编码未来：“软件工程”教学革新与工程型人才培养的融合要素剖析

［摘 要］ 为培养服务于国家科技发展和社会经济进步的工程型人才，软件工程的教学方案与培养方式需要与时俱进。在分析目前软件工程专业课程教学改革现状和存在问题的基础上，通过实施学科交叉、项目驱动和考核改革等方案，培养学生工程实践和科学研究能力。同时，将课程设置与最新学术进展紧密结合，并利用案例分析和项目实践等方式培养学生分析和解决具体问题的能力。此外，根据国内外前沿理论不断优化课程内容和教学方法，以提高教学质量和效果。

［关键词］ 工程型人才；跨学科；项目式驱动

［基金项目］ 2021年度国家自然科学基金重点项目“高分辨率动态光场获取及计算理论与方法”（62031023）

［作者简介］ 张永兵（1981—），男，河南许昌人，博士，哈尔滨工业大学（深圳）计算机科学与技术学院教授（通信作者），主要从事计算机视觉、人工智能研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）15-0005-04 ［收稿日期］ 2023-09-09

引言

随着信息技术在各行各业的广泛应用，对软件开发人才的需求在研发和生产领域持续增长。在此背景下，各大专院校纷纷将“软件工程”列为重点课程，同时教育部也将其纳入工程硕士考研专业课程。然而，目前的“软件工程”课程教学存在一些问题，主要表现在过度侧重课本知识的灌输，忽视对学生研究能力的培养，难以满足国家对高水平工程型人才的需求。具体而言，这些问题主要包括单一的课程设置，缺乏跨学科知识融合；教学内容与实际软件开发项目脱节，缺乏对学生解决实际问题能力的培养。这些问题严重影响了工程型人才培养的质量和方向。

为了解决这些问题，本文提出了针对“软件工程”课程的教学改革方案，主要涵盖课程内容改革、教学方法改革、考核方式改革以及教学团队改革［1］。具体措施包括引入大语言模型、大数据分析等科技前沿内容，以拓宽学生的学科视野，促进跨学科知识整合；采用项目驱动式教学，以强化学生解决实际问题的能力；整合在线学习平台，提供更多学术资源，培养学生文献资源检索能力和英文阅读能力；建立多元化的考核方式，引入同行评价和自我评价等多种评价手段。为了促进学生在“软件工程”课程的学习中实现多学科知识整合，教学团队改革也尤为关键，需要建立跨学科团队，以促进学科交叉融合。这些改革措施旨在培养具备扎实专业基础、独立研究思维、卓越工程能力的学生。

总体而言，本文致力于探讨“软件工程”课程教学改革对于工程型人才培养的重要性，同时提出教学改革的可能途径，以有望提高工程型人才的培养质量，从而更好地满足社会对于软件工程技术型人才的需求，并为未来深化教学改革提供了方向。

一、“软件工程”课程与工程型人才培养融合分析

（一）“软件工程”课程存在的问题

目前传统的“软件工程”课程教学主要侧重课本知识的传授，教学内容与工程实践脱节，缺乏与实际开发相结合的教学实践。课程内容更新不够及时，未能紧跟软件工程领域发展前沿。“软件工程”课程教学方式相对单一，大多采用传统的教师讲授模式，缺乏案例教学和项目驱动式教学等。此外，评估方式主要以闭卷笔试为主，无法全面评估学生实际的软件设计与开发能力。综上所述，“软件工程”课程存在诸多亟待改进的方面，包括教学内容、教学方式、评估方式，以及对团结协作能力和思维创新能力的培养。因此，为了将学生培养成为具备多元能力的未来软件工程型人才，改进课程设计和教学模式至关重要。

（二）工程型人才的特点和需求

在培养软件工程领域的工程型人才时，不仅需要学生具备扎实的专业知识，还需要拥有卓越的研究能力和创新思维。为了更好地满足这一培养要求，教学过程需要重点关注学生解决软件工程领域实际问题的能力。在教学过程中，教师是关键推动力量。他们需要具备系统性的科研方法和理论基础以及浓厚的创新意识和丰富的实践经验，从而提升学生的研究兴趣和科研基础，促使学生深入探索并独立解决实际工程中的复杂问题。从国家战略层面来看，自主科研创新并解决“卡脖子”问题是当务之急。工程型人才的研究成果可以推动国家科技创新发展，为促进科技进步、维持国际竞争优势发挥着关键作用。当下，为应对不断升级的科技挑战，对“软件工程”课程教学进行改革、培养优秀的工程型人才是国家之需、民生之本。

（三）“软件工程”课程在工程型人才培养中的作用以及教学目标

“软件工程”课程的核心目标是培养学生软件开发能力、多学科知识整合能力与团队协作能力。“软件工程”课程教学改革的作用体现在打破传统教学框架，改变多学科知识体系割裂的现有状态，持续更新教学理念，探索“软件工程”课程定位，培养学生的创新能力与实践能力，以满足不断演进的社会和科研领域的工程需求。尽管校企合作、软件工程实训基地的建立在一定程度上有助于培养实用型软件人才［2］，但这些途径很难给出系统性的实施方案。“软件工程”课程改革致力于培养具有扎实专业知识、广阔国际视野、积极创新精神和丰富实践能力的复合型工程人才，强调基础理论教学与工程实践能力培养的平衡，以更好地适应行业发展的需求。

二、课程内容改革

（一）整合多学科知识，形成跨学科课程体系

教学内容改革的核心在于探索和完善与时俱进的软件工程知识体系，重点培养学生对整个软件开发过程的系统性认知和工程实践能力。在“软件工程”课程中，引导学生将不同领域的知识进行整合，以拓展他们的认知广度。在“软件工程”课程中融合多学科知识，以培养学生的跨学科思维，使他们能够更深入地理解问题，应对实际挑战。同时，可以采用“构思—设计—实施—运营”（Conceive、Design、Implementand、Operate， CDIO）［3］教育框架，开发跨学科教学模块，将工程设计概念融入日常课程。此外，针对不同学科交叉设计实际软件工程开发案例，促进学生在解决实际问题过程中对不同学科知识的交叉运用。

（二）融合国际前沿课程，引入新兴技术

为了提升工程型人才的培养质量，“软件工程”课程教学改革的关键在于更新教学内容，以满足当今快速发展的软件工程领域的需求［4］。首先，目前“软件工程”课程内容较为传统，需要融合国际前沿课程并引入新兴技术。这些国际前沿课程涵盖人工智能、机器学习、区块链和物联网等领域［5］，教学内容应与软件工程领域前沿学术研究同步更新，确保学生在掌握基础课程知识的同时，也能了解和掌握前沿领域知识的产业应用。其次，教师可以在课程中融入鸿蒙系统等最新的国产软件技术辅助教学，确保学生深刻了解国内软件工程的最新研究和产业趋势。总之，通过增加国际前沿课程内容和引入新兴技术，帮助学生更好地适应随时代变化不断更新迭代的软件工程领域知识，促使学生在项目研究和实际科研中明确清晰的方向、形成科学的知识体系［6］。

三、教学方法改革

（一）开展项目驱动式教学

当前，传统教学方法局限于课本知识的传授，而忽略了对学生解决实际问题能力的培养，导致学生所学知识与实际应用脱节。此外，这种教学方法难以持续激发学生主动学习的探索热情。对此，可采用以问题为导向、注重实践的项目驱动式教学方法，引导学生主动解决问题，以加强对其实践能力的培养。这种教学方法依托真实的项目，致力于让学生在实践中更加深入地理解理论知识，更灵活地运用所学知识解决实际问题，从而成长为一名合格的工程技术型人才。项目驱动式教学方法将教学内容分解成多个单元，以真实项目的软件开发过程为主线设计教学单元，通过案例形式展开教学活动，引导学生自行搜集并分析资料，从多个角度寻找问题的解决方法。学生不再是被动地接受知识，而是积极参与真实软件开发项目中。总之，项目驱动式教学能够有效培养学生主动探索和解决实际工程问题的能力，为他们在未来从事更复杂的软件开发工作奠定基础。

（二）培养文献库使用能力与英文阅读能力

目前，学生在信息资源检索和英文阅读方面存在的不足，导致他们在项目实践时缺乏信息搜集与整合能力［7］。对此，课程可以引入文献综述环节，要求学生搜集并阅读国内外最新文献，提交文献综述报告。在教学过程中，教师可教授学生文献检索方法，并组织学生进行专题报告。同时，着重培养学生的英文文献阅读能力，鼓励他们通过阅读最新国际会议和期刊论文来获取前沿知识。除此之外，教师可以使用在线平台共享优质的英文教材和参考书籍，鼓励学生通过英文学习材料来提高专业英文水平。通过这些措施，学生将更好地掌握文献库的使用技巧，扩大他们的英文阅读量，丰富他们的专业知识，提高他们的英语水平，同时能够及时了解学术前沿，接触更多高质量的学术资源。此项改革有利于提升学生的信息整合能力，更好地支持他们从事科学研究和实际软件开发工作，从而更好地培养具有多元专业素养的复合型软件工程人才。

四、考核方式改革

（一）建立多元化的课程考核体系

在考核方式改革方面，建立多元化的考核体系，避免单一考核方式的局限性，从而更全面地评估学生的学习成果。具体来说，可以增加过程性考核，如项目实验报告、在线学习平台参与度，以评估学生的持续性学习效果。同时，引入论文分享、项目展示等新形式的考核方式，更好地评价学生的学术研究水平和实际工程应用能力。建立多元化的考核体系，确保考核方式与课程目标的契合度，使考核体系能够真实反映学生的实际能力，并引导学生自主提升工程专业素养。该项教学改革有助于明确教学目标，推动学生实现全面发展，将学生培养成为具备扎实理论基础和丰富实践经验的工程型人才。

（二）采用生生评价、自我评价等多元评价方式

针对工程型人才的“软件工程”课程教学改革，考核方式的创新是至关重要的一环。除了传统的考试评估外，引入生生评价和自我评价等多元评价方式是一种值得探索的方法。在团队项目或集体作业环节，建立同行互评机制，让团队成员根据贡献程度、合作态度等方面对其他成员进行评价，从而加强学生的批判思维能力和团队协作能力。在独立作业或实验报告中，可以增加学生对自己工作的自我评价，要求学生对完成过程、取得的成果和存在的不足进行概括与反思，以此来强化学生的自我管理、规划与总结能力。鼓励学生在参与各项评价过程中，不断完善自我认知和目标设定。综上所述，结合客观和主观评价方法，不仅可以从多个维度评估学生的综合素质，而且有助于培养他们的团队合作精神与独立科研能力，以更好地达成工程型人才的培养目标。

五、建设教学团队，优化教学改革

（一）建立跨学科教学团队，促进学科交叉融合

在推进“软件工程”课程教学改革、培养工程型人才的过程中，建立跨学科的教学团队至关重要。跨学科教学团队可为学生提供更全面的知识体系、分享更丰富的学术经历。在团队建设时引进拥有跨学科背景的硕士和博士。这些学者不仅具备丰富的跨学科专业知识，更擅长开展跨学科研究。这将有效提升教学团队的专业多样性。建设具备多元背景的团队有助于将不同学科知识相互融合，为学生提供更全面的学术视角和项目机会，以激发创新思维。这些跨学科团队成员的互补合作将使教学内容更贴近实际行业需求，从而推动学生跨学科学术探索和实践。这种教学团队建设将有效促进“软件工程”课程教学朝着多元化与前沿化的方向发展，为工程型人才培养提供更具深度和广度的学术环境和项目以及更多的实践机会。

（二）定期评估教学改革，持续优化教改方案

为实现融合工程型人才培养的“软件工程”课程教学改革，在进行教学团队建设的同时，教师定期对教学改革进行评估和调整至关重要。这包括建立一个系统性的评估框架，从多个角度评估教学预期效果，并进行实时动态调整。教师定期采用定量和定性的方法进行综合课程评估。在定量评估方面，包括学生课程满意度调查、章节知识掌握程度测试以及对作业成果量化评价；在定性评估方面，组织学生互评互讨，鼓励他们分享学习心得和实践经验。依托这两种评估结果定期组织教学团队会议，结合学生反馈的结果和教学成效，共同讨论评估结果并进行课程调整，促进教学方法和内容的不断优化。在此过程中，教师需要制订具体的调整方案，如调整课程大纲与教学方法、更新课程内容，以适应快速发展的软件工程领域。最终，这种定期的评估和调整机制将使教学团队更加灵活、敏锐地应对工程型人才的培养需求，持续提升“软件工程”课程的教学质量和实效性。

结语

未来的教学改革将进一步聚焦学生的工程实践能力，从而更好地培养具有卓越实践能力、扎实专业基础、独立研究思维的软件工程型人才，并推动国产软件工程领域朝产业化、前沿化和国际化发展。

参考文献

［1］陈德旺，蔡际杰，黄允浒.面向可解释性人工智能与大数据的模糊系统发展展望［J］.智能科学与技术学报，2019，1（4）：327-334.

［2］托马斯，雷明顿，杨钋.中，美，俄职业教育中的校企合作［J］.北京大学教育评论，2019，17（2）：2-25.

［3］Kohn Rådberg K， Lundqvist U， Malmqvist J， et al. From CDIO to challenge-based learning experiences–expanding student learning as well as societal impact［J］. European Journal of Engineering Education，2020，45（1）：22-37.

［4］胡玲琳.学术型与应用型人才培养类型并存的驱动因素探析［J］.学位与研究生教育，2011（6）：58-61.

［5］梁宝华，郑尚志，邢慧芬.基于校企联动平台的软件工程实践教学改革与创新［J］.巢湖学院学报，2016，18（6）：106-110.

［6］郑南宁.人工智能新时代［J］.智能科学与技术学报，2019，1（1）：1-3.

［7］程建山.英语+软件工程复合型人才培养模式研究：以武汉工程大学英语+软件工程专业实践为例［J］.沈阳农业大学学报：社会科学版，2019，21（2）：228-232.