基于项目模式的软件工程专业实践教学的研究

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  摘 要:为了促进高校转型发展,提高应用型人才培养质量,增加服务经济社会发展能力,建立有特色高水平应用型大学,提出一套基于项目式的软件工程教学模式,来提高本专业学生的项目开发和创新的综合能力,提高人才培养质量。
  关键词:项目式;软件工程;实践教学;教学改革
  中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:2095-7394(2017)06-0089-05
  1 传统实践教学模式的现状
  现在我国大部分高校计算机专业下的软件工程方向培养出来的人才很难适应企业、学生就业率不高,主要原因是学生的实践动手能力差,项目经验少。从教师角度看,部分高校教师误以为软件工程就是教好教材和会编程序,只需重点掌握开发工具,而忽视培养对软件的工程管理、团队项目开发、文档编写和测试等能力,轻工程现象较为明显;从学生角度看,课程内容可操作性较低,实践课程多为验证性的实验设计,学生即便听懂课堂内容,却苦于解决实际问题,学专业课最后的目的就是能够及格,不影响后期的毕业,只有少部分学生,想学专业知识,经常去做实验、做项目。这个是当今很多高校存在的问题,所以现在高校在提倡教学改革、教学创新,国家也在注重教学型大学转型为应用型的技术大学,能为国家和企业输送出更多的优秀人才,为我国的国家实力发展做贡献[1]。
  2 项目式实践教学模式的含义、特点及意义
  信息化社会中,计算机类专业课教学受到知识更新快速、内容变化繁多等特性影响,传统模式下计算机类专业课教学模式已难适应技术和理念的快速革新。正所谓实践是检验真理的唯一标准,只有将专业课的理论知识与专业项目开发实践密切结合,才能真正掌握计算机技术开发与应用的精髓之处。
  “项目式”教学是在教学实践中,整体贯穿工程项目的教学组织方式。该教学过程注重学生的创新意识、知识与技术运用能力、团队合作、理论与实践相结合能力的培养 以及项目经验的积累。在“项目式”教学中任课老师从真实的项目中提炼问题,根据学生所在年级、专业基础不同,转变为不同层次课程实践项目,循序渐进,由浅入深;学生以团队合作方式,通过前期分析、需求设计、项目开发以及功能测试、成果展示、撰写项目开发文档和项目考核答辩这些教学与学习流程,最后才能决定是否通过这门课程的学习。
  项目式实践教学具有以下几个特点:
  (1)以“项目”为中心性 。“项目式”教学最大的特点就是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了传统的“教师讲,学生听”的教学模式。它是一种探索创新的新型教学模式。
  (2)项目的真实性。在“项目教学”中项目的选择都是来自企业单位中实际项目,这些项目有一定的代表性,代表当前最热门、最新的技术,也代表目前市场上最需求的项目。老师根据学生当前专业水平和课本教材筛选出适当的项目进行改造归纳。
  (3)团队合作性。在“项目教学”中,师生共同参与,在完成项目中互教互学。教师引导,学生实施。当每个项目由老师发布下去,学生组建小组,以小组方式来完成项目,小组组员相互合作,相互讨论,充分发挥学生的自主性和积极性留下足够的空间。完成项目需要讨论、分工、协作,学习过程成为人人参与的创造实践活动,这也是与传统教学模式不同的地方。
  (4)教学效果显著性。教学时间安排相对集中,在专门的培训教室,有利于学生的学习、团队讨论与协助,在一段时间以后,教学与学习效果明显。
  理论意义:专业课程教学是高校人才培养的主要活动,是把教育思想、教育观念付诸于实践的纽带,是影响受教育者知识、能力与素质结构的重要因素。因此,大学教学的核心问题莫过于专业课程教学效果的问题。我国正在实施“卓越工程师计划”,在这样的背景下,深入研究和探索计算机类专业课程教学模式对培养实践型软件工程师有重大的理论意义。
  实践意义:现阶段我国的计算机类教育主要是知识传授重于实践培养,通过基于情景模式与项目导向增加校内学生计算机类专业课程知识的掌握,有益于提升学生的知识运用能力和就业竞争力,接近用人单位的需求,提升计算机类专业办学的适应性,从而有力地促进我国计算机类教育走良性的可持续发展道路。
  3 项目式实践教学模式的构建、实施及考核方法
  3.1 基于项目导向的课程体系构建
  根据“十三五”教育事业的规划,当今高校要培养创新性和实干型的应用性人才。从培养满足产业需求的计算机类专业人才出发,对高等院校计算机类高层次应用型人才培养进行了研究根据国家的发展,把软件工程专业的教学模式设计成“APD-CAS”模式,将相关的任务要求、理论知识以及任务实施顺序有机融入,并根据“APD-CAS”的流程(即分析(Analysis)、计划(Plan)、实施(Do)、检查(Check)、调整(Adjustment)、总结(Summarize))实施,加强对项目实施准备工作和总结工作的管理,保证项目实施过程的完整性,弥补原有教学过程中对实际项目前期分析、项目实施的布置安排以及最終总结评价环节的不足。并且在项目完成后,通过“知识导航”对本课程所涉及到的知识点进行了梳理、总结、进一步完善知识体系。
  项目是“项目式”实践教学模式的核心,项目来源对“项目式”实践教学模式的实施至关重要,所以项目的选择都是经过老师进行市场调研和考察过的[2]。具体步骤如下:
  (1)项目的设计与选择,专业老师进行市场调研,下企业了解当前市场最需求的项目前景,选择部分具有代表性的项目,要做到课堂知识与社会发展同步;
  (2)项目式教学的教学大纲的设计与教学团队的建设,联系一些较好的企业中的工程师,让他们进课堂,同时排教师进企业培养双师型人才,最终实现教师讲课,工程师辅助,学生主动学习,完成项目;
  (3)项目式教学流程设计,具体如图1所示。   3.2 “项目式”实践教学模式的实施
  项目式实践教学模式的中心思想是以专业知识为核心,基于项目任务式教学方法,教学目标是通过项目任务的实施过程,让学生积极学习,自主建构知识,提高学生的开发项目的实践能力和创新能力。项目式实践教学模式将学习、研究和实践有效的结合起来,通过合理的项目设计和实施,给学生提供了自由发挥的空间,利用学生自身的专业知识和团队的协助去解决实际问题,大大的提高了学生的实践能力和创新能力,这个完全是把理论联系到实际中[3]。具体的实施方案如下。
  3.2.1教学目标和教材选定的改革
  项目化课程的教学的目标不只是教学生学会理论知识,而是让学生能够完全掌门理论和实践结合,把学的知识完全应用到真真实实的项目中,让学生能夠对接企业。教材的选定对教学效果也是有很大的影响,不能够像传统的方式选择熟悉的、多年使用的教材,这些教材内容成旧、重复,没创新点,实际项目欠缺。现在很多企业和出版社联合出版的软件工程开发的新课程之类的慕课教材,内容丰富新颖,有视频、有实际案例,这些教材符合项目化课程教学。
  3.2.2项目化课程的教学组织和实施
  在课程师资方面,可以选择具有实际项目开发经验的教师,在邀请企业项目工程师来辅助,这样的选择也是有助于校企合作的发展。学院定期派老师下企业,加入企业项目开发中,提高自身专业素质和项目经验。
  在课程安排方面,采用小班上课,把每个班的学生分成N个团队(每个团队通常由2~5人组成),并且给每个团队制定一项开发项目任务,主要培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队合作精神,让学生熟悉一套软件开发项目全过程。“做中学,学中做”,才能不断提高学生的项目开发能力[4]。案例项目的软件开发过程分成规划阶段、概要设计阶段、详细设计阶段、代码开发和编码测试阶段、完成阶段等部分,具体要求如下[5]。
  (1)规划阶段:在学期初始阶段,每个团队分配到一项软件问题描述,团队制定实验项目的开发计划。
  (2)概要设计阶段:整个开发团队分析实验项目给出的问题描述,制定出需要产生什么文档,用到什么工具。
  (3) 详细设计阶段 :开发人员确定开发环境、语言和开发工具。对系统整体进行规划和布局,设计出系统模块图以及子模块的结构图、画出系统的数据流程图、UML图、E-R图等等。还要设计后台数据库模型和数据字典等等。详细设计阶段是衔接在需求分析和功能实现的二个阶段之间,有非常重要的作用。
  (4)代码开发和编码测试阶段:把模块进行合理划分,把项目总体计划的代码开发测试阶段划分为多个时间段,每个时间段都包括代码开发、单元测试和集成测试。在模块开发完成后,将团队模块与自己开发的模块整合起来成为一个完整的项目,并且进行综合测试。
  (5)完成阶段:团队成员撰写文档,文档在项目开发中也占有重要位置。常见的项目文档包含操作手册、用户手册、维护说明。让其他组成员作为用户来验收项目,验收管理是各团队共同检验工程是否达到预定目标并进行最终确认的重要一环,来保证项目达到预期的目标。
  “项目式”实践教学主要目的就是让学生在学中练,练中学,锻炼学生动手能力,积累学生的项目经验,让学生有着主动分析问题、解决问题的能力,这也是全国高校计算机软件类的教学目标[6] 。
  3.3 项目式实践教学模式的考核方法
  项目式实践教学模式得考核方法,它不同于传统教学根据最后期末考试来定最终成绩,这样培养出来的学生只会一些书本理论知识,根本做不了任何的项目开发,这样违背了现代化计算机软件工程的教学目的。项目式实践教学考核成绩是经过几个过程产生:首先,每组团队或小组把最后项目成果进行展览,由全部学生进行打分;其次进行分组答辩,提交项目文档,由答辩老师给出答辩成绩;最后,最终的考核成绩由老师根据平时成绩、学生打分成绩、答辩成绩按照一定的比率得出。这样的考核方法既保证了成绩的公平公正,又能让所有小组的同学相互比较、相互学习,可以发现潜在的问题,这样才能提高他们的专业开发能力,对后期的毕业设计有很大的帮助。
  4 项目式实践教学模式的实施效果与创新
  通过一年的“项目式”实践教学模式在对软件工程专业的实施,学生在专业的认知、理解、综合知识运用能力、项目的设计与开发能力等方面都有显著的提高。计算机工程学院分别对2011级和2012级的软件工程方向的毕业学生做了数据统计,前提是2011级采用的是传统模式的教学、2012级采用的全新的项目式教学,分别从学生的专业兴趣度、学生的竞赛获奖和优秀毕业设计以及就业率做了调研,统计出一份报表。结果如表1所示。
  从表1数据可以得出2012级的学生在学习兴趣度、学生竞赛和毕业就业率都高于2011级的学生,除了考研率的下降是因为2012级的学生企业就业率高了。项目式教学实施以来,2012级软件工程学生参加了中国大学生计算机设计大赛获得二等奖1项、三等奖2项,参加蓝桥杯大赛一等奖 2项 、二等奖4项、三等奖5项,其他竞赛奖项若干等的好成绩。2016年毕业就业率高达95%。说明“项目式”实践教学模式的实施,收效良好。
  根据项目式实践教学模式与传统的教学模式进行了比较与总结,归纳出它具有以下的创新点:
  (1)突破原有教学模式,用实战项目解决专业课程内容抽象的问题,用基于项目开发过程的教学激发学生学习兴趣提高学生对专业知识的理解与感性认识。
  (2)教学过程在支持软件工程的开发环境下进行,让学生得到真正锻炼,采用SDM软件集成工具解决实践教学内容中般重理论而轻实践问题。
  (3)科研项目带动教学,将教师科研项目部分内容融入到到教学中, 和课堂内容相结合, 与理论知识挂钩. 让学生在学习理论知识的基础同时了解该专业的前沿技术和应用领域, 达到学以致用。   5 结语
  根据教育“十三五”规划目标和计划,当今高校的计算机类专业教育方面在未来都要进行大幅度的改革和提升,更注重培养出“三强”学生——学习能力强、动手能力强、创新能力强。这就要求我们必须改变传统的教学模式,随着近几年“项目式”实践教学的发展,通过项目的实践,培养高素质、具有国际竞争力的创新人才,实现了为企业解决实际工程问题、学生提高工程实践能力、教师了解企业实际需求并保持最新研究领域的“三赢”效果。
  总之,“项目式”实践教学改变了学校的教学模式,提高了学校教学理念;在教师层面上,转变了对学生的指导方法,教育观念和教学方式;在学生层面上,改变了学习方法,让学生主动学习、自由发挥、提高了学生的学习积极性和实践创新能力。
  参考文献:
  [1] 范洪辉,叶飞跃,朱洪锦,等.基于项目导向与情景模式的软件工程专业课程教学研究[J].计算机教育,2015(16):70-73.
  [2] 冯纪南,刘晶,杨德俊,等.项目驱动式实践教学模式的探索[J].中国现代教育装备,2015(15):88-90.
  [3] 卢艳军.项目式專业实践教学模式改革探索[J].计算机教育,2016(1):67-70.
  [4] .张波,刘春雷,刘琴,等.基于项目化课程模式的教学研究[J]. 西南师范大学学报(自然科学版),2014,39(11):240-244.
  [5] 张耀民.“项目驱动+案例教学”模式在软件工程教学中的应用[J].中国职业技术教育, 2012(8): 57-60.
  [6] 张佩云. 项目驱动的软件工程课程案例式分段情景教学研究[J].计算机教育,2013(3): 77-79.
  [7] 罗代忠,刁善会. 回归工程实践的应用型软件人才培养体系改革[J]. 教育与职业,2014(8): 102-103.
  Research on Practical Teaching of Software Engineering Based on Project
  WANG Ke-feng1, LIANG Hong-feng2 , FAN Hong-hui1
  (1.School of Computer Engineering, Jiangsu University of Technology , Changzhou 213001, China;
  2. Jiangnan University-North American,WuXi 213001, China)
  Abstract: In order to promote the transformation and development of colleges and universities, improve the quality of applied talents, increase the ability of students to serve the economic and social development, and establish a high level of applied universities, a new teaching mode project-based of software engineering is proposed to improve the project development and comprehensive ability and improve the quality of personnel training.
  Key words: project; software engineering; practical teaching; teaching reform
  责任编辑 祁秀春
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