新工科背景下软件工程专业人才培养的教学改革实践探析

单冬红 李辉利 夏栋梁 吴文博

关键词：新工科；软件工程；人才培养；教学改革

1 引言

新工科的发展对未来的工程科技人才提出了新的要求：应用现在还未出现的技术，去解决还未出现的问题[1]。要满足这个要求，需要工程科技人才具备较强的学习能力，在不断的学习发展中，掌握新技能，解决新问题，适应社会发展。关注高校学生的学习特征，探索提升学生学习力的有效途径，对提高工程科技人才的培养质量，加强新工科建设，培养适应国家产业转型和经济发展的工程科技人才具有重大意义[2]。

软件工程是一门理论性、实践性都比较强的学科，主要培养从事软件开发、软件维护等方面的技术人才，学科内容具有多、广、杂，且更新快的特点。但是校内专业课程的内容更新频率跟不上企业的技术更迭速度；校内教师的技术水平也追不上企业工程师的水平。但是，专业课程的内容质量直接影响学生对专业课的学习兴趣；校内教师的技术水平直接影响学生对专业知识的掌握程度，也会影响学生对专业发展的正确认知和持续学习专业知识的意愿。

因此，以专业教师为切入点，融合校内外各类资源，探索出一套提升师资力量，优化课程资源，改进授课方式的教学改革方案，从外向内激发学生的学习兴趣，提升学生的学习能力，是很有必要的。

2 软件工程专业学生学习现状

在疫情突发后，全国各类学校积极响应教育部“停课不停学”的号召，全面开展线上教学。平顶山学院也积极开展线上教学，且每周进行教学运行情况分析，形成教学运行报告。教学运行报告显示：能够参与线上学习的学生占比达到99.89%，而学生认为自己学习投入高的占比均值为78%，与参与线上学习的学生占比偏差较大，该现象表明学生的自主学习积极性不强；同时，从线上授课形式看，以讲授为主的直播授课方式占比持续6周高于80%，学生对老师教学满意度持续6周高于86%，该现象表明，学生学习对老师依赖程度较高，自主学习动力不足；另外，第6周的运行报告显示，开展线上教学以来，学生对自己学习投入的满意度均值为78%，学生对学习效果的满意度均值为74%，且整体呈下降趋势，该现象表明，学习毅力不持久。

结合以上数据，对软件工程专业的学生进行问卷调查。结果显示，70%以上的学生表示在学习时，不知学有何用，对所学内容缺少兴趣，主动学习较少，而且容易出现拖延、懈怠、疲倦等现象；更多的学生表示需要老师带领进行学习，这进一步印证了运行报告中学习动力不足、缺乏学习兴趣的现象。这个现象将直接影响软件工程专业学生的学习效果，进而影响学生的整体质量，导致学生应对未来的挑战和解决未知问题的能力不足。

通过召开软件工程专业的学生座谈会，学业指导老师的汇报交流会等，发现软件工程专业的学生在学习上出现的动力不足、缺乏学习兴趣的现象，主要有以下原因：

1）软件工程学科所包含的课程中，理论内容主要是核心技术和开发原理，这些内容均结合实际软件开发过程，将其中的原理和方法进行提炼，然后引入课程[6]，内容有较强的抽象性。但是，大多数学生缺乏项目开发经验，这进一步加大了学生对内容的理解难度，缺乏学习兴趣。教师虽然通过钻研教材、反复试验来提升对课程内容的熟悉程度，但是对突发问题的解决能力仍显不足，不能更有效地指导学生，给学生树立技术达人的榜样。

2）軟件相关的技术更新很快，学校原有的课程内容跟不上技术更新的节奏，导致软件工程专业的学生认为目前在学校学习的内容，工作中直接应用的概率较小，缺少学习动力，对课堂学习有所懈怠，但自身又缺乏自主学习能力，不能很好地进行自主学习，造成学习效果不佳。

3）传统的教学模式下，课程教育存在重理论、轻实践，重推导、轻创新的问题[7]，导致学生对学到的知识不会用，不知道怎么用，导致学生学习无目标无动力。传统课堂上多采用“教师讲授+学生一般性提问”[8]的教学方式，学生多是被动接受知识，缺少主动思考和练习的机会，造成学生问题分析能力和解决问题的能力较弱，当面临实际问题时，体会更多的是挫败感，体会不到学习带来的成就感，进一步导致学习倦怠，形成恶性循环。

3 教学改革实践探析

新工科背景下，需要将校企协同指导和产教协同育人结合起来，实现双线并重、双管齐下的效果[9]。平顶山学院软件学院建设有鲲鹏产业学院，与多家企业建立了良好的合作关系，并构建了多样的专业课程模块。为了提高软件工程专业的人才培养质量，现结合软件工程专业的学生学习现状和软件工程专业的课程特点，分别从教师队伍、课程内容、课堂组织、课外促进四个方面进行教学改革。

3.1师资队伍优化结构，壮大师资力量

教师是知识的传播者和教育的实施者，是教育的主导力量。国家进行教育改革，教师队伍是推进改革的关键力量。在工程教育认证背景下，工科教师不仅要具备扎实的专业知识，更应具备有效促进教学的知识和技能[10]。教师的水平和形象对学生的学习有着无形的重要影响力。

平顶山学院软件学院以鲲鹏产业学院为依托，选派多名教师赴企业一线挂职锻炼，让专职教师切身融入企业，接触一线环境，了解市场需求，掌握一线技术，做到与时俱进，返校后向全体教师进行培训、指导，有效提升专职教师的技术水平和整体实力。目前，共选派21名教师进企业锻炼，且完成企业任务，返校后承担企业级应用开发、Web应用开发等专业课程，对教学过程中的技术问题的解决能力、工具应用能力都有了显著的提升。同时，从合作企业中选聘多名优秀专业技术人才到校兼职任教，将企业实际生产环境中的管理模式、开发流程等内容带进校园，让学生在接触新兴技术的同时，更直观地从他们身上感受到企业与学校的不同。目前，共引进企业导师20余名，主要承担Linux网络与集群管理、智能算法与应用等课程的实训任务，以项目为载体，团队协作完成。通过校企的双向传输，建设校企协同、专兼结合、产教融合的双师双能型师资队伍，壮大软件学院的师资力量，进一步提升师资的专业技术水平，为更好地开展专业课程提供有力保障，为学生树立身边的学习榜样。

3.2课程融合企业案例，增强学习兴趣

根据软件工程专业的人才培养方案，软件工程专业的主干课程主要围绕设计原理、编程技术开设，重在培养学生的应用能力和软件工程领域复杂工程问题的解决能力。原有的课程编排，一般按照一至两次理论课，然后进行实验课的方式进行，实验内容也多是对基本理论的验证，综合性、应用性实验的设计偏少。学生学完之后，对知识该如何用、在哪里用没有清楚的认识。随着课程内容的不断推进，学生逐渐对课程失去兴趣，不能很好地达成培养目标。

鲲鹏产业学院吸纳了一批从事软件开发的兼职企业导师，他们带来了大量的企业项目案例，扩充了课程资源，丰富了课程内容。在此基础上，将案例进行分类，分别对应到不同的专业课中，对课程内容进行优化，将原来的理论、实验分段开设的课程，调整为依托项目案例的一体化课程，并将项目案例贯穿于课程始终，实现理论和实践的同步转化。让学生在上课的过程中，不仅能学到知识，也能掌握运用知识解决问题的方法，让学生不但能学会，能应用，而且知道如何用，在哪里用，增加学生的学习兴趣，提升教学效果，更好地促进培养目标的达成。

3.3课堂改进教学模式，提升学习主动性

专业课程的课程内容和课程资源优化之后，多采用理实一体化方式进行上课，在这种方式下，只有学生深度参与进去，进行主动学习并解决问题，才能取得较好的效果。为了提高学生的学习主动性，课堂采用以学生为中心的BOPPPS教学模式，在前测环节，借助企业招聘面试题和各类竞赛题，发布任务，让学生直面竞争场景，产生压力，促生学习动力；在参与式学习环节，结合项目案例，利用所学知识，通过讨论、评价、分享等方式，提高学生参与度，调动学习主动性；在后测环节，展示学习成果，让学生获得学习成就感，体现自我价值。

3.4课外参与竞赛，激发学习动力

高校培养的人才，最终要向社会输出，更好地服务社会，学生的综合素质和角色转化效率对后续发展有重要影响。“以赛促学，实战演练”能让学生体验除学生外的其他角色，激发学生的斗志，获得价值任何和成就感，全面提升软件工程专业学生的综合素质。我院教师积极组织学生参与各类学科竞赛，例如蓝桥杯全国软件大赛、ACM国际大学生程序设计竞赛、信息技术专业人才大赛、信息安全与攻防技术大赛、黄河鲲鹏开发者大赛等，每年带动学生170余人，平均获奖率50%。通过以赛促学、实战演练的方式，进一步激发学习动力、锻炼学习能力，提升学生对知识的应用能力和问题解决能力等综合素质。另外，依托鲲鹏产业学院，紧密对接企业，我院教师鼓励并组织学生考取各类行业证书，例如人大金仓数据库认证、华为鲲鹏应用开发者认证等，为学校人才向社会人才转化，实现角色的顺利转变奠定基础。

4 实施效果

针对学校2019级软件工程专业的学生，通过问卷调查的方式，获取教学的实施效果，具体问卷内容及结果如下：

1）对现在的整体教学效果，是否感到满意

从调查结果看，25.76%的学生对整体教学效果非常满意，46.21%的学生对整体教学效果满意，26.52% 的学生对整体教学效果基本满意，表明教学改革取得了良好的效果。另外有2位学生对教学效果表示不满意和非常不满意，经过跟踪分析，这两位同学都较好地完成了学习任务，但成果未被老师或同学点评过，没有得到直观的认可，稍有遗憾。后续将加强教学过程数据分析，覆盖全体学生。

2）新的企业案例等教学资源，对于你提升学习兴趣是否有帮助

从调查结果看，69.59%的学生认为企业案例有助于提升自己的学习兴趣，其中28.26%的学生认为对自主学习能力的提升非常有帮助，由此可见，引入企业案例是十分必要的，而且效果是较好的。

3）现在的教学模式，对你提高学习能力是否有帮助

从调查结果看，92.43%的同学表示现在的教学模式对提高自己的学习能力有帮助，表明改进后的教学模式，更适合软件工程专业的课程特点，且能被学生更好地接受。另外有7.58%的学生表示没有帮助或不清楚，将与其他学生交流和辅导员进行沟通，这部分学生不善于沟通、交流，课堂上的各类参与式活动的参与度低。后续将加强对这类学生的关注，并进行个性化指导。

5 总结

在教学过程中，通过校企合作、专兼职结合的方式，提升专职教师的技術水平，丰富师资队伍结构，壮大师资力量，为更好地开展课程奠定基础；课程内容引入新颖的企业项目案例，激发学生的学习兴趣，唤醒自主学习欲望；课堂采用BOPPPS教学模式，提高学生的参与度，提升学习主动性；教学过程与学科竞赛、考取行业证书交叉融合，让学生直面竞争，激发学生动力，更好地锻炼自主学习能力，提升学习效果。各类措施有机结合，不断改进，有效提升软件工程专业的人才培养质量。