软件工程专业实验实践教学改革
李岩桥
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李岩桥,. 软件工程专业实验实践教学改革[J]. 软件工程研究,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157088.
摘要:
相对于传统的工科人才而言,新工科人才更注重实践、创新能力培养。基于新工科理念,通过把握软件行业发展趋势和产业政策,结合软件工程人才培养目标,提出新式的实践教学体系,从顶层设计上推进实践教学模式创新。
关键词: 新工科;软件工程;实践教学
DOI:10.12721/ccn.2021.157088
基金资助:

为满足国家战略、产业发展和经济结构改革对工程人才的需求,教育部于2017年开始启动新工科建设。新工科建设的目标是培养能适应经济新常态、具有国际竞争力、工程实践能力强的创新型人才。这一教育理念的提出,体现了我国高等工程教育以提高人才培养的实践性与创新性为中心,要求高等教育从引领新经济发展战略视角,加强与产业密切合作,注重学生工程素养和实践能力培养。

一、软件工程专业实验实践教学背景

2017年,教育部提出新工科建设作为新时期国家推进高等教育改革的新战略。2018年4月,教育部又提出“高等学校人工智能创新行动计划”。新工科建设和人工智能创新计划的号角已经吹响。软件工程专业是社会需求量非常大的一级学科本科专业,实践性要求也很高。“人工智能+新工科”新背景对软件工程专业有什么新要求?如何对传统软件工程专业实验实践教学与培养模式进行改造和提升?这里,实验主要指课程教学中开设的实验教学活动,如程序设计实验;实践主要指企业实习实训、创新创业等课程实验以外的实践教学活动。近年来已有很多专家学者开展了大量有益探索,包括关于新工科内涵和特征的论述,针对新工科的核心能力要求提出的教学模式改革建议,对新工科的计算机大类专业改革的讨论,关于新工科背景下软件课程教学模式的探讨,面向新工科的工程管理专业实践教学改革等。人工智能的迅猛发展也必将对新工科建设产生深远影响。

二、实践教学体系构建

相对于传统的工科人才而言,新工科人才更注重实践、创新能力培养,以适应新经济和新兴产业需求,且具备国际竞争力。不难发现,类似大数据、云计算、人工智能等相关的新工科专业都蕴含一个很重要的技术,那就是软件。软件技术作为一项核心竞争力,应用于人们工作生活的方方面面,比如政府、银行、企事业单位、航空、医疗等。作为一门实践性很强的学科,软件工程人才的培养不仅需要系统的理论知识,更需要工程实践的综合锻炼。因此,高校在培养工程人才时,要顺应时代变迁进行改革和调整,积极探索创新,提升学生动手实践能力。

三、实验实践教学新体系及实施路径

(一)确立实验实践教学新理念

新工科与人工智能都包含了很丰富的内涵。新工科注重创新性和学科交叉融合,也对工程素质与综合能力方面做出了新要求,更加注重企业实践和工程教育。在软件工程专业教学中,需要加强复杂软件问题分析与解决能力、数据分析能力、团队协作与沟通能力、创新能力、终身学习能力等。新工科建设和人工智能发展也都强调关注全球视野和国际化交流合作。新视域下的软件工程专业需要融合人工智能学科的新理论、新知识,如软件开发可能需要结合和应用人工智能的一些理论算法来实现;而软件工程的一些任务如软件测试,也可以应用人工智能算法来完善测试。事实上,新工科与人工智能的新理念更多地应该在实验实践教学中得到充分落实和体现。

(二)建立实验教学新体系

在新视域下需要从实验实践教学的内容体系上加强教学创新性设计,新体系应加强对学生工程素质的锻炼和实践能力的提升,融入人工智能相关理论知识。探索与企业合作的实验实践教学内容设计,完善产学合作、产校融合、实习实训,加强创新创业实践教育和工程教育。建立实验实践教学新体系,是落实“人工智能+新工科”视域下新目标的重要基石。

(三)综合方面进行实验教学新体系实施

“人工智能+新工科”视域下,软件工程专业教师需要针对新情况、新问题,重塑软件工程人才培养质量观,对实验实践教学方法进行创新性改进。1、线上线下混合式实验教学。基于云计算的在线实验教学方式可以提高教学过程的灵活性、互动性;在线实验教学对于软件工程专业具有很好的粘合度,如软件编程类、软件工程类课程实验均可以通过在线实验的方式完成。2、虚拟仿真实验教学。对部分课程建立虚拟仿真的实验环境,切实提高教学效果;对软件工程专业中的算法分析和动态演示以及部分专业基础课如计算机组成原理、操作系统等课程实验,可以建设虚拟仿真实验项目。3、开源软件项目实验教学。开源软件发展是软件工程领域的一个重要趋势。利用Github、TensorFlow、OpenCV等开源软件平台资源,开展软件工程项目实验教学,也是一种很好的实验教学方式。4、综合性工程案例教学。从领域知识、课程体系、实验项目几个层面进行系统梳理,设计软件工程中的若干复杂综合性工程问题案例,以有效支撑软件工程专业实验实践教学,促进人才培养、学科发展之间的有机融合。5、课程实验和项目实训纵向关联教学。加强实验与实训的关联度,有利于学生更好理解和掌握教学内容,如对于大数据课程,课程实验安排可以先在单机环境下模拟分布式平台,开发和部署spark系统;而项目实训阶段可以进一步在企业云平台上部署Hadoop等分布式系统。6、多主体协同育人实践教学。教师可以采用适合高等院校软件工程专业的多主体参与的“新工科”模式下产教融合和校企合作机制、项目驱动+企业实训模式,如教育部产学合作协同育人项目,加强实践条件建设项目、校外实践基地建设项目、新工科项目、创新创业联合基金项目的申请及建设。聘请企业一线经验丰富的工程师讲授企业真实项目案例,也是项目实训非常好的途径。

结束语:软件工程专业是一个实践性要求很高的专业,“人工智能+新工科”视域下软件工程专业的实验实践教学面临新理念、新目标、新问题,在教学实践中需要完善新体系,探索教学新模式、新方法、新途径。

参考文献:

[1]杨微,肖佳,朱晓风.基于能力培养的软件工程专业实践教学改革的探索和研究[J].电脑知识与技术,2019,15(14):136-137+139.

[2]王峰,韩苗苗.软件工程专业学生工程能力培养模式的研究与实践[J].课程教育研究,2018(38):224-225.

[3]柯丹霞,舒勇.基于虚实结合的发酵工艺学实践教学研究[J].轻工科技,2018,34(04):148-149.

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