实验室，从事科学研究或应用开发等工作，或进入学院创新创业苗圃、学校创新创业中心（孵化基地）开展双创实践活动，从而提高科研兴趣和双创能力。

另外，参加技能和科技竞赛活动对于培养大学生创新意识、合作精神和专业实践能力进而促进其培养质量的全面提高同样具有重要意义。为了引导和激励导师和学生积极参与技能和科技竞赛活动，我们成立了学科竞赛工作小组，设立了学科竞赛专项经费，出台了学科竞赛的保障和奖励制度。

四、多元化的实践教学评价机制

为推动新工科建设，做强一流本科、建设一流专业、培养一流人才，全面提升本科专业办学水平和人才培养能力，需要认真贯彻工程教育专业认证三大核心理念。开展质量评价时不仅仅要评价教师教得怎么样，更要评价学生学得怎么样。评价教师的教学效果，主要采取校院两级教学督导员、学院领导和专业负责人随堂听课以及学生对课堂教学质量进行网上评教等手段。学生的学习成果是评价人才培养质量最重要和最直接的依据，评价学生的学习成果主要通过课程考核。课程考核方式应该多元化，而且每个考核环节都要有具体的评价依据和标准。

一般将课程考核分为过程性考核和期末考核两个方面。对于实践教学，更注重对学生进行过程性考核，通常将过程性考核和期末考核的成绩比重设为5∶5或者6∶4或者7∶3。过程性考核成绩通常根据随堂考核情况、实验代码质量、实验报告情况等方面来评定。为了减少学生抄袭作业的现象，我们通过随堂考核来检验学生的实验作业是不是经过其自身思考独立撰写的。一般以实验作业中的相关问题为切入点，考核学生对实验作业的理解和完成质量，可进行两次考核，分别安排在学期中和学期末。实验代码质量主要根据学生每次提交的实验作业的代码完成情况来做出具体的评价，比如是否设计了正确的算法、是否有语法错误、是否完成了实验作业要求的所有功能或任务、能否得到正确的结果等。实验报告主要对报告撰写的规范性、分析的合理性、测试用例的完整性等方面进行评价。对于期末考核，可通过上机测试、答辩展示、课程设计报告等方式。无论是何种期末考核方式，若涉及代码部分，则按照前述标准来评价；若涉及答辩展示，要根据答辩时的表达能力等来评价；若涉及课程设计报告，则同样按照前述实验报告的标准来评价。

课程考核结果是课程目标达成情况评价的关键，课程目标的达成是毕业生毕业要求达成的基础。开展基于成果导向的课程目标达成情况评价有助于实现以学生为中心、产出为导向，教学内容、教学方法等都围绕学生成果目标展开，注重个性化教育和学生的全面发展。成果导向理念改变了传统的课程教学、考核及评价模式，通过课程目标达成情况评价，由课程目标的制定（为什么教）、课程目标的实现（怎样教）、课程目标的效果评价（教得如何），到持续改进，形成环环相扣、以学习产出为导向的闭环系统。基于课程考核结果分析课程目标达成的情况，发现课程教学、学生能力等方面存在的问题，及时分析研究解决办法并对课程的教学内容、教学方式、考核方式等进行持续改进。

五、结语

本文针对新工科背景下软件工程专业学生创新实践能力培养存在的问题，如教学内容与人才市场需求衔接不够、专业教师的企业工程实践经验不足等，阐述了软件工程专业学生创新实践能力的培养模式，探讨了五层递进式的实践教学体系、校企双导师制的学生创新实践能力培养体系以及多元化的实践教学评价机制，以提升软件工程专业的实践教学质量。在今后的人才培養中，要始终秉承新工科理念，贯彻工程教育专业认证的三大核心理念，进一步加强对学生创新实践能力与行业竞争力的培养。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 吴建斌，彭浩.新工科背景下的软件工程专业实践创新体系建设探索与思考[J].计算机教育，2021（5）：84-86.

[3] 蒋良孝，李超群.计算机类专业本科生创新能力培养的探索与实践[J].计算机教育，2021（1）：106-110.

[4] 王振辉，王振铎.地方院校软件工程专业实践教学体系探索[J].陕西教育（高教），2021（6）：20-21.

[5] 陈立岩.软件工程创新实践教学策略与启示[J].大学教育，2014（11）：158-159.

[6] 刘阳，田夏.工程教育专业认证视角下的专业实践教学标准研究[J].大学教育，2021（3）：11-15.

[7] 袁嵩，许文锐.新工科背景下软件工程专业创新实践型人才培养[J].现代计算机，2019（27）：63-66.

[8] 黄茹芬，郑艺峰，陈碧珍.基于校企合作的创新型软件工程专业实践教学模式改革[J].福建电脑，2017，33（4）：73-74.

［责任编辑：庞丹丹］