OBE工程教育模式下软件工程专业人才培养改革

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  【摘 要】本文针对软件工程专业人才培养中专业培养计划与社会脱节、专业课程关联度松散、产学研合作深度不高、教师工程能力薄弱等问题,提出“以反向设计为思路”制定培养目标和毕业要求、“以学习成果为导向”构建一体化课程体系、“以应用型人才培养为核心”创新教学内容和教学模式、“以持续质量改进为宗旨”完善多层次多角度评价保障机制等对策,将OBE工程教育理念应用在软件工程专业中,推进应用型人才培养。
  【关键词】软件工程专业  成果导向教育(OBE) 应用型人才培养  一体化课程体系
  【中图分类号】G  【文献标识码】A
  【文章编号】0450-9889(2018)12C-0112-04
  2016年6月,中国成功加入《华盛顿协议》,成为第18个正式成员,是我国高等教育发展的一个里程碑,意味着发达国家对我国工程教育体系和质量的认可,为我国工科生走向世界奠定了坚实的基础。工程教育专业认证强调三个核心理念:成果导向教育(Outcome based education,简称OBE)、以学生为中心、持续改进,其中OBE理念强调:预期学习产出驱动整个教学活动,教学目标先于教学内容而存在,课程体系构建、核心课程群建设、教学实施和反馈评价体系等活动围绕预期培养目标和毕业要求而展开。OBE教育理念是目前主流的工程教育模式,代表了工程教育改革的方向。近年来,中国工程教育的规模日益庞大,2013年的统计数据表明,中国普通高校工科毕业生占高校毕业生总数的比例达到39%,工程教育的质量对中国高等教育总质量的影响日益增大,工程教育专业认证对工程教育改革的推进、对工程教育质量的保障日趋重要。因此,将OBE理念运用于软件工程专业人才培养中,根据行业需求反向构建课程体系,将学习产出(培养目标和毕业要求)细化到核心课程群的构建和课堂实施过程,真正提高工科毕业生的综合能力、工程能力和创新能力,对促进软件工程专业建设具有十分重要的意义。
  一、软件工程专业人才培养现状分析
  目前很多高校在软件工程专业的人才培养目标中沿用计算机专业培养的共性要求,不能突出软件工程专业人才的实践能力、工程能力和创新能力;强调学科导向的知识体系、教学内容和设计,忽视了社会、行业对专业人才的实际需求,导致软件工程专业毕业生的能力不能被行业广泛认可,具体体现在以下三个方面。
  (一)专业培养计划与社会脱节。目前,行业和企业对专业人才培养的参与度偏低,大多数高校对企业IT产业岗位所需人才的职业能力和素质要求缺乏深入了解,对毕业生能力不能精准进行分析和评价,因而制定的培养目标脱离实际需要。为了缓解这些矛盾,学校必须深入企业调研,结合行业、企业的发展需求,将社会、企业评价,以及毕业生五年后的反馈运用于培养目标的制定。
  (二)专业课程关联度松散,亟待构建一体化课程体系。科学合理的课程体系和核心课程群是保证工程应用型人才培养的基础,目前软件工程专业的课程设置普遍存在课程之间关联度偏低、教学内容落后和深度不够、教学方法单一、重理论轻实践等问题,教学内容深度不够将直接影响学生的综合运用能力、分析问题能力和研究能力;实习实训类课程在课程体系中占比偏低,实践环节内容老旧,缺乏系统化、工程化,大大影响学生实践能力、工程能力的培养。
  (三)产学研合作深度不高,教师工程能力薄弱。目前的产学合作更多停留在“表面合作”,最常见的形式是企业向高校提供实习条件和共建实训基地,实际在设计课程体系、评价学生实习成绩、提供教师工程实践机会等方面的参与度很低。新晋本科院校的教师教学工作量大,科研参与度低、成果少,年轻教师更多的是“出校门(毕业),进校门(就业)”,在工程项目的设计和实施方面的参与度很低,使得教师的整体工程能力偏低,而教师的工程能力薄弱对教学内容的实施环节影响重大。
  二、基于成果导向的OBE教育理念
  工程教育专业认证中强调基于成果导向(OBE)的核心理念,该理念已成为英美等国家教育改革的主流理念。OBE教育理念以学习成果为导向,关注学生学习结束后获得什么能力和能够做什么,在这种模式下,所有的教育活动,包括课堂教学、实验实训、课程设计、实习毕业和评估保障环节都是围绕实现预期的学习结果(Intended Learning Outcomes)展开。以最终成果(毕业生能力要求)为起点,反向设计专业课程体系、构建核心课程群,开展一系列的教学活动。
  OBE理念成果导向的要点:一是结合社会、行业实际需求制定专业培养目标和毕业生能力要求,从期望学生达成的最终学习成果反推核心课程群、具体课程应该实现学生的哪种能力,教学过程的核心不是教师想要教什么,而是要达成学生最终学习成果需要教师做什么,在教学过程中根据学生情况,调整教学方法、教学设计和课程难度引导学生一步一步达成最终学习成果;二是应关注核心课程群和学生的核心能力,当前很多工科专业课程设置过多,学生课业繁重,可以通過缩减学分,摈弃非必要课程,给学生更多自主支配的时间提升自己的实践能力和工程能力,并以此为抓手,推进课程体系的优化和教学方法的改革,有效提高学生学习效率。
  OBE理念代表了专业工程教育改革的主流方向,注重教育教学中的每个环节,教学设计围绕使学生在学习过程中实现哪些预期结果而展开,根据预期结果设计学生的核心课程体系,注重对学生学习成果的分析,学习结果的评价和保障体系进一步反馈影响相应的教学环节,形成教育教学、质量评估和持续发展的闭环系统,从而有效提高教学质量。
  三、OBE工程教育理念在软件工程专业的应用与实践
  (一)“以反向设计为思路”制定培养目标和毕业要求。基于OBE模式构建软件工程专业应用型人才培养体系,首先要结合国家需求、行业发展以及毕业生职业能力,确立学校软件工程专业人才培养目标和毕业要求,对学生四年专业学习结果有明确要求,确立学生在完成本科学习后应具备的能力和素质,并跟踪反馈学生毕业五年后仍从事本专业相关职位情况和用人单位对本专业毕业生的满意度。具体实施包括:一是邀请行业或企业专家参与修订人才培养方案;二是深入高校、企业调研,结合行业发展需求,精准定位本专业毕业生毕业要求;三是由培养目标和毕业要求,“反向设计”课程体系和教学内容,并由评价和反馈机制(包括教学评价、教学反馈、能力评测、用人单位和毕业生满意度)反作用于培养目标的修订,实现“培养目标—毕业要求—课程体系—教学实施—教学反馈”持续发展的闭环系统(如图1所示),最终构建基于OBE模式的软件工的专业人才培养体系,培养具有软件系统分析设计能力、软件工程管理能力和创新能力的应用型人才。   (二)“以学习成果为导向”构建一体化课程体系。OBE背景下的人才培养改革,重在人才培养体系和教学模式的重构,核心在“学生能力的培养”,关键是“以学习成果为导向”。项目组以培养目标和毕业要求为主线,围绕专业预期“学习成果”,“反向设计”专业的课程体系和教学内容,保证课程设置支持培养目标的达成,并能和毕业要求中的学生能力要求匹配;明确每一门课程、每一个教学环节对应培养学生的哪一项能力;优化课程设置和知识结构,提炼专业核心课程,丰富选修课程资源,增加师生互动学习方式和内容,把专业知识和行业发展方向有机结合,打破课程之间各自为政的局面,着力于学生能力和素质的培养,在提高学生的综合素质和应用技能基础上,实现学生能力与行业需求之间的无缝连接。
  (三)“以應用型人才培养为核心”创新教学内容和教学模式。目前,全国约有200所高校在进行向应用型高校转变的试点,课堂教学是应用型人才培养的主要载体和关键环节,因此,要以工科特色为抓手,以应用能力为导向改革课堂教学模式。建立课程设置研究小组,设置核心课程群,研究课程与课程之间的关系,分析各门课程知识点之间是否有重复或深化关系,对应课程和学生能力匹配矩阵,优化课程教学内容。循序渐进地实现软件工程专业学生“基础知识能力—专业基本能力—专业综合应用能力—工程应用能力”的一体化能力培养方案。为了最终实施上述目标,软件工程专业人才培养改革小组目前包括着力在以下四个方面进行改革。
  首先,建立专业课程建设团队,加大核心课程开发力度,夯实学生基础知识能力。随着物联网和移动互联技术的快速发展,软件开发的相关技术也日新月异,软件工程专业核心课程也亟待调整,我们建立了软件工程专业建设团队,根据调研结果调整了人才培养方案,增加了移动开发、云计算和大数据处理等课程,落实教授和优秀教师为本科生上课,引导教师把主要精力投入课堂教学、向课堂45分钟要质量,夯实专业学生的基础知识能力。
  其次,以学生为中心,推进信息技术与课堂深度融合,巩固学生专业基础能力。工程教育理念强调以学生为中心,要求教师在课堂教学过程中充分挖掘学生的主观能动性,激发学生的内动力,通过启发与互动,引导学生积极思考。为了渐进式地实现这一目标,项目组采取了两种方法:一是推进小班化教学。小班化教学更灵活、更有利于老师掌控学生的学习状态,有利于课堂开展互动式和启发式教学,是当前高校课程改革的趋势。很多高校因为生师比较大,短时间内无法做到,我们项目组采用的是“大班上课、小班讨论”的折中方案,知识点在大班理论课理顺,在课程设计阶段进行小班讨论入部署实施,结合混合式教学,提高学生的探索能力和创新能力。二是将信息技术与课堂深度融合,把慕课、翻转课堂、在线教学平台引入教学环节,推进课内课外优质教学资源一体化建设,使得学生能自我控制学习的进展和过程,促进师生和生生之间的互动和资源共享。
  再次,提高实践课程比例,倡导大学生创新创业项目,强化专业综合应用能力。应用型人才培养更应突出学生的实践能力和创新能力的培养,当前很多院校软件工程专业开设的实验课程多以演示性和验证性为主,为了培养高素质的应用人才,应在教学计划中提高实验教学的比例,构建由基础实验、综合实验和创新实验组成的实验教学体系。在此基础上,鼓励教师指导学生参加大学生创新创业项目和比赛,“以赛促学”,并在课程设计阶段增设企业真实项目管综合开发类项目,磨炼学生解决实际问题的能力,提高专业综合应用能力。
  最后,实习实训对接行业岗位需求,提高学生工程应用能力。人才培养要紧跟时代命脉,把握行业需求。一是校企双方“共建课程、共建实习实训环节”,把企业项目带进校园,在实训阶段带领学生进行真实案例开发,将前面教学阶段掌握的技术能力运用于企业项目开发,并在实习阶段进行职业能力训练和指导;二是校企双方“共建师资”,鼓励学校教师走出去,企业导师走进来,让“学生动起来,课堂活起来”,请业界有创业经验的专家与学生进行互动化案例式教学,用项目带动学生参加创新创业实践,促进学生的工程应用能力和创新能力的发展。
  (四)“以持续质量改进为宗旨”,完善多层次多角度评价保障机制。完善的质量监控手段和保障机制是OBE教育模式必不可少的环节,项目组拟从教学过程质量监控、毕业生跟踪机制和第三方评价机制三个方面建立学校、企业、学生和社会共同参与的教学质量监控、评价和保障体系,突出以学生为中心、突出教学效果评价,对学生的学习过程进行全过程、多元化考核,对学生运用知识的能力、团队合作能力、表达能力以及创新能力等进行全面的评估,促进人才培养的“持续质量改进”。如表1所示。
  目前,软件工程专业数据结构课程已获校级重点课程建设立项,并推荐参与区级精品课程遴选;近三年来,学生学习热情高涨,考研率逐年攀升;学生参加大学生创新创业项目,获批国家级立项和区级立项逐年递增;学生参加蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛,获得全国一等奖1人,全国二等奖3人,全国三等奖3人,区级奖项若干。阶段性成果表明,在OBE理念的指导下,坚持以反向设计为思路、以学习成果为导向、以应用型人才培养为核心、构建多层次多角度评价保障机制,既有利于培养学生的独立思考能力、分析和解决问题的能力、实践能力、工程能力和创新能力,同时也促进了专业人才培养方案的持续改进与发展。
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