面向工程需求的软件工程创新人才培养体系的构建

    随着社会文明进步和科学技术的迅猛发展,知识总量的激增和信息传播方式的变化,高等院校必须改变传统的教育方式和培养模式.工科院校作为“培养工程师的摇篮”,要求它所培养的学生不再是传统意义上的工程师“毛坯”,而应该是具备现代工程意识、熟悉工程背景与环境、掌握最新工程知识与技术、具备工程方案择优和创造性实施能力、主动适应现代工程建设及发展需求的“现代工程师”.

    据电子信息产业统计公报,2010 年我国软件产业规模超过 1.3 万亿元,2011 年达到 1.8 万亿元,2012 年共实现软件业务收入 2.5 万亿元,同比增长 28.5%,占世界软件和信息服务产业的比重得到进一步提升.分析认为,随着国内行业信息化程度的不断加深,对软件产品的需求将持续上升,软件服务业也将有望迎来新一轮高速增长.面对如此巨大的发展前景,软件人才的培养模式变得至关重要.

    江苏科技大学电气与信息工程学院(以下简称“学院”)软件工程专业,其前身为计算机科学与技术(软件)专业,从开设之初就明确,软件行业需要的是工程型人才,不能照搬传统的科学人才培养模式,应进一步转变培养观念,加快培养国内软件产业急需的高素质工程型人才.因此,确立软件工程专业的人才培养目标为:培养厚基础、宽口径、重实践、强能力、高素质的应用型人才[2].

    服务定位为:依托长三角地域优势,服务地方经济,并与省内知名软件企业合作,为江苏省信息化建设培养软件工程应用型创新人才.

    一、软件工程学科的工程教育特色.

    所谓工程意识,即工程技术人员无论是从事工程设计与研究、工程制造或工程管理过程中,所必须具有的创新意识、实践意识、竞争意识、法律意识和管理意识等,并能正确判断各种工程技术问题,迅速作出现场处理,最大化地实现预期效益和客户价值.工程意识是工程技术人员应该具备的基本素质[3].

    对于软件工程学科来说,工程意识的培养尤为重要.分析软件开发生命周期的全过程,从软件定义、软件开发、软件维护,乃至项目管理的全过程,一名合格的软件工程师必须具备业务分析能力、设计实现能力、现场实施能力、语言表达能力、项目管理能力、良好的团队意识与合作精神,以及高度的责任心等,这些能力与素质都属于“工程意识”.软件工程师使用的不一定是最先进的技术,但一定是最成熟的技术来开发最稳定、可靠、经济、安全的软件产品,它能经得起用户和市场的考验[4].

    机器的运行要靠稳定的程序,环境稍微复杂一点,实验室里运行良好的程序,在现场就有可能出现问题.设计软件产品必须能够应对复杂的现实情况,并充分预测到障碍、缺陷存在的概率.

    从教学的角度来看,计算机和软件工程学科发展速度非常快,教师不可能把所有的知识传授给学生,只能将最核心的基础知识和当前的实用新技术教给学生.因此,关键是要培养学生如何保持持续学习的能力以及如何运用知识解决实际问题的能力.所以,软件工程专业的教学一定要强调基础理论和实践锻炼的平衡,工程意识的培养必须贯穿培养过程始终.

    二、软件人才必备的职业技能分析.

    软件产品越来越多地定义为企业有规模地脱颖而出及其有效竞争的能力.这就需要结合各方面具有互补能力和技能的利益干系人的努力[5].

    (1)从软件获得价值的客户和企业所有者.

    (2)定义业务流程和解决方案蓝图的系统架构师.

    (3)创造满意用户体验的设计人员.

    (4)实现软件功能的开发人员.

    (5)确保达到软件预期质量要求的测试人员.

    (6)部署、操作并支持软件服务的实施人员.

    (7)负责端到端交付周期内整体效能的项目经理.软件工程专业所培养出来的学生将来有可能成为上述(2)-(7)中角色的某一个.因此,他所应当具备的职业技能要求可以描述为[6]:(1)了解和阐述客户所面临的问题.(2)构想可能的解决方案.(3)有说服力的客户价值定位.(4)提供切实可行的方法、实施与解决.(5)快速、可信赖的回答.(6)整合团队的能力,实现客户的价值.

    三、面向工程需求的软件工程创新人才培养体系的构建.

    基于上述分析,学院提出以下软件工程专业人才培养体系:注重学生工程意识和实践能力的培养,以软件工程竞赛型创新实践基地为依托,以基础理论、创新工程和应用实践为主干,建立分层次、分阶段、体现工程教育特色的专业教育体系.

    (1)竞赛型创新实践基地的建设和管理.

    (2)产学研为基础的校企合作机制.

    (3)实训项目为核心的工程实践环节.

    (4)“双师型”师资队伍建设.

    (5)多层次的课程设置规划.

    重点结合竞赛型大学生创新实践基地建设,探讨基于工程意识培养的软件工程专业建设与实践.以创新实践基地为基础,构建专业性的学生创新应用实践平台.

    以丰富多彩的科技实践项目为载体,开展多层次的科技创新活动,锻炼学生的实践能力和研究创新能力[7],培养实用型、复合型软件工程技术人才.

    四、竞赛型大学生创新实践基地的特点与作用

    科技活动通常具有长期性、持续性的特点,因此培养学生的创新能力也是一项长期任务.培养创新能力行之有效的途径是开展创新活动[8].建立软件工程竞赛型大学生创新实践基地,是开展创新活动的重要基础.软件工程专业教学涵盖了计算机技术各应用领域的大部分专业知识;竞赛型创新实践基地则依据学生的专业与研究方向,指导学生运用知识实施科技活动,促进其专业技能和综合素质的全面提升.

    (一)组织架构多元化.

    基地架构建立在学院层面上,通过选拔相关专业优秀学生进行团队组合,以“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛、ACM 国际大学生程序设计竞赛以及诸多有影响力的国际国内学科竞赛和科研立项为载体,引导学生参加科技实践活动,让每一个学生在毕业前都创造至少一件完整的软件作品.

    指导教师依托软件工程系现有的师资力量,并逐步引入合作软件企业的工程师、项目经理的参与,组成多元化的指导教师队伍.

    作为改革试点,引入多元化的评价机制,学生凡是符合下述条件:(1)获得国家、省、市级奖励,(2)申请校级以上本科生创新计划,(3) 参与教师科研项目;(4)公开发表学术论文,都能获得创新学分并计入其第二课堂学分,以提高学生参加实践活动的主动性和积极性.

    (二)管理架构自主化.

    大学生科协领导下的计算机协会是创新基地的骨干力量,是学院联系学生的桥梁和纽带.要充分发挥计算机协会的作用,逐步引导学生走进实验室.

    基地成员的选拔,一方面由任课教师在教学过程中发现有潜质的学生;另一方面,则通过计算机协会的宣传、学生间的交流,吸引学生参与到基地的活动中来.

    基地日常管理以计算机协会为主体,建立管理规章制度,组织常规学习活动,并自主选举小组负责人以协助教师管理团队事务.常规的学习活动主要包括:培训讲座、在线指导与答疑、校内竞赛、以实训项目为导向的专业知识归纳与总结、专场学术报告、企业交流等.

    学生管理则根据一至三年级的不同学生群进行分类,一年级的学生以教师引导式、学长带动式学习为主,使学生由灌输式被动学习逐步过渡到自发式主动学习,并从中发现自己的兴趣爱好.二、三年级的学生则根据自己的兴趣爱好,选择研究方向并进行团队组队,参加竞赛或科研项目.

    (三)竞赛团队和科研团队培训多元化.

    所有基地成员都必须参加算法知识培训.经过基础培训后,进行参赛选手的选拔和竞赛团队的分组建设.

    进入竞赛团队的学生,分成 C/C++ 和 Java 两个方向.除定期通过基地指导教师进行深化培训外,还会根据竞赛的最新要求展开赛前针对性训练.

    毋庸置疑,学生自我学习能力的提高也至关重要.

    随着互联网、专家博客的兴起,新一代软件工程师的成长也变得相对轻松.老一代软件工程师在开始编程时,大部分时间都花费在失败和尝试上,很多尝试都围绕在空间、时间、可靠性以及如何寻找最佳的折中点上.而新一代软件工程师的编程角度则有所改变,利用 Google、百度等搜索引擎、CSDN 等专家博客,在前辈们的基础上更加容易取得成功.因此,作为软件工程专业的学生,不断失败、不断尝试、借鉴前辈们的经验是快速成长并取得进步的最佳途径.

    此外,目前的竞赛题目除了考查学生的算法思维以外,对于开发环境的基本搭建和运行调试也属于考查范围,因此竞赛的训练离不开日常实训项目和科研项目的训练.经过全方位的培训后,竞赛团队开始参加专业程序设计竞赛.

    科研团队,一方面,组织学生申报校级以上本科生创新计划.创新计划项目不仅能够培养学生独立思考、竞赛型创新基地建设与软件工程应用型创新人才培养模式的探索解决问题的能力,还可以激发学生主动去探究问题本质,并运用强有力的逻辑进行思辨,从而最终实现创新[9].

    另一方面,接纳学生参与教师科研项目或企业级应用项目.一个软件开发项目的不同阶段对于开发人员的能力需求是不一样的.高年级学生可以担负需求分析、项目建模、过程管理、进度控制等任务;低年级学生则从编码和测试阶段入手,熟悉开发流程,不断提高自己的编程能力和分析设计能力.按照目前使用的实用新技术,科研团队分成 Java、.Net、Php、富客户端技术和数据库应用等五个方向.通过教师指导下的各类科研活动,学生的工程意识、实践能力、团结协作和竞争精神得到全面提升.

    (四)加强校企合作与师资队伍建设.

    贯彻工程意识的培养、创新实践基地的良好运作,都离不开项目实训和企业实习,校企合作则为其提供了最佳保障机制[10].

    从三年级开始的校内软件项目实训,要求从需求分析阶段到软件测试阶段都要按照软件开发真实的流程进行.四年级上学期,引入软件企业提供的实训项目,由教师、企业开发人员和学生共同参与完成.以江苏国泰新点软件有限公司的合作模式为例,实施 5 个学分、8个教学周的项目实训.内容包括:2 个教学周的专业知识补齐,3 个教学周的企业开发框架学习,以及 3 个教学周的利用框架进行项目开发,并根据学生提交的成果检验实训效果.在与苏州高博教育的合作中,除进行项目实训以外,还聘请企业一线项目经理担当软件创业团队赛的顾问.通过现场和在线交流,拓展学生的知识面,启迪学生的问题意识,启发学生积极思维.目前已达成合作意向的企业还有:中软国际有限公司无锡 ETC 实训基地、NIIT 张家港软件和服务外包学院等.

    四年级下学期的主要任务是完成毕业设计.毕业设计不仅是对四年所学知识的综合检验,也是学生进入社会工作之前的铺垫.这就决定毕业论文选题应该尽可能来源于生产或管理实际.通过双向选择进入合作企业实习的学生,参与实际项目的开发,训练实战能力,并同步完成毕业设计.

    同时,选派优秀教师、博士柔性进驻企业.一方面在企业一线见习性地从事专业技术实践,熟悉软件企业的实际开发流程,还可以根据企业用人的实际标准不断修正人才培养方案;另一方面,结合博士自身在科研领域的优势,与企业合作共同申请科研项目,达到双赢互惠的目的.

    五、软件工程竞赛型创新实践基地人才培养成效与展望.

    近年来,软件工程竞赛型创新实践基地先后成功举办并参加了校区程序设计大赛、校级程序设计大赛,“蓝桥杯”全国软件专业人才设计大赛和 ACM 国际大学生程序设计竞赛.已获得全国二等奖 1 人次,全国三等奖2 人次,全国优秀奖 1 人次;江苏省一等奖 4 人次,二等奖 1 人次,三等奖 14 人次,优秀奖 8 人次;共计 31 个奖项,并获得了“蓝桥杯”全国软件专业人才设计大赛江苏赛区优胜学校奖.

    竞赛型创新实践基地的开展,为学生构建了施展才华的平台.经过近两年的实战训练使学生能够积累丰富的工程经验,为就业奠定良好的基础.据调查和统计,在已经毕业的软件方向的近 300 名毕业生中,已有近 1/3毕业生成长为软件工程师、项目组长、资深软件工程师、系统架构师,正在服务于张家港地方经济,服务于江苏省信息化建设,服务于长三角地区.不仅推进了江苏科技大学在本专业领域的知名度,也为校企合作打下了一定的基础.

    目前,创新实践基地的活动还是以参加各类程序设计竞赛为主,随着建设工作的不断深入,将逐步过渡到以竞赛和科研为目标的综合型创新实践基地.为此,需要在以下四个方面作进一步完善:(1)教师队伍建设:基地需要一批工程能力强、项目经验丰富、有奉献精神的教师作为指导教师;(2)校区政策倾斜:在人才培养计划的制订和教材选择等方面应给予适当的灵活性和自主性;(3)配套奖励政策:为鼓励教师和学生更多地参与到基地的活动中来,要制定配套奖励政策;(4)实践效果评价的细化:要从本科实践教学的各个环节入手,监督和检查学生的实践能力.

    过去五年,学院软件工程专业在人才培养模式、工程实践体系、校企深度合作、教师队伍建设、课程设置规划等方面进行了深入探索与实践,并取得了初步成效.

    这些努力,将为今后人才培养计划的修订与实施打下良好的基础.

    参考文献:

    [1]王宝玺.论工程意识[J].自然辩证法研究,2012,(9).

    [2]陶永芳,商存慧.CDIO 大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006,(11).

    [3]左延红,张克仁.工科院校应注重培养学生的工程意识[J].高等建筑教育,2010,(2).

    [4]蒋家平,王磊.工程意识应贯穿软件人才培养过程的始终[N].中国青年报,2012-04-18.

    [5]敏捷开发与应用生命周期管理[EB/OL].

    [6]王燕青.智慧“软”实力,成长源动力[C]// 第三届“蓝桥杯”全国软件人才设计与创业大赛全国总决赛研讨会,2012.

    [7]叶旭,刘洁.加强竞赛型基地建设与培养学生实践能力的探索[J].继续教育研究,2011,(11).

    [8]谢春.工程教育创新型学科实验室的构建[J].实验室研究与探索,2012,(3).

    [9]杜龙兵,徐书克.浅析大学生创新性实验计划项目[J].实验室研究与探索,2012,(2).

    [10]杨小虎,陈越.基于大规模工程实践的软件工程专业建设的探索与创新[J].计算机工程与科学,2011,(A1).