江苏科技大学卢冶等:协同育人视域下应用型软件人才工程实践能力提升路径研究
第一作者:卢冶老师
0 引 言
当前,我国高等教育发展呈现出规模稳定、结构优化、特色强化和注重创新等变化趋势,进入了以质量提升为核心的内涵式发展阶段[1]。新形势下,地方高校应充分考虑自身特点、社会需求和生源状况等因素,寻求区别于传统本科高校的人才培养特色,把培养目标定位为“专业口径适度、基础知识扎实、应用能力强劲、综合素质较高”的应用型人才。
卓越工程师教育培养计划、工程教育专业认证、地方高校转型等改革举措的相继出台,对软件工程专业人才培养目标与质量标准提出了新要求[2]。在此背景下,根据软件行业人才需求,软件工程专业如何积极面向社会开放办学,并规划和实施人才培养是亟待解决的问题[3]。
1 人才培养定位
应用型软件人才要求能够了解和阐述客户所面临的问题;能够构想可能的解决方案;能够提供切实可行的方法,实施并予以解决;能够给予客户快速可信赖的支持;能够整合团队能力,实现客户的价值。软件人才培养主要有4类社会服务面向:①运用主流框架技术,进行Web系统的设计与实现,成为Web应用开发工程师;②深入学习前端开发技术,具备编写前端页面和交互代码的能力,成为前端开发工程师;③掌握移动应用程序的特点和开发过程,成为移动应用开发工程师;④在软件或硬件方面从事售前或售后技术维护、应用培训、解决投诉等工作,成为技术支持工程师。
2 工程实践能力目标细化
工程实践能力是实践能力在工程领域的具体要求和体现,渗透着对创新精神的要求和内容;创新精神建立在知识、素质和能力基础上,是实际工作能力更高境界的表征[6]。具体到软件工程学科,工程实践能力还包括实践动手能力,强调软件开发的工程性,即具体项目设计、实施、调试、维护等方面的能力,以及人力、技术、资金、进度的综合管理和交流能力等。我们依据人才培养定位,结合培养目标,分析应用型软件人才对实践能力和创新精神的具体要求,逐步形成课程设置、能力内涵和教学活动三者融合的工程实践能力模型(见图1)。
(1)从第一学期开始培养学生的软件工程观念和系统观念,加强学生对软件工程学科的整体认知。学生通过学习通识教育基础课和学科专业基础课,形成较为雄厚的学科基础知识储备。
(2)伴随程序设计类知识实践系列课程的开设,通过课内实验和课后练习,学生不断获得编程体验,掌握基本编程能力。通过开展问题求解、算法设计等一系列思维活动,逐步锻炼学生的计算思维能力。
(3)针对性地开设课程设计并开展程序设计竞赛活动,逐步提升学生的知识运用能力和理论联系实际能力。
(4)结合工程应用开发课程、企业课程、综合实训、企业实习等实践性环节,学生逐步形成面向领域的设计开发能力、职业技能和工程师素养。
(5)构建以科技创新实践活动为核心的第二课堂实践教学体系,组织学生参加大学生创新创业训练计划项目和以作品参赛的团队竞赛活动,激发学生的应用创新能力。
3 工程实践能力提升路径
3.1 构建对接企业需求的课程体系
通过广泛走访软件开发领域行业企业的专家、领导和校友,充分听取专家对行业人才的需求分析以及对人才培养方向、方式和能力要求的指导建议[7],根据软件工程专业就业岗位群的能力方向,制定大学4年学习阶段学生核心能力培养的教学计划[8]。此外,对课程体系作顶层设计,即在专业教学早期,注重培养学生的软件工程观与计算机系统观,按照软件系统由小到大的思路对专业课程进行整体规划。在求精计算机硬件与系统课程的基础上,融合软件工程基础、程序设计等知识实践系列课程,讲授中小规模软件系统构建;结合工程应用、综合实训等实践环节,通过项目案例,围绕大中型软件系统建构知识,分领域组织软件工程高级课程。
教学执行计划按照通识教育基础课、学科专业基础课、专业课程、企业课程和集中性实践环节逐步推进。专业基础课程凸显为专业课程服务的特性;专业方向课程着力反映主流应用领域与技术;在合作企业的强力支持和带动下,专业选修课程努力呈现新技术发展方向,包括Python语言、虚拟现实技术、UI界面设计、大数据分析等;集中性实践环节以能力培养为主线,遵循能力培养循序渐进的原则,构建“校内—校企联合—企业”递进式实践教学体系。将实验、实习、实训等环节有效贯穿于4年教学,使学生的工程实践能力得到分阶段的培养和提高。
3.2 构建企业全程参与的实践能力培养体系
梳理课内实验、课程设计、综合实训、企业实训、学科竞赛、创新计划、毕业设计、企业实习等本科生教学环节,将各环节全部打通,构建以应用项目为载体、竞赛和创新实践活动为抓手、企业全程参与的实践能力培养体系。
本科一、二年级以课内实验和课程设计为主,包括专业认识实习和企业专题讲座。学院重视编写课内实验讲义和指导书,教师须从实验选题、概念融合、知识衔接和能力训练的角度,详细设计实验内容。借助行业企业的案例模型和资源优势,减少验证性实验,将具有关联性的实验内容统合成应用项目,增加设计与探究性实验比例,更加有效地配合理论教学。软件工程专业每学年开设9门程序设计与工程应用开发课程,其中课内实验约占总学时的三分之一,设计/探究性实验比例达到80%。课内实验教学的改革,不仅促进学生知识运用能力的提升,还推动教师不断思考如何进行理论课程的教学改革,提高理论授课水平。
本科三年级为校企联合实训,第一学期与5家合作企业共同实施3周实训,即在学习Java语言、C#语言和数据库理论之后的针对性训练。其中,Java以Swing、Web和Android应用为主;C#则应用于Unity3D游戏的后台开发。第二学期根据学生意愿自主选择校企共建实验室,开展项目训练。
本科四年级,学生通过课程置换完成企业课程、企业实训、企业实习和毕业设计。在江苏科技大学电气与信息工程学院(以下简称“学院”)的2012级和2013级学生中,共有77%的学生通过课程置换完成企业实训,23%的学生留校考研和参加公务员招录考试,并通过校内综合实训完成学分。问卷调查结果显示,参加实训的学生普遍认为,现行的实践教学体系使其工作所需要的技能得到很大提升,包括计算机技术能力、沟通能力、团队合作能力等,毕业设计的系统功能和论文质量均有所提升。
3.3 构建校企合作的协同育人机制
江苏科技大学张家港校区作为江苏省教育厅批准设立的公办校区,一直致力于充分发挥母体大学优质教育教学资源,积极探索培养应用型人才的创新模式和有效途径[4]。该校区的电气与信息工程学院依据教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会制定的《计算机类专业教学质量国家标准》[5]和《应用型软件工程专业人才培养指导意见》[3],从办学理念、培养目标、课程体系、能力导向、创新教育等视角,探索和实践软件工程专业学生工程实践能力提升的路径,并取得了一定成效。
长期以来,我们以体现企业需求和社会发展要求的人才观、质量观和教育观为先导,不断深化人才培养模式改革,积极探索校企协同培养的途径和规律。在现有“3+1”培养模式的基础上,将部分课程设计成由企业进驻校内实验室实施,充分发挥企业在项目案例上的技术与资源优势;在传统师生纵向交互的基础上,增加学生之间的横向交流,并加强企业专业技术人员的高度参与,构建协作式学习环境;通过完善创新实践活动平台和运行制度,逐步实现校内外实习实践基地的可持续发展。
当前,我们已与无锡达内、苏州高博共建工程训练中心,与江苏国泰新点软件正式签署了校企合作协议,通过共建实训室、教学资源共享、校企设备共用等形式开展合作。以新点软件为例,我们为新点软件提供师资和场地支持,为其开展新员工入职培训提供便利条件。新点软件则安排项目实训,委派专业技术人员对我们进行教学指导,实施评价与考核;安排学生进企业实习,并进行全过程指导,培养学生实际操作能力和职业素养;提供实习场地,指导学生按照安全生产操作规程操作实验设备。2012级和2013级两届毕业生中,我们为新点软件输送优秀软件人才11人,通过谋求合作双方的利益诉求,逐步形成了协同双方合作共赢的良好发展局面。
3.4 构建协同创新的校内外实践基地
以校内外实践基地为依托,开展以学科竞赛、创新创业训练等科技实践活动为主的第二课堂实践教学。通过校企合作,带领学生到企业实地教学,体验实际项目开发流程;邀请企业专业技术人员以指导教师的身份加入作品比赛中;借助企业研发平台,开展创新创业项目及其孵化;成果较为丰富。
一方面,学生参加竞赛的种类、层次和获奖比例逐年提升。由2012年仅参加“蓝桥杯”编程大赛,提升为参加2016年的“蓝桥杯”创业团队赛、中国计算机设计大赛、微软创新杯、中国软件杯等多种以作品参赛的赛事,形成校、省、国家三级竞赛体制。以“蓝桥杯”编程大赛为例,省级获奖比例由2012年的70.4%提升至2017年的96%;在2012级和2013级学生中,有6人次荣获国家奖,其中2人荣获一等奖。
另一方面,要求学生及时整理设计思路、技术路径、程序代码并存档。学生在获得阶段性训练成果后,可以继续申报计算机软件著作权或者专利,或者以第一作者身份发表学术论文,又或者申报“张家港香樟树”众创空间项目,还可以为低年级学生提供借鉴与参考。“做中学、学中研、研中创”的学习氛围逐步形成,也促使学生的工程实践能力在自主研究和解决问题中获得提高[9]。学生既有竞赛成绩和项目经历,又有科研成果,为其参加研究生入学面试或者就业面试提供了丰富的支撑材料。虽然软件工程专业的毕业生更倾向于就业,但是参加研究生入学考试的学生也取得不俗的成绩,2012级和2013级获得985、211院校研究生录取的比例达到52.9%。
3.5 教师队伍建设
教师队伍建设的核心是能力建设。为保证教学质量,学院要求教师将承担的授课任务限定在合理范围内,保证教师在教学以外,有精力参加学术活动、工程和研究实践,不断提升个人专业能力[5]。
校企合作既带来机遇又带来了挑战:一方面,应充分发挥教师扎实的学科专业知识和深厚的算法背景,在培养学生计算思维能力方面下工夫;另一方面,通过参加企业实训、柔性进企业等活动,使得具有工程背景且承担过工程应用项目的教师比例有所提升,逐步提升教师自身的实践教学能力,发挥其在科技实践活动中的指导作用。
学院还专门成立了教学督导组,对全体教师的教学质量进行严格管理,并将教学质量考评作为职称晋升的重要条件。此外,为在教学、指导竞赛和科技实践活动中表现突出的教师开辟职称晋升绿色通道,使每位教师的特长得到充分发挥,也为教师的成长提供了动力和空间。
4 改革逐步形成专业特色
学院强化并遵循应用型软件人才对工程实践能力的要求与思路,经过2012级和2013级两届学生的实践,逐步构建软件工程专业的学科方向、专业结构和课程体系,更新教学内容、教学方法和教学手段,打造科技创新实践活动平台,形成校企协同育人的培养机制,提升学生工程应用实践能力,彰显出软件工程专业特色。
(1)优化课程内容体系,服务于特色专业建设。
强调课程内容体系的先进性,紧密对接企业需求,反映当前软件领域的最新发展现状。课堂讲授融知识传授、能力培养和素质教育于一体,做到因材施教、循序渐进,真正实现课程内容体系的优化。
(2)校企协同培养,深化实验实践教学改革。
实验实践教学采用校内校外结合、校企协同培养的模式,不断加强实习基地建设。实习基地覆盖本专业知识的相关应用范围,既满足学生认识实习和专业实习的需要,又促使课程学习与实践教学相结合,提升了教学效果。
(3)课内课外融合,强化应用型人才培养。
第二课堂不仅是第一课堂的延伸,还是过程性实践。充分发挥第二课堂课外教学的重要作用,注重对应用型人才的能力培养和素质拓展,形成一整套规范化的做法和运行机制。
(4)建立丰富的教师资源库,完善教学团队建设。
逐步形成以中青年骨干教师为主体,由教授、副教授、讲师和企业技术经理组成的梯次合理的教学梯队和学术研究团队,充分发挥团队优势来提升学科建设整体水平。采取多渠道对外学术交流方式,提高师资队伍的学术水平和教学能力。发挥教学团队中各位教师的特长,团结协作、明确分工,形成了经验丰富的竞赛指导团队。
5 结 语
经过几年的实践,学院实施以提升学生工程实践能力为主线的校企协同育人的人才培养模式,不仅营造了有利于学生自主探究的氛围,提升了学生的工程应用素养,夯实了学生的程序设计、系统开发、工程应用和科技创新能力[10],也为计算机、通信工程等其他信息类专业的改革方向提供了参考。软件工程专业毕业生就业率连续几年位列全校前列,人才培养质量也获得社会广泛认可。今后,在保证培养方案制定科学、实施有效的同时,我们将继续深化校企合作改革,创新合作模式,推进学生工程实践能力的提升,为培养应用型软件人才做出更大努力。
参考文献:
[1] 李国毅, 王为一. 对地方高校应用型人才培养模式优化的思考[J]. 教育探索, 2015(6): 67-71.
[2] 王文发, 武忠远, 侯业智. 软件工程专业“2+1+1”校企联合人才培养模式的探索与实践[J]. 中国大学教学, 2015(10): 25-28.
[3] 张燕, 蒋宗礼. 《应用型软件工程专业人才培养指导意见》研制思考[J]. 中国大学教学, 2015(6): 28-31.
[4] 李福亮, 高双喜, 张丽媛. 转型背景下独立学院学生工程实践能力提升路径研究[J]. 实验技术与管理, 2016, 33(7): 189-191.
[5] 蒋宗礼. 关于研制计算机类专业教学质量国家标准的思考[J]. 中国大学教学, 2014 (10): 52-55.
[6] 韩如成. 工程实践能力培养的探索与实践[J]. 中国大学教学, 2009(6): 77-79.
[7] 戴昕, 王丽霞, 刘焕君, 等. 地方土建类高校人才培养模式现状调查[J]. 职业技术教育, 2014(17): 12-16.
[8] 马小莉, 李玉根, 胡大伟, 等. 转型背景下校企合作教育模式的研究与实践[J]. 实验技术与管理, 2016, 33(7): 185-188.
[9] 雷兵, 冯莹, 刘伟, 等. 基于大学生创新训练计划的创新实践人才培养模式探索[J]. 教学研究, 2015, 38(6): 97-100.
[10] 郑秋梅, 吴春雷, 崔学荣, 等. IT类专业多层次实践创新平台建设[J]. 实验技术与管理, 2016, 33(5): 7-9.
基金项目:江苏省现代教育技术研究2016年度课题(2016-R-50036);江苏科技大学2016年度教育教学改革研究课题(GX20161038);江苏科技大学2016年度教学方法改革示范课程项目(GXK201608)。
第一作者简介:卢冶,女,讲师,研究方向为软件工程、信息系统开发与应用,houyily@126.com。
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