陆鑫+任立勇

摘要：针对软件工程学科的专业学位研究生课程教学，本文分析探讨了课程教学模式如何支撑专业能力培养，提出一种强化能力培养的专业学位研究生课程教学模式。该模式借鉴国际先进的CDIO、OBE工程教育思想，融合“案例导向教学”“研讨式教学”“做中学”等课程教学方式，强化研究生课程教学中的能力培养。在本校研究生专业学位课程教学实践应用中，该教学模式有效地提升了专业能力培养成效，其实践经验对同类课程教学具有一定的示范意义。

关键词：教学模式；CDIO理念；专业能力；工程教育

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）14-0147-03

软件工程专业作为一个工程实践性非常强的工科专业，其培养基本目标就是造就符合软件行业要求和深受用人单位欢迎的卓越软件工程师人才。按照中国工程教育专业认证协会所颁布的工程教育认证标准（2015版）要求，软件工程专业毕业生除应具有通用标准[1]的能力和素质要求外，还应符合计算机及软件工程专业补充标准[2]中的专业能力要求，如具有利用专业知识和技术方法对复杂软件系统进行分析、设计、验证、确认、实现、应用和维护等能力。特别是对于重点大学的软件工程专业，行业对其研究生的专业能力、专业水平、综合素质等方面都有更高的期望。在进行软件工程专业学位研究生课程教学时，只有采用先进的工程教育理念和行之有效的课程教学模式，才能培养出专业水平高、工程实践能力强、综合素质好的合格毕业生。因此，将先进的工程教育理念和教学模式应用到软件工程专业课程教学中是十分必要的。本文以软件工程专业“信息系统分析与设计”课程为示例，研究如何在专业学位研究生课程教学中注重学生实践能力、工程能力和创新能力培养，探索出一种强化能力培养的专业课程教学模式，并将它应用于软件工程学科的专业学位研究生课程教学。

一、课程培养目标及要求

“信息系统分析与设计”课程是软件工程专业中工程实践性较强的一门专业技术课程。通过该课程理论知识学习和工程实践能力训练，使学生达到软件行业对毕业生的“具有对复杂信息系统进行分析、设计、验证、确认、实现、应用和维护等能力”专业要求。在研究生培养阶段，该课程培养目标是使学生掌握信息系统分析与设计的高级技术方法，具备较高水平的系统规划、系统分析、系统设计、系统实施以及系统运行维护等方面的专业能力，能够胜任复杂信息系统开发以及项目管理等工作。

在本校软件工程专业学位研究生培养方案中，“信息系统分析与设计”课程培养目标具体设计如表1所示。

上表中所给出的“信息系统分析与设计”课程培养目标是按照OBE工程教育思想[3]来设计的，即围绕软件工程专业培养目标和研究生毕业要求来确定课程目标。为实现这些课程培养目标，课程教学内容和教学环节都需要制定相应教学方案，同时也需要在课程教学中采用相应的教学模式来确保学生的学习成果达到课程培养目标要求。

二、强化能力培养的课程教学模式

在研究生课程学习阶段中，培养学生的专业能力取决于课程培养目标、课程教学模式和课程教学方案。其中，课程教学模式决定了课程培养学生专业能力的教学理念、教学设计、教学方法、教学手段等要素。下面以“信息系统分析与设计”课程教学模式改革为例，探讨不同教学模式对学生软件工程专业能力培养的影响，并提出一种强化能力培养的专业学位研究生课程教学模式。

（一）传统教学模式

传统的“信息系统分析与设计”课程教学模式主要有两种。

1.课堂知识传授+课外作业。在这种课程教学模式中，以教师为中心，讲解“信息系统分析与设计”理论知识、开发技术方法、前沿技术等内容。在课程外，布置一些课外作业让学生进行实践练习，培养学生一些基本的系统分析与设计方法应用，如完成某信息系统的技术解决方案。

2.課堂知识传授+课内实验。在这种课程教学模式中，除了讲解“信息系统分析与设计”理论知识、开发技术方法、前沿技术内容外，还通过课程实验环节培养学生一定的信息系统分析与设计实践能力，如完成某信息系统的软件建模设计。

在第一种课程教学模式中，教师围绕课程知识体系，将信息系统分析与设计的理论基础知识和技术方法传授给学生。此外，教师通常也会要求学生自己通过作业方式去完成一些基本的系统分析与设计实践。该教学模式是一种以教师为中心的传授型教学模式。在这种教学模式下，即使学生在课堂中理解了课程知识内容，通过实践作业也掌握了一些基本系统分析与设计方法，但是他们仍不知如何动手解决一些工程实际问题。例如，不知道如何设计一个满足大规模用户访问的信息系统架构。探究其原因，这种教学模式局限于课程理论知识传授和基本操作练习，不能培养学生灵活应用这些理论方法解决实际工程问题能力。更进一步来讲，该教学模式没有将课堂教学内容与工程项目实践有机联系起来，缺乏对学生进行针对性的工程实践能力培养。此外，由于该教学模式局限于基本的课外作业实践，对学生工程实践能力培养力度是不够的。

在第二种课程教学模式中，教师除了讲解课程理论知识外，还通过课程实验引导学生完成特定项目系统的开发实践。该课程教学模式能够使学生在学习基础理论和基本技术后，获得基本的实践能力训练。不过这种教学模式难以将专业理论知识学习与工程能力培养进行深入的有机结合，容易出现课程实验训练与课程理论知识内容脱节。此外，有限时间的课程实验只是训练学生基本的实践动手能力，不足以支撑工程能力和创新能力培养。

综上所述，传统课程教学模式局限在以教师为中心的传授式教学，课程对学生的实践能力、工程能力和创新能力培养力度不够，教学内容探讨工程问题的针对性不强，更谈不上学生创新设计能力培养。

（二）强化能力培养的课程教学模式

通过对传统课程教学模式的分析可知，仅仅基于课程理论知识学习和课程基础实验训练对于工程教育是远远不够的，无法在实践能力、工程能力、创新能力等方面对学生进行深入培养。本文提出一种多环节、阶梯递进能力培养的课程教学模式以解决传统教学模式的局限问题。该模式融合“案例导向教学”“研讨式教学”“做中学”等工程教育教学方法，采用课程堂教学、课程实验、实践作业、专题研讨教学环节，分层递进强化学生的实践能力、工程能力和创新能力培养，其课程教学模式体系如图1所示。

在强化能力培养的课程教学模式中，借鉴CDIO工程教育教学方法[4]，注重在课程教学中对学生实践能力、工程能力以及创新能力的培养。在课程教学中，除进行课程理论知识教学外，还将课程能力培养目标贯穿到“课堂教学”“实践作业”“课程实验”“专题研讨”各个环节中，并进行一体化分层次能力培养。例如，在“课堂教学”和“实践作业”环节，采用“案例导向教学”“做中学”“练中学”教学方法培养学生的基本动手实践能力。在“课程实验”环节，则通过适应工程教育的综合性实验培养学生解决工程领域问题的工程能力和项目团队协作与沟通能力。在“专题研讨”环节，以工程项目案例开发为背景，采用“案例导向教学”“研讨式教学”方法，引导学生探索解决信息系统中复杂领域问题，侧重培养学生分析与解决复杂领域问题的创新能力。

三、课程教学模式实践方案

为了在专业学位研究生课程教学中加强学生的能力培养，我们将上述强化能力培养的课程教学模式应用在本校软件工程学科的专业学位研究生“信息系统分析与设计”课程教学中，具体实施方案如图2所示。

（一）课程教学环节

将总学时为40的“信息系统分析与设计”课程教学组织为28学时课堂教学、8学时课程实验、4学时专题研讨。通过“课堂内案例实践→课后实践作业→课程实验→专题研讨”四个环节的阶梯递进式课程专业能力训练，培养学生具备信息系统分析与设计能力。同时，通过课程项目分组开发实验，培养学生的交流沟通能力、协作能力以及团队项目管理能力。

（二）课程教学方法

在“信息系统分析与设计”课程教学中，针对不同章节教学内容分别采用了“做中学”“案例教学”“研究性教学”等教学方法。如在“系统需求分析”章节课程教学中，采用案例導引教学方式讲解在信息系统开发中，如何“需求获取”、如何“描述需求”、如何“需求建模分析”、如何“验证需求”等。此外，在该章教学中也采用“做中学”教学方法，引导学生采用UML建模工具创建描述系统功能需求的用例图模型和活动图模型，同时也对系统需求分析难点问题进行深入的专题研讨。

（三）课程教学内容

在“信息系统分析与设计”课程教学内容中，引入反映行业的主流系统分析与设计技术和工程项目案例，增强课程理论知识与行业应用实践的有机融合。课程教学内容充分体现面向行业需求的知识体系构建、实际工程项目背景、主流工程技术方法应用。例如，课程教学以系统规划、系统分析、系统设计、系统实施为主题切入点，结合工程项目系统的开发案例，采用行业主流系统建模工具（如Rational Software Architect、Enterprise Architect、Power Designer）讲解系统分析与设计技术应用方法，深入探讨应用系统的工程问题分析与解决实施方案。

（四）课程培养目标

在制定“信息系统分析与设计”课程培养目标时，采用国际工程专业认证OBE思想，针对软件工程学科的专业学位研究生培养目标和毕业要求，确定课程培养目标。本课程根据专业要求，设计CO1、CO2、CO3、CO4、CO5五个课程培养目标，具体定义见前面的表1所示。

将所设计的课程教学模式应用在“信息系统分析与设计”课程教学中，通过近几届研究生课程教学实践，取得如下效果：①学生的信息系统分析与设计工程实践能力得到明显提升，同时在进行系统分析与设计时培养了较强的工程素养和创新意识。②解决了课堂教学与课程实验、课程研讨、课外作业相互脱节问题，使专业能力培养能够在课堂教学、课程实验、专题研讨和课外作业之间进行有机衔接。③有效解决了传授式教学模式的学生能力培养不足问题，可充分调动学生参与课程学习的能动性，突出了以学生为中心的课程教学。

四、结语

本文所提出的强化能力培养的课程教学模式可突破传统教学模式在专业能力培养方面的局限。该模式采用先进的CDIO、OBE工程教育理念，融合“案例导向教学”“研讨式教学”“做中学”等课程教学方法实现以学生为中心的工程教育，使学生在实践能力、工程能力、创新能力等多方面得到深度培养。该教学模式适合于专业学位研究生课程教学，对在工程教育中实施专业课程教学具有较好的参考意义。

参考文献：

[1]中国工程认证协会.中国工程教育认证通用标准（2015年版本）[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/column.php？cid=17，2015-03-01.

[2]中国工程认证协会.中国工程教育认证计算机类补充标准（2015年版本）[EB/OL].http：//cn.ceeaa.org.cn/column.php？cid=18&ccid=27，2015-03-01.

[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[4]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014，（1）：163-168.

Abstract：According to the teaching of professional degree in software engineering，this paper discusses the teaching mode of how to support the professional ability training，and put forwards a teaching mode for strengthening ability training in professional degree graduate course. This mode references the international advanced CDIO，OBE engineering education idea，and fuses "case oriented teaching"，"discussion teaching"，"learning by doing" and other teaching methods，strengthens major ability training in the graduate course. In my university graduate professional course teaching practice，this teaching mode has enhanced the ability training results，which practical experiences have certain significance for similar courses teaching.

Key words：teaching model；CDIO education idea；professional ability；engineering education