王新穎，吳中博

（湖北文理學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，襄陽441053）

0 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，我國軟件產(chǎn)業(yè)急需大量有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)新型人才，人才缺口極大。然而，雖然我國大學(xué)已經(jīng)形成了一定的軟件人才培養(yǎng)規(guī)模，每年培養(yǎng)出的軟件開發(fā)人才數(shù)量極其龐大，但在人才質(zhì)量方面卻難以滿足社會需求[1]。究其原因，是學(xué)生的工程化實(shí)踐能力不足，因此，軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)急需創(chuàng)新與變革。

借助云技術(shù)，項(xiàng)目組在湖北文理學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的云平臺上構(gòu)建了基于“私有云”的虛擬仿真“實(shí)踐教學(xué)綜合平臺”——SPOC平臺，用于打造虛擬化的企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在此背景下，項(xiàng)目組基于SPOC平臺，在企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，依據(jù)場景式工程項(xiàng)目重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系，對學(xué)生進(jìn)行工程化實(shí)踐教學(xué)，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，實(shí)踐證明這是實(shí)現(xiàn)軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的一條卓有成效的途徑。

1 地方高校軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

由于歷史的原因，地方高校軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)大多存在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐脫節(jié)、缺乏企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)踐教學(xué)形式單一和無法有效地進(jìn)行教學(xué)過程監(jiān)控及教學(xué)質(zhì)量評價(jià)等問題。

1.1 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐脫節(jié)

在軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)過程中，大多數(shù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容依然以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)較少，難度較低。而且，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容都是教師根據(jù)知識點(diǎn)為了實(shí)驗(yàn)專門定制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，雖然緊扣知識點(diǎn)內(nèi)容，但與現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生往往是為了應(yīng)付差事，抱著完成任務(wù)的心態(tài)去做實(shí)驗(yàn)，自然達(dá)不到應(yīng)有的實(shí)踐效果，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。

1.2 實(shí)踐教學(xué)缺乏企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境

在軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，由于地方高校的軟件工程專業(yè)教師大多沒有工程實(shí)踐背景，在實(shí)驗(yàn)室無法提供企業(yè)級的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境純粹是教師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)杜撰出來的，和實(shí)際的企業(yè)級環(huán)境距離較大，嚴(yán)重影響了學(xué)生的上機(jī)體驗(yàn)，致使學(xué)生感受較差，甚至于產(chǎn)生現(xiàn)在的地方大學(xué)還不如培訓(xùn)公司的想法。

1.3 實(shí)踐教學(xué)形式單一

現(xiàn)今，在地方高校的軟件工程實(shí)踐教學(xué)中，教師雖然運(yùn)用了信息化的教學(xué)方法，但實(shí)際上還是傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法。一般都是教師先講解實(shí)踐教學(xué)的原理，帶領(lǐng)學(xué)生做一些實(shí)踐案例，說明實(shí)踐中一些常見問題，然后讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，最后對學(xué)生的實(shí)踐情況進(jìn)行總結(jié)。上述單一的教學(xué)形式，雖然教師對實(shí)踐教學(xué)容易管控，但是無法充分調(diào)動學(xué)生的主管能動性和創(chuàng)新性，實(shí)踐教學(xué)效果自然令人沮喪。

1.4 無法有效記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況

由于我國對軟件工程專業(yè)人才的需求量極大，各個(gè)地方院校的軟件工程專業(yè)一般招生情況較好，班級人數(shù)較多。因而，在軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)過程中，有限的時(shí)間里，教師無法準(zhǔn)確地記錄每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生的評價(jià)往往存在不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

1.5 無法準(zhǔn)確評價(jià)教師的實(shí)踐教學(xué)效果

傳統(tǒng)的教師評價(jià)方法是學(xué)生登錄教師教學(xué)質(zhì)量評價(jià)網(wǎng)站對教師進(jìn)行投票。這種評價(jià)方法雖然比較簡單、通用，但沒有辦法做到客觀、準(zhǔn)確。例如，在評價(jià)過程中，有的學(xué)生可能會因?yàn)榻處熯^于嚴(yán)厲而降低對教師的評價(jià)分?jǐn)?shù)；也有的學(xué)生可能由于教師放水及格而提升對教師的評價(jià)分?jǐn)?shù)。

2 地方高校軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革措施

2.1 利用場景式工程項(xiàng)目重構(gòu)學(xué)習(xí)體系，顛覆傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)課堂

將互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對軟件工程專業(yè)的崗位能力要求與專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行有效的整合，使得企業(yè)項(xiàng)目所需的實(shí)踐開發(fā)能力和實(shí)踐教學(xué)的知識點(diǎn)建立合理的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而利用場景式工程項(xiàng)目重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)資源工程化。具體的措施是：（1）通過產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目，讓企業(yè)參與制定軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)方法，并通過校企共建的方式，對企業(yè)的場景式工程項(xiàng)目進(jìn)行重構(gòu)，使其轉(zhuǎn)化為軟件工程專業(yè)對應(yīng)知識點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。（2）選聘技術(shù)熟練且具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的一線開發(fā)人員擔(dān)任軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)教師，彌補(bǔ)地方高校教師實(shí)踐教學(xué)能力的不足。（3）定期安排青年骨干教師深入企業(yè)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)或掛職鍛煉，為工程項(xiàng)目的實(shí)施積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高教師的工程化應(yīng)用能力。

2.2 打造虛擬化的企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境

通過與尚強(qiáng)公司合作，軟件工程專業(yè)在湖北文理學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的云平臺上構(gòu)建了SPOC平臺，用于打造虛擬化的企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生可以在線編程、調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)了軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)的“學(xué)習(xí)環(huán)境企業(yè)化，生活環(huán)境校園化”，大大提升了學(xué)生的上機(jī)體驗(yàn)。學(xué)生上機(jī)時(shí)，只需要登錄到SPOC平臺，就可以選擇學(xué)習(xí)自己感興趣的實(shí)踐教學(xué)知識，實(shí)踐操作時(shí)，可以利用SPOC平臺在模擬的企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的實(shí)踐能力得到了很好提升。

2.3 實(shí)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

將數(shù)字化資源庫、信息技術(shù)、虛擬仿真、大數(shù)據(jù)等在軟件工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐課堂教學(xué)模式的顛覆式創(chuàng)新。借助SPOC平臺，建立以問題驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[2]。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生在課前利用SPOC平臺學(xué)習(xí)需要掌握的實(shí)踐教學(xué)知識，考慮解決教師提出的工程實(shí)踐問題，課堂則變成了師生交流的舞臺。教師的主要作用不再是傳統(tǒng)的滿堂灌傳授，而是為學(xué)生提供所需的實(shí)踐教學(xué)資源，或者是引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這種教學(xué)模式將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生，能夠完全突破時(shí)空的限制，達(dá)到師生之間無障礙交流的目的。

2.4 對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行動態(tài)畫像

依據(jù)SPOC平臺，可有效記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，比如，學(xué)生什么時(shí)間開始上機(jī)練習(xí)，什么時(shí)間離開，練習(xí)了多少次，甚至于每一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)花了多長時(shí)間，是由于難度較大的原因還是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力問題，都可以有效地記錄下來。然后，依據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等計(jì)算機(jī)技術(shù)[3]對SPOC平臺記錄的“學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)”進(jìn)行分析，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行動態(tài)畫像，準(zhǔn)確描述每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，量化記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)能力曲線，并通過與崗位勝任能力曲線對比，可客觀地體現(xiàn)學(xué)生能夠勝任的崗位，成為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)招聘學(xué)生的主要參考依據(jù)。

2.5 量化評價(jià)教師的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量

通過SPOC平臺，記錄教師的“教學(xué)”大數(shù)據(jù)（例如，班級學(xué)生按時(shí)提交作業(yè)的比率及作業(yè)的準(zhǔn)確率等數(shù)據(jù)）。然后對以上大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)處理，從而量化評價(jià)教師的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，也可以讓教師真真切切的明白自己在什么地方存在差距，便于提高改進(jìn)。

3 結(jié)語

湖北文理學(xué)院的軟件工程專業(yè)通過進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)資源工程化，打造了虛擬化的企業(yè)級實(shí)驗(yàn)環(huán)境，改進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)模式，提升了軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。并且通過對師生的教與學(xué)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行動態(tài)畫像和量化評價(jià)教師的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

[1]徐玲,高旻,文俊浩,等.軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2015,34(08):205-208.

[2]聶曉秋,趙辰光.基于云計(jì)算環(huán)境的軟件工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].計(jì)算機(jī)教育,2015,(07):32-35.

[3]馬世龍,烏尼日其其格,李小平.大數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)綜述[J].智能系統(tǒng)學(xué)報(bào),2016,11(06):728-742.