软件工程专业学生创新素质养成的具体策略

    0 引 言.

    随着知识经济与科学技术的发展,高等学校以传承知识为主的传统教育模式正向强调知识、能力与素质培养的创新教育模式转变.大学生创新能力的培养作为高校创新教育的基本价值取向,成为当代高校的重要任务,创新能力的培养对现行的高校教学管理提出了新的挑战和更高的要求.

    近年来,随着创新教育在高等教育领域的发展,大学生创新能力的培养作为高校教学管理的一个重要目标正逐步为我国教育界所认同.部分高校较早就以大学生创新素质、创新能力培养为目标进行了一系列大胆和有益的尝试,如清华大学针对本科生创新能力培养推出 SRT 计划:学生研究训练计划(Student Research Training),学校组织一批科研课题,并在经费和条件上予以一定支持,由本科生在指导教师的辅导下对课题进行研究[1].哈尔滨工业大学设立了旨在培养具有创新意识的拔尖人才实验学院,尊重教学活动中学生的主体性,以培养学生的创新能力作为制订教学计划的基本出发点,弘扬启发式教学;考试方式也更多地关注实践与思维能力和创新意识培养效果的检验转变,使考试成为促进学生学习主动性的重要过程;学生随教师参加科研活动,进行课题研究,将研究结果作为对学生评价的重要部分[2].华东理工大学对一、二年级学生的教学重心侧重于创新思维和学习能力的培养,高年级学生的教学中心则突出于科研能力和创新能力,毕业设计都着力于解决工程和社会的实际问题;学校还专门成立了“大学生创新实践活动指导委员会”和“大学生创新教育专项基金”[3].中南大学构筑基地化依托,2001 年开始分两批建立了 10 余个面向全校的教育示范基地,其中包括学生科技 4 个创新活动基地、1 个创新示范基地、1 个学生学术基地[4].尽管很多高等教育研究纷纷从理论上进行了大学生创新能力培养方面的探索,一些高校教学管理者也从不同的角度展开了积极实践,但这些研究和实践大多以学校为单位,探索大学生创新能力培养方面的共性内容,忽视了不同专业、不同学科所引起的大学生创新能力培养方面存在的个性化的内容.

    1 软件工程专业大学生创新能力培养存在的问题.

    当前,我国在大学生创新能力培养上存在一些问题[5],具体表现为以下几个方面.

    (1)具有创新意识,但不善于创造和利用条件.创新能力的发展与创新行为的培养都是建立在创新观念和创新欲望的基础上的.学生本身有创新意识和想法,才会付诸创新行为,才会有热情参与各项创新活动.以浙江工商大学计算机与信息工程学院的学生为例,学生普遍具有创新动机,在教师和辅导员的指导下对创新也有一定程度的认识,也希望在学习中产生新思想与新理论,但学生自身不善于主动创造和利用条件,往往不能把握本学科最新发展的动态和相关学科知识的横向关系.

    (2)思维相当敏捷,但思维方式缺乏创新.

    随着知识和经验的积累,大学生的想象力逐渐丰富,思维能力、逻辑推理能力有了很大程度的发展,思维相当敏捷,但由于知识面宽度不够,各门课程知识的吸收是独立、互不相关的,容易机械地、片面地看待各科知识的结构,缺乏必要的整合,致使他们的思维方式是直线式的,思考问题缺乏深度,体现在课堂小论文、自主命题系统内容的设计等方面缺乏新意.

    (3)有创新的灵感,但缺少必备的技能.创新技能是指创新主体的实践能力,包括新信息加工能力、动手操作能力、掌握和运用创新技法能力、创新成果表达能力及物化能力.我国学生长期受应试教育的影响,与国外学生相比,他们擅长于应试能力,弱于动手和运用创新技能方面的能力.

    (4)有创新的兴趣与热情,但缺乏毅力.创新存在一个过程,不同的创新项目持续的时间有长有短,整个过程是学生能动性和个体积极性的集中体现,毅力在创新活动中起着很重要的作用.而实际情况是大多数学生缺乏毅力,表现在创新过程中开始的时候报名参与热情很高,之后往往是虎头蛇尾,如浙江工商大学 2012 年度校级大学生创新项目共立项 421 项,项目时间为 1年,其中放弃的有 64 项,延期的有 1 项,没有成功的有 3 项.

    软件工程专业学生的创新能力培养除了存在上述共性的问题之外,还存在该专业所特有的问题.根据中国软件行业协会的研究报告,我国软件人才的年需求量为 50 万人左右,且这一需求仍在以每年 20% 左右的速度增长.我国每年的软件人才培养能力是 30 万人,人才缺口约 20 万人.

    然而,尽管市场有很大的需求,高校中仍存在相当一部分软件专业的应届毕业生找不到合适的工作的尴尬局面.学生中普遍存在着“什么都学过,却什么都不会”的状况,部分学生就业前甚至去参加社会上的一些软件培训班,以弥补在校教育中的一些缺失环节.造成这一现象的重要原因是:

    ① 软件工程相关专业的教学基本停留在传统的理工科人才培养模式,基础理论知识和个人为主的课程实验构成了教学的主要内容;② 普遍缺少对学生实践能力和职业素质的训练;③ 缺乏学生实习的基础设施和场地.

    因此,培养出来的学生与产业界的需求往往存在较大的脱节,难以成为符合现代 IT 企业需要的从事软件开发工作的优秀人才.要改变这一现状,必须改变传统的本科生教育模式,着重培养本科生的独立工作能力和实践能力,逐步建立实践教学体系,着力培养学生的开发能力和职业素质,进而形成一个融基础理论、实验教学、实践为一体的整体化培养机制,使学生的基础知识、科学素养、专业知识、创新能力、工程能力和职业素质都得到全面均衡的发展.

    2 软件工程专业大学生创新能力培养现状.

    浙江工商大学软件工程专业从 2005 年开始招生,在校学生达到 280 人,其培养目标为培养德、智、体全面发展,掌握计算机基础理论和软件工程专业知识,具有软件开发能力和初步的项目管理经验,具备创新能力和团队合作精神、适应软件产业市场需求的高素质软件工程专门人才.从专业成立以来,学校就在大学生创新能力培养方面进行了积极探索,开展了一系列的改革和实践,包括软件工程专业教学体系的研究,教学计划、课程内容的完善与调整,软件工程实践等专业课程的教学改革等,形成了将实践能力培养贯穿整个学习阶段,充分与课程教学、实践实验、学科竞赛和科研活动等结合的培养体系,具体形式如图 1 所示.

   

    2.1 三个培养阶段--完善的实践课程教学体系建设.

    浙江工商大学结合软件工程专业的特点,加强实践课程教学,全面优化和修订培养方案,调整课程设置,将传统以基础理论教授的模式转化为以培养实践能力为主的课程体系建设.课程体系体现“厚基础”、“重技能”、“多实践”的特点,课程类型基本分为公共基础课、专业课、专业选修课、实践课等.在整个课程体系中,软件工程专业学生培养分为 3 个阶段进行,即初期阶段、中期阶段和后期阶段.

    1)初期阶段.

    初期阶段是指第 1 学年和第 2 学年的第 1 学期.该阶段学生的任务主要是学习数理基础和提高软件开发能力,包括夯实数理基础、提高学习能力、解决语言听说写的问题和解决编程能力问题.一、二年级暑期短学期,开设高级语言程序、数据结构、Java 程序设计等实践课程,使学生具备较强的软件开发能力.当然在该阶段,学生也可以申报创新项目,或是参与一些学科竞赛、科研项目等,但由于参与上述项目的要求比较高,参与这些项目有个知识准备的过程,所以一般来说该阶段软件工程专业的学生参与力度不大.相对来说,这个阶段的学生可以考虑参与一些与课程相关性比较强的实践内容,如开放实验、创新实验、C 语言程序设计大赛等,而等数据结构课程学完之后,部分对编程感兴趣或是编程能力相对比较强的学生可以考虑参与 ACM 程序设计大赛的训练.

    2)中期阶段.

    中期阶段是指第2学年第2学期和第3学年.

    该阶段的主要任务是学习 Web 技术、软件建模与设计、软件项目管理、软件质量与测试等专业课程,强化专业知识教育,通过校内项目实践课程,加强学生动手能力、实践能力,提高系统设计能力.学生在这个阶段应该掌握完备的计算机专业基础知识,学习软件工程的基本原理和方法.我们特别设计了两个学期的软件工程实践课程,通过以小组为单位的完整项目实践,让学生真正掌握和应用软件工程的各种方法以及团队合作技能.该阶段是软件工程专业学生主要实践锻炼、创新能力培养、动手能力累积的主要阶段,在该阶段,学生可以根据自己的兴趣爱好,在教师的指导下参与各种创新实践项目、学科竞赛、科研项目等.

    3)后期阶段.

    毕业阶段是指大四整个学年.在该阶段,通过开设一些专业选修课,让学生了解专业前沿,学习软件工程规范,拓宽专业前沿知识和领域知识.大四第 1 学期的后半学期开始到优秀软件企业进行实践,学技术、学管理和学做人.企业实习可以与毕业设计挂钩,实习的内容可作为毕业设计的内容,使学生能够更好地适应产业界的需要.

    2.2 实施保障措施--全程专业导师制、全面实践课程改革、全方位实践活动.

    1)全程专业导师制.

    学生的培养体系通过实施“全程专业导师制”,加强对软件工程专业本科学生的专业指导,提高学生的专业实践能力.专业导师的职责主要是负责对学生学习方法、专业认识和实践动手能力等方面进行指导,主要向学生介绍学科和专业的教学内容、方向和发展前沿,引导学生明确学习目的和成才目标,端正专业思想和学习态度,促进学生知识、能力、素质协调发展,并创造条件让学生参加科研活动,鼓励和引导学生参与社会实践等活动,积极引导学生参加各种学科竞赛并给予辅导,在大四阶段指导学生的毕业设计和择业.

    2)全面实践课程改革.

    对培养体系中的所有实践课程进行改革,改进教学方法,加强教师指导,提高教学效果.以软件工程实践课程为教学改革试点课程.以“大班授课小班讨论”的教学改革方案下,以已有实践课程改革方案为基础,针对该课程的具体情况,制订出一套适合于软件工程专业学生的最佳实践方案,以开源软件为开发和管理工具,以团队合作为组织形式,真实地模拟软件工程项目从需求分析到软件发布的完整过程.

    本课程在教学方式、小组交流与合作、实践指导和考评体系等方面进行了强化和扩展.

    (1)教学方式:课程共 60 学时.课程采用大班教学,小班讨论与实践的教学模式进行.其中,课堂教学(即大班教学)约 20 学时,实践教学(即小班讨论与实践)40 学时.学生在大班教学阶段全面学习了目前现有软件企业在实际软件项目开发中所使用的项目开发和管理技术和业界普遍使用的软件工具.在小班讨论阶段将这些知识融入实际的软件项目管理与开发中.

    (2)小组交流与合作:以开源软件工程工具和开源软件组件的学习和使用为基础,从真实软件工程项目的需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、软件测试至最后的软件发布,学生们以理论教学促讨论,以讨论促实践,从实践中真正学到了软件工程业界的理论与方法.

    (3)指导实践:主讲教师除了进行理论教学的授课之外,必须直接参与实践讨论的教学环节,这不仅有利于提高实践讨论的效率,实时解决学生所遇到的理论知识问题,给其他实践讨论指导教师起到良好的示范作用,更有利于从实践讨论教学环节中得到学生的反馈,对下次的理论教学进行强化、修正和扩展.每班配备 2~3 名实践讨论指导教师.

    (4)考评体系:以小组整体成绩与个人贡献相结合的考评方法,可以更合理地评估每位学生的实际表现.

    3)全方位实践活动--创新实践计划,软件设计竞赛等.

    本着“注重应用、提高素质”的实践培养要求,为学生提供全方位的实践活动,包括创新实践计划和软件设计竞赛等.

    创新实践计划原则上要求学生具有基本的程序设计和开发能力,掌握软件工程开发各个环节的基本知识、基本技术(嵌入式系统、信息系统、多媒体开发).创新实践的主体为软件工程专业本科三年级学生.为了创新实践的梯队培养和团队协作,创新实践的对象还可以包括优秀的大学二年级学生和研究生.考虑到软件工程项目在时间上的整体性、迫切性和定时性,同时结合学生能够充分利用连续时间,以及指导教师的空闲时间,每届学生的创新实践的开始时间为第 4 学期末开始,至第 7 学期毕业实习期之前.实践的工作制度为弹性工作制,即按照项目开始时制订的工作计划,每人按时完成各自的工作任务.参加创新实践的学生首先在专业实践机房进行培训和实践模拟训练,学校每个学期开始、期中和期末各进行一次实践考核,考核优秀者可以进入校内实践基地,从事真实项目的开发工作.

    软件设计大赛旨在通过竞赛活动,提高学生的软件系统设计、开发水平,培养学生在软件工程方面理论与实践相结合的能力,激发学生参与实际软件开发工作的兴趣,培养学生的团队协作能力,树立科技创新意识,丰富和活跃校园文化氛围,培养经济和社会发展需要的优秀人才.竞赛要求二、三年级学生混合组队,以三年级学生为主,二年级学生为辅,培养学生之间的沟通能力和协作能力.大赛遵循自由命题的原则,体现创新,所有作品必须为学生的原创作品,不得侵犯他人的知识产权.竞赛注重基本知识的掌握与应用,体现实际操作能力和综合应用水平.学生提交作品后,由专家委员会组织专家从多个方面对参赛作品进行量化评分,包括:作品相关材料的真实性与完整性、作品的创新性、作品的技术先进性、完成作品的工作量与工作难度、理论与实践相结合程度、回答问题的正确性等.

    2.3 评价保障机制.

    社会的发展、时代的要求推动了人才培养模式的改革,单纯注重知识传授转变成加强实践创新能力的培养,教学资源建设也由传统的分散的单一型向集约型、立体化、网络化、共享型转变,教学管理机制由原先强调规范向满足学生自主选择和有利于学生个性发展转变,学校以及学院为配合本专业大学生创新能力培养提供了保障机制.

    1)科研项目为教学科研改革提供动力.

    本专业学生通过创新项目立项、专业实践锻炼、参与导师的横向、纵向课题等方式,为师生的科研教学和学习提供了真实的问题环境,使他们在实战中提高了科研教学能力和学习应用能力.此外,学生也可以将所参与的项目与毕业设计、科技创新、社会实践等相结合,体现自身价值的同时,也能激发教师科研创新的积极性.

    2)“创新学分”冲抵选修课学分,丰富学生评价方式.

    我们将“实践创新能力”这一指标引入学生的评价系统,加强学生素质拓展教育,凡是参与实践创新活动并能提供相关成果的学生经认定后可获得一定的“创新学分”,其中修得 1 个创新学分是在校学生必备的要求,而获取该学分有多种方式,如参与各个教师所开设的创新实验满 15 课时,且提交一定成果,经指导教师认定为良好以上的,可向教务处申请获得 1 个创新学分;参与校级以上学科竞赛并获得三等奖以上的也能获得相应的创新学分;发表学术论文的学生根据文章排名也能获得相应的创新学分.而多出来的“创新学分”可冲抵相关的专业选修课学分,进一步丰富了学生评价方式.

    3)“系统 / 论文替换”,丰富毕业设计环节的形式.

    我们在毕业设计环节施行“系统 / 论文替换”

    的新形式,增强了毕业设计环节的灵活性.凡是参加省级以上竞赛并取得三等奖以上的学生提出申请后经学院认定,可根据竞赛的成果替换毕业设计环节中的相关内容,如某个学生获得浙江省电子商务竞赛设计类一等奖的排名第一的学生,可以将竞赛的成果(系统和报告)申请毕业设计系统和论文都替换,而发表 B 类以上学术论文的学生可以申请论文替换.

    2.4 建设校内软件外包基地.

    软件实践基地对于软件工程专业的实践教学有着重要意义,在实践基地进行的实践教学能使课堂上的知识完成从理论过渡到应用.目前,各个高校普遍通过与软件企业合作建立校外实习基地进行实训学习,但这种方式存在不少问题:实习点分散不利于管理;到校外实习一般费用较高;由于软件企业担心泄露机密、干扰正常工作等原因不愿与学校建立校外实习基地,或同意建立校外实习基地,但对实习的时间和实习的岗位加以严格限制,甚至学生只能观摩不能操作.因此,为了提高浙江工商大学软件工程专业学生的实践能力,除了建立校外实习基地以外,建立完善的校内实习基地尤为重要.

    从 2008 年起,浙江工商大学与知名的软件服务外包企业(杭州星移软件有限公司、杭州富士制冷机器有限公司)合作,建立了校内软件外包实践基地,让学生有机会参与对美、日软件外包项目的实践,为学生实践提供了良好的工程实践环境.我国软件外包正飞速发展,软件外包是企业为了专注核心竞争力业务和降低软件项目成本,将软件项目中的全部或部分工作发包给提供外包服务的企业完成.软件外包项目符合我们实践教学的需要,软件外包项目的特点是种类丰富,部分项目规模小,周期短,也经历软件生命周期的各个阶段.软件实习基地不仅使得学生与社会更好地衔接,也为人才培养模式改革、师资队伍建设提供良好的载体.

    该实践基地的建设,可充分利用校内良好的实验室软硬件资源和强大的师资力量,通过承接各类软件外包项目,引入服务外包企业的运作模式和管理机制,方便学生在校内参与真实的软件外包项目,提高各个层次学生的软件工程与外包实践能力,为顶岗实习实践打下基础.可充分发挥学校和企业在软件服务外包人才培养方面的各自优势,整合与优化现有各类资源,为学生提供良好的实习实践环境.

    3 应用效果.

    浙江工商大学面向软件工程专业的大学生创新能力培养体系根据产业发展不断调整和完善.

    2005 届学生毕业后,该专业课程体系进行了一次深入改革,课程设置从偏向理论、细粒度化设置转换成注重实践、粗细力度相结合,而 2006版和 2007 版课程体系标志着该培养计划基本内涵的成熟,2008 版课程体系则是对软件工程专业教学的进一步总结.

    在该培养体系指导下,学生对学科知识架构认识清晰、理解深刻、基础扎实、适应性强、独立解决实际工程问题的能力突出,毕业生受到用人单位青睐,就业率和就业层次高;据软件行业协会调查和用人单位反馈,学生在工程能力、创新能力、国际化适应能力以及团队合作精神等方面均得到广泛认可;学生在竞赛中也取得了可喜的成绩,如 2011 年该专业学生团队获得浙江省电子商务竞赛设计类一等奖、国家电子商务竞赛一等奖等,2012 年该专业 3 组学生获得浙江省服务外包创新应用大赛二等奖.

    该培养体系对于确立浙江工商大学软件工程专业的学科定位与教学内涵也起到了积极作用,得到广泛认可.2009 年,软件工程专业“软件工程实验室”获得省属高校实验室建设项目;2011年,软件工程专业被评为“软件工程实验室教学中心”省级实验教学示范中心.

    4 结 语.

    浙江工商大学根据教育部素质教育和通才培养要求,加强软件工程理论的教学与研究,优化和修订培养方案,调整课程设置,突出实践能力的培养,改进教学方法和手段,加强教学组织管理.专业建设按照“以能力培养为主线,具创新意识,实践技能强”的软件工程专业人才培养目标,逐步形成教学、科研和社会实践有机结合的人才培养模式.在现有基础上,为了进一步加强服务外包人才的培养,软件工程专业将在以后开展以下几个方面的工作.

    (1)精选与整合历次软件外包实训基地所承接的软件外包项目,建设软件外包工程最佳实践项目库.本科生在大二下半学期进入软件外包实践基地,以项目库中的实际项目为教材,接受为期一个学期培训,以学习软件外包的开发流程,掌握相关的开发语言和开发工具等.培训结束后,经考核合格可获得相应的创新学分.

    参考文献:

    [1] 李越, 孙权戈. 大学生创新能力培养研究[J]. 清华大学教育研究, 2002(5): 35-40.

    [2] 柳进, 朱宁. 培养创新意识挖掘创造潜能[J]. 黑龙江高等教育, 2002(5): 94-95.

    [3] 黄婕, 陈国豪, 耿琰. 大学生创新能力培养的研究与实践[J]. 化工高等教育, 2003(2): 82-84.

    [4] 陈新华, 徐江涛. 大学生创新能力培养与实践[J]. 湖南一师学报, 2003(3): 49-51.

    [5] 刘国存. 大学生科技创新能力培养存在的问题及原因探索[J]. 河南教育: 高校版, 2007: 12-13.