高級軟件工程課程教學改革與實踐研究

郭桃林 張俊 晏瑜鴻 彭順順

摘要：為契合新工科深化改革理念和社會需求，高級軟件工程課程在教學方式、教學內容和考核方式三個方面需要進行改革。教學方式方面主要采用引導、案例驅動的方式提升學生對課程的興趣。教學內容方面充分結合實踐教學，涵蓋熱門研究領域，激發學生興趣并促使其深入思考。教學考核方面側重多元化考核，對個人綜合素質進行全面考核。通過這三個方面的改革，高級軟件工程課程可以實現優化閉環，培養出具備工程實踐能力、創新能力，且能夠獨立承擔大型軟件開發項目的應用型人才。

關鍵詞：高級軟件工程；課程改革；創新思維；優化閉環

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）04-0074-03

0 引言

隨著新工科理念深化改革，各行各業對高層次創新人才的需求更加迫切，研究生教育的地位和作用更加凸顯。高級軟件工程作為計算機專業碩士的必修課程，具有較強實踐性、涉及知識面廣、多個學科交叉的特點，旨在培養具備實踐工程能力和創新精神的創新復合型人才。然而，當前一些教學主要以知識輸出為主，教學方式相對單一，教學內容缺乏實踐教學，一些教學考核缺乏創新性和實用性評價。針對以上問題，本文從理論教學、實踐教學和考核方式三個方面對高級軟件工程課程開展改革研究和探討[1]。

1 課程教學存在的主要問題

1） 教學方式相對單一，主要采用“講座式”的授課方式。該授課方式特點在于教師單向講解，學生被動接受，師生間缺乏互動，導致課程枯燥、乏味，教學效果不好等一系列問題[2]。由于軟件工程屬于熱門專業，一部分研究生屬于跨考生，基礎相對較為薄弱，“講座式”的授課方式使得這部分學生學習沉悶且感到困難，導致失去對該學科的興趣，并且有一部分學生已有實際工作經驗，能夠從“講座式”的課堂上獲取的知識有限，所以對課程沒有興趣。

2） 重基礎理論，輕實踐教學。高級軟件工程課程是面向研究生的課程，探討的教學案例業務邏輯更為復雜，系統規模較大，具有高并發、高吞吐量等特點，涉及的技術比較前沿，課程內容難度更大[3]。因此，教師授課內容更側重理論教學，缺乏實踐教學。然而，這門課程也是一門面向工程領域的課程，若缺乏實踐教學，就不能指導學生解決實際工程領域問題，不能規范軟件工程的文檔。

3） 課程考核方式以理論考核為主，缺乏創新性和實用性的評價。高級軟件工程這門課程考核目標主要評估學生理論基礎知識掌握情況，例如，通過紙質考試了解學生是否掌握軟件工程的基本原理和技術。然而，對于復雜軟件系統的分析、軟件開發工具的運用、軟件系統的實現等實踐應用能力缺乏評價。因此，這種考核方式無法對個人綜合素質進行全面考核，進而導致學生出現高分低能的現象[4]。

2 課程教學改革目標

1） 改善教學方式，提升學生對課程的興趣。教學采用引導、案例驅動的方式讓學生融入課堂中，促進師生間的交流和相互學習，加深對關鍵知識點的理解與思考，重點培養學生的批判性思維和系統化思考的方式。

2） 優化教學內容，培養學生綜合素質——解決實際復雜問題的能力。課程內容應充分結合實踐教學，涵蓋熱門研究領域，激發學生興趣并促使深入思考問題。同時，注意采用主流技術進行授課，以確保與實際應用相貼合。讓學生在課下有興趣繼續學習和思考，而非簡單講授各階段CASE工具的使用[5]，從而提高學生的實踐能力、創新研究思維及解決實際問題的能力。

3） 改進考核評價機制，構建針對培養應用型人才這一目標的考核機制?？己朔绞綑C制應當側重多元化的考核，如學生的理論掌握情況、實踐工程能力、團隊協作能力及創新思維等[6]。這種多元化考核方式可以對學生知識掌握情況進行評估，發現人才培養目標的不足，從而有助于后續改進人才培養方案和學生未來規劃[7]。

3 課程教學改革實踐

3.1 理論教學改革

1） 整合多種教學方式，創新教學方法。具體包括采取互動式、討論式、多元化的教學方式。首先是互動式教學，教師可以通過“云班課”“學習通”等教學輔助App進行隨機抽取提問，促進學生思考，一步一步逐漸融入課堂中來。這種方式不僅活躍了課堂氣氛，還提升了學生的學習興趣。其次，教師預設問題，讓學生進行討論。師生之間以及學生之間的這種溝通交流不僅可以開拓思維培養學生的創新思維，還可以提升學生的團隊合作意識。再次，善于利用各類教育資源進行教學，比如課件、網絡在線資源、多媒體、互聯網教學App等。當學生遇到不懂的知識點時，這些教育資源可以幫助學生自主學習，有針對性地彌補。最后，在每個階段課程結束后向學生發放課堂反饋表，使教師能夠根據反饋表針對性地調整教學內容和方法，整個教學方式改進如圖1所示。

2） 結合實際需求，優化教學內容。首先，以工業項目案例為基石，將課本內容與實際需求相結合，劃分出各階段的重難點，減輕學生負擔，并激發學生興趣，幫助學生形成對課程各個階段內容的直觀認識，構筑起一個整體的學習框架。其次，各階段的教學引入一些前沿技術，結合最新的論文學術熱點和技術動向，幫助學生思考，比較新技術與傳統技術在軟件開發中的應用，并分析新技術在處理實際復雜高并發等大型項目時可能存在的問題，培養學生持續學習能力。最后，建議學生在閑暇時積極閱讀經典算法、匯編原理等計算機的經典書籍資源，使學生發揮出主觀能動性。

3.2 實踐教學改革

首先，學生分組構建軟件開發團隊。每個分組由4～6人組成，包括需求分析師、設計師、編碼人員和測試人員等。其次，根據軟件開發生命周期將項目開發過程分為7個階段，每個階段的實驗內容如表1所示。

然后，在軟件開發不同階段發放不同文檔和相關教程視頻給學生，讓學生課前按照教師發放的資料搭建好學習所需的開發環境。每完成一個階段課程的授課，學生小組依據課堂內容和教師發放的文檔，在主流平臺如碼云、github等開展分工合作，模擬真實企業開發環境，完成教師要求的階段性開發任務，并按照規范編寫開發文檔。在課程后期，引導學生對項目所使用的技術進行思考，考慮是否能運用新的前沿技術或者一些新的設計模式對項目性能、可擴展性和可維護性等方面進行優化。當軟件項目開發完畢，學生小組通過Docker等主流容器將項目部署到Linux云服務器上，真正實現一個軟件項目完整的開發過程。這樣的實踐應用可以讓學生全面了解一個項目中各個成員的職能以及工作范圍，從而讓學生切身體會整個軟件項目從需求分析到發布上線的開發過程。最后，期末采用項目答辯模式。每個小組現場演示項目成果，展示軟件系統各個模塊功能和性能。并且，采用PPT講解的方式論述軟件項目開發的背景意義、需求分析、設計實現和測試維護內容。教師和校外指導結合項目實例指出不足和提出改進意見。

4 課程考核與持續優化發展體系改革

針對課程考核方式重理論輕實踐的問題，課程秉持理論與實踐相結合的教育改革思路，通過透明的同學互評機制、團隊合作程度、創新能力等多方面進行考核，通過多元化的考核方式全面評估學生的綜合素養。

4.1 課程考核方案

本課程考核由期末考試、平時表現和實踐項目三個部分組成，其中，期末考試成績占40%，平時表現成績占10%，實踐項目成績占50%。期末考試成績由試卷成績（占20%） 和上機成績（占20%） 組成。試卷考核主要考查學生對理論知識的應用和分析，例如案例分析。上機考核主要為了鍛煉個人實操能力。平時表現考核由出勤率和課堂表現組成，主要考查學生課堂表現和自主學習能力。高級軟件工程是實踐性較強的課程，因此該課程實踐考核分數占比最大，由多階段成果評估、項目運行演示和最終項目答辯三個部分組成。在過程化考核中，為了響應“新工科”改革的要求，項目答辯由同學互評、教師評價和校外指導綜合評價考核。

4.2 課程考核的監督執行與持續改進

為監督和持續改進課程考核，可以采用如下改進方法：1） 課上，學院不定期組織教師聽課，考察授課教師是否按照大綱要求進行授課、是否符合新工科的教改要求以及是否與學生平等交流等。課后，聽課教師與授課教師當面溝通交流，討論課程存在的問題，并提出建議。2） 學生采用匿名反饋的方式評價教師，主要對授課教師的教學目標、教學內容、教學方式等進行評價。對于授課教師的優勢教學經驗進行推廣，對于授課教師存在的問題，經學院審核確認后，讓教師及時做出調整。3） 以校企合作方式對期末實踐項目進行考核。學校合作企業派出校外指導，針對軟件項目運行結果以及學生項目答辯情況進行考核，主要檢驗學生是否具有開發復雜軟件開發項目的能力以及是否具有分析溝通能力。

這些監督和持續改進方法可以幫助學校多方面了解教師教學情況，并且通過評價反饋不斷改進教學質量，培養出符合社會需要的人才。

5 結束語

在高層次人才需求不斷增大的背景下，高級軟件工程課程在教學方式、教學內容和課程考核三個方面進行了綜合改革。首先，該課程汲取了各種教學方式的優點，采取互動式、討論式、多元化的教學方式，在教學方式方面進行了改革。其次，課程內容緊密圍繞產、學、研展開，實現實踐能力提升、理論知識學習與創新思維培養同步進行。最后，課程考核制度實行多元化考核，實現課程優化閉環，讓學校能夠更好地掌握實際教學情況，提升教學質量。

參考文獻：

[1] 高大海，戴玉華，陳飛.研究生學位課創新課程設計探索與實踐[J].教育現代化，2020，7（33）：52-55.

[2] 龐翠娟，范村瑩，李雅婷，等.基于新工科人才培養的工科課程教學改革研究[J].教育信息化論壇，2022（4）：51-53.

[3] 張莉，彭遠紅.探索軟件工程領域專業碩士培養模式[J].計算機教育，2015（1）：2.

[4] 冉瑞生，馮驥，張守貴《. 軟件工程導論》課程教學改革實踐[J].電腦知識與技術，2020，16（22）：127-129.

[5] 胡文藝，闞璦珂，王華軍《. 軟件工程》課程TAP教學模式探索與實踐[J].職業技術教育，2014，35（5）：51-53.

[6] 汪鑫禹，劉華敏.基于PBL模式的項目教學考核評價方法的探究：以《面向對象程序設計》課程為例[J].電腦知識與技術，2022，18（18）：103-105.

[7] 吳際，楊海燕，劉超，等.面向學生主體的高級軟件工程互動式教學模式[J].計算機教育，2013（1）：69-72，76.

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