面向关键软件领域人才培养的软件工程专业课程群建设与教学改革
文摘
教育
2024-09-13 17:50
云南
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面向关键软件领域人才培养的
软件工程专业课程群建设与教学改革
刘党英 王丝雨 李艳丽
（信阳师范大学，
河南 信阳 464000）
【摘 要】关键软件的崛起得益于经济增长、社会发展和行业的认可。高校在培养关键软件领域人才时，除了注重知识的传授，也要不断满足产业的实际用人需求，致力于将关键软件的知识与技能融入人才培养全过程。通过对软件工程专业课程群建设存在的问题进行分析，提出优化构建软件工程专业课程群，进行软件工程专业实践教学体系改革，促进关键软件领域应用型人才的培养。
【关键词】关键软件领域；软件工程专业课程群；应用型人才培养
中图分类号：G642 文献标识码：A
打造人才培养高地对于推动经济增长、促进科技自主发展，以及提高我国的国际竞争力，具有深远意义。我国在关键核心技术领域仍面临高级人才短缺的问题，半导体、人工智能和新材料等关键技术领域面临技术瓶颈。[1]2021年4月，赛迪智库发布的《关键软件领域人才白皮书（2020年）》通过线性拟合方法预测分析，到2025年，我国关键软件领域新增人才缺口将达到83万人。[2]因此，高校积极进行关键技术领域的人才培养，十分必要。随着国家对软件人才的需求不断增加，加强软件产业人才队伍建设成为行业高质量发展的重要方向。目前，部分高校关键基础软件领域的人才培养仍存在一些问题，一些软件工程专业的毕业生由于没有具备软件设计和开发系统的能力而难以很好地达到企业岗位的要求。究其原因，在于一些高校所教授的计算机软件知识与技能没有和企业岗位的实际需求相衔接。因此，高校需及时进行软件专业课程教学改革，构建精准对接企业岗位实际要求的软件工程专业课程群。近年来，高校课程改革重点放在了专业课程群的构建和实践探究上。通过构建专业课程群，实现课程教学内容间的融合、交叉和关联，有利于进一步深化课程教学改革，促进教材的更新、教师团队的培养，以及各类教学资源的合理分配。但笔者发现，在专业课程群的建设过程中仍存在一些问题有待解决。目前有的高校的课程体系并没有深入地考虑专业课程群中课程间的有效互动与联系。有的课程中的重要知识点，教师以为在其他课程中已经重点讲授而一带而过，容易导致重要的知识点遗漏。有的知识点存在相关课程教学中教师重复讲解的情况，使得学生在有限的课堂时间内反复学习已经掌握的内容，从而导致学习效率不高。2.专业课程群的教学内容与产业发展的技能需求契合度不高随着新工科的深入发展，信息产业的新形态初具规模，软件工程专业的人才培养也要与时俱进，提高专业课程群教学内容与产业发展的技能需求的契合度。但目前，专业课程群所提供的教学内容更新缓慢，学生很难掌握新兴的软件开发技术及方法，工程操作实践能力较为欠缺，解决复杂工程问题的创新能力不足。长此以往，则不利于关键软件领域人才的培养。高校的专业课程群建设打破了传统的教学模式，强调课程建设的系统性，从而提升教学实效性。专业课程群是基于学生的实际学习需求，通过对同一专业或跨专业相关课程的设计与知识点整合，从而凸显群内一门课程对另一门课程的有益影响，形成一个相对独立的课程体系。教师优化构建软件工程专业课程群，主要从以下几方面着手。通常情况下，专业课程群可归为知识型、方法型和问题型三种类型。其中，知识型课程群通常是由同一专业的知识课程组合构成，而方法型课程群和问题型课程群则更多地呈现出跨专业主题的课程组合。关键软件产业的发展是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。关键软件领域主要包括五大类软件，即关键基础软件、大型工业软件、嵌入式软件、新型平台软件和行业应用软件，[3]关键软件的分类如图1所示。![]()
图１ 关键软件分类
目前，高校承担着基础软件研究、应对国外技术封锁和“卡脖子”问题的重要任务。因此，有针对性地建立软件工程专业实践教学体系对于国家自主软件研发和生态控制能力提升具有重要的意义。课题组利用大数据技术，从海量的行业人才需求数据中，分析并挖掘出关键软件领域最紧缺的岗位依次为架构师、前端开发工程师、后端开发工程师、运维工程师、算法工程师，并根据知识、技能等方面描述归纳了岗位任职要求的关键技术链，如图2所示。![]()
图２ 岗位任职要求的关键技术链
课题组对软件工程专业课程群进行了优化设计，专业课程群的建设思路如图３所示。其中，增设了专业核心课程，以满足学生深度学习的需求。教学模式创新方面，引入案例教学和项目驱动式教学，充分激发学生的技能实践兴趣。在实践平台选择上，形成了仿真实验室与实际工程项目的对接机制，提升学生的实践能力。能力目标达成评价方面，形成多维度评价体系，全面衡量学生的学习成果，确保高校培养出合格的关键软件领域人才。![]()
图３ 专业课程群的建设思路
课题组以培养关键软件领域的专业人才为核心，制定了全新的人才培养目标。将软件工程专业的核心课程细分为六大课程类别，包括工程基础、软件理论、硬件理论、网络及操作系统、软件技术和软件工程等，[4]六大核心专业课程群如图４所示。基于此，学校成立了对应的课程教学团队，以确保完成课程建设任务并达到预期的教学目标。![]()
图４ 六大核心专业课程群
工程基础和软件理论是专业课程群的核心，主要目标是夯实学生的数学和编程基础，培养其计算思维。学生通过学习软件设计的方法、原理，能够运用计算思维来分析、建模并解决问题。硬件理论和网络及操作系统是专业课程群的支撑，主要目的是协助学生深入理解计算机硬件系统、网络和操作系统的概念，掌握硬件系统在数据处理方面的标准操作方法，培养学生在网络环境中跨平台进行软件开发的能力。软件技术和软件工程是专业课程群的高端进阶，主要目标是培养学生软件开发的知识和技能，学生能熟练运用软件开发的主要工具和标准方法，提高学生的软件开发能力。课题组对专业课程群进行了模块化的整体拆分，通过结合线上和线下混合式教学策略，构建基于OBE理念的软件工程专业实践教学体系。学生根据自己的实际学习需求，自行选择内容进行学习，从而增强学生的学习内驱力。课前，教师整合线上教学资源，通过超星学习通发布自主学习的任务清单，明确教学目标，为学生提供PPT、微课视频、参考资料等学习资源。学生通过线上资源自主学习知识，并完成课前测验。教师根据学生的测验成绩，把握学生自主学习状况，以便确定后续课堂教学内容。课中，教师通过课堂教学，实现学生知识的内化。教师设计课堂教学内容，运用案例教学法提出问题，通过启发式教学法对问题进行分解，通过问题导向教学法引导学生进行算法设计，通过任务驱动教学法要求学生不断调试并优化程序，最后完成知识迁移。课后，学生通过练习、总结，不断提升学习能力。教师利用超星学习通、OJ（Online Judge在线评测）系统等，了解学生的作业完成情况并给予相应的指导。学校高度重视教育教学质量，积极倡导“基础扎实、能力强、注重实践”为核心的办学理念。学校与珠海世纪鼎利科技股份有限公司开展校企合作，共同推进学校软件工程专业的课程群建设和人才培养。学校基于UBL（Ultrawise Blended link）的教育模式，以学生为核心，同时强调目标导向和学习成果，建立核心课程结构、培育“双师”型教师团队、建立综合实习和实训基地，并形成科学的评估机制。鼓励学生充分利用暑假参与实习实训，提升专业知识水平与实践技能。专业课程群教学团队秉持以赛促学、以赛促教、以赛促改、以赛促创的理念，将学科竞赛等融入人才培养全过程，多措并举、集中发力，精心组织程序设计类、信息安全类、软件开发类、创新创业类学科竞赛。将竞赛平台与科研平台相融合，打造以科技创新为导向的本科生培优模式，优化竞赛奖励激励机制，激发广大师生参与竞赛活力。2023年，学校软件工程专业学生取得了较好的成绩，分别获得国家级二等奖、三等奖，省级一等奖、二等奖、三等奖等多个奖项。近3年学校毕业生就业质量报告显示，毕业生就业质量和平均薪资相比同类院校具有明显优势。其中，92%的毕业生满意本专业人才培养模式，86%的毕业生具备一般软件项目研发的系统化认知和独立开发能力。高校在进行关键软件领域人才培养时，需将关键软件的知识与技能融入人才培养全过程。课题组通过对关键软件领域人才所需技术能力进行深入分析，优化构建了以培养关键软件领域人才为核心目标的软件工程专业课程群，旨在精准对接企业岗位实际需求，高质量培养关键软件领域的创新型应用型人才。
基金项目：河南省本科高校教学改革研究与实践项目研究成果（项目编号：2022SYJXLX061）；2023年度河南省教育系统廉政专题研究项目研究成果（项目编号：2023LZYB-27）。
作者简介：刘党英（1972—），女，硕士，副教授，研究方向：大学生思想政治教育、计算机教育课程改革；王丝雨（1995—），女，硕士，助教，研究方向：大学生思想政治教育；李艳丽（1982—），女，硕士，讲师，研究方向：深度学习、密码学。
[1]李佐军．建设人才强国面临的挑战及其应对[J].中国党政干部论坛，2023（1）
[2]赛迪智库发布《关键软件领域人才白皮书（2020年）》[EB/OL].http://ww.ccidgroup.com/info/1096/32965.htm
[3]徐洪智，蔡国民．软件工程专业程序设计课程群建设研究与实践[J].东莞理工学院学报，2016（1）
[4]黄兰英，李志敏，张涛．基于“OBE+思政”的软件工程专业课程群建设与改革[J].计算机教育，2022（1）
