楊德仁，李少芳，馬宜青，楊 柳，楊 怡

(1.寧夏醫(yī)科大學(xué) 理學(xué)院；2.銀川能源學(xué)院 信息傳媒學(xué)院，寧夏 銀川 750004)

0 引言

在全國高校“雙一流”建設(shè)與新工科建設(shè)的大背景下，一些專業(yè)院校如醫(yī)科大學(xué)的計(jì)算機(jī)和IT信息類小專業(yè)面臨著空前挑戰(zhàn)和機(jī)遇。如何培養(yǎng)面向新工科的本科生，如何提升專業(yè)教師的科研能力，已經(jīng)成為專業(yè)建設(shè)的重要議事日程之一。隨著新技術(shù)的問世和應(yīng)用，各個高校需要不斷地優(yōu)化學(xué)生及教師的培養(yǎng)方案，壓縮IT核心課程的課時(shí)，并增設(shè)相關(guān)新技術(shù)類課程?；谶@種現(xiàn)狀，有必要探索一種從理論課程、基礎(chǔ)編程與工程類課程、技術(shù)框架與項(xiàng)目類課程到畢業(yè)生論文設(shè)計(jì)等多層次、多模式的融合機(jī)制，探索從IT類課程向?qū)I(yè)方向相關(guān)的業(yè)務(wù)過程管理特別是業(yè)務(wù)過程建模拓展的機(jī)制，以便從傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)類專業(yè)向新工科專業(yè)跨越，從而滿足社會對人才的新需求。

1 新工科建設(shè)的挑戰(zhàn)與融合趨勢

教育部2017年提出推進(jìn)新工科建設(shè)方案涉及到電子技術(shù)類、計(jì)算機(jī)類、網(wǎng)絡(luò)與信息、新能源、功能材料等傳統(tǒng)專業(yè)，這也為傳統(tǒng)軟件類專業(yè)的發(fā)展提供了新機(jī)遇。在由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(CCF)主辦的2018大數(shù)據(jù)專業(yè)建設(shè)人才培養(yǎng)研討會上，來自高校的專家們羅列了“新工科”中最受矚目的大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)建設(shè)的主要問題：如人才培養(yǎng)規(guī)模滿足不了企業(yè)的需要、高校學(xué)科縱向精深，而橫向互融不足，缺乏教材等，若想有效地解決這些問題，需要相關(guān)企業(yè)的加入，旨在形成產(chǎn)教融合的一體化教學(xué)方式。

在國內(nèi)高校教學(xué)研究領(lǐng)域，整合課程理念最早出現(xiàn)于約20年前[1]，10年前，就有學(xué)者對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程整合進(jìn)行了研究[2]。而在IT類教學(xué)中，約10年前，就有學(xué)者提出對高校計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行整合[3]，但尚未見到對計(jì)算機(jī)類課程進(jìn)行全局式的大整合研究的學(xué)術(shù)性報(bào)道。唐燁偉[4]等學(xué)者提出了跨學(xué)科之間核心知識的有機(jī)融合概念，倡導(dǎo)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科之間核心知識的融合(稱之為STEM)。跨學(xué)科融合已經(jīng)成為高校教改的主流趨勢之一。李克東[5]等人以“溫室建造”項(xiàng)目為例，從學(xué)習(xí)主題、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動、教學(xué)支架、教學(xué)評價(jià)等方面介紹了STEM課程的教學(xué)活動設(shè)計(jì)方法。

本文將為軟件設(shè)計(jì)類課程體系(Curriculum System for Software Design, CSSD)提出全景式融合框架，并基于該框架探索其具體教學(xué)實(shí)踐步驟，旨在適應(yīng)新工科專業(yè)發(fā)展方向并為進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教學(xué)模式奠定基礎(chǔ)。

2 一種面向CSSD的融合與拓展框架

傳統(tǒng)的本科教育重理論而輕實(shí)踐。筆者曾在本校提出并實(shí)施了面向虛擬項(xiàng)目的IT人才培養(yǎng)模式[6]，有效解決了本科教學(xué)中教材與實(shí)踐的脫節(jié)問題，培養(yǎng)的畢業(yè)生得到了本地業(yè)界的一致好評。據(jù)麥可思2016年就業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，本校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生在就業(yè)率、就業(yè)專業(yè)相關(guān)性和薪酬等方面都名列相關(guān)可比性專業(yè)畢業(yè)生前茅。

在高?！半p一流”與新工科建設(shè)新背景下，壓縮傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)類課程的課時(shí)，并開設(shè)面向新技術(shù)的新課程，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等課程，已成為相關(guān)專業(yè)的教改趨勢。如何整合教學(xué)資源并融合相關(guān)課程，提升專業(yè)教師的新課程教研能力，培養(yǎng)面向新工科技術(shù)的本科生，已經(jīng)成為教學(xué)工作的重中之重。

在高校本科教育中，相關(guān)課程之間時(shí)間跨度大、師資緊缺造成個別課程的開設(shè)順序倒置，導(dǎo)致了教學(xué)鴻溝。而課程融合有助于消除這種教學(xué)中的鴻溝。

如：要實(shí)施軟件設(shè)計(jì)類課程融合，就要深度提煉其融合模式并形成相應(yīng)的融合與拓展框架，以便構(gòu)建與優(yōu)化課程融合框架。主要需要以下四個方面的探索：①研究新型課程分類方法。基于課程的理論性和實(shí)踐性，打破傳統(tǒng)的專業(yè)培養(yǎng)方案中的課程分類，即專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和限定性選修課，提出新型課程分類為理論課、基礎(chǔ)實(shí)踐課、項(xiàng)目實(shí)踐課和綜合訓(xùn)練課。②基于該新型課程分類方法，研究課程融合模式。按同層次，鄰接兩層次、鄰接多層次、跨層次四種情形，進(jìn)而提煉課程融合模式。③探索軟件設(shè)計(jì)類課程融合的呈現(xiàn)方式。即按照課程開設(shè)的承前啟后性，研究后續(xù)課程向前融合或者前序課程向后融合的機(jī)制。④以指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)為契機(jī)，探索抽象思維與工程思維的深度結(jié)合機(jī)制，著重探索軟件工程課程向業(yè)務(wù)過程管理的同級跨學(xué)科拓展和在本科教學(xué)中的應(yīng)用。

基于上述研究與探索，提出了一種全景式CSSD融合與拓展框架，其原型如圖1所示。

圖1 全景式CSSD融合與拓展框架

3 CSSD融合與教學(xué)實(shí)踐步驟

基于上述框架和課程設(shè)置，提出了CSSD融合與教學(xué)實(shí)踐步驟，如圖2所示，課程融合教學(xué)實(shí)踐按課程開設(shè)時(shí)間依次執(zhí)行，即先開先實(shí)踐。實(shí)施該教學(xué)實(shí)踐步驟的關(guān)鍵點(diǎn)如下所述：

圖2 CSSD融合與教學(xué)實(shí)踐步驟示意圖

一是做好課前協(xié)同準(zhǔn)備。相關(guān)課程任課老師要協(xié)同備課，以前期的面向虛擬項(xiàng)目IT人才培養(yǎng)模式為基礎(chǔ)[6]，識別和確認(rèn)各類課程之間的融合跨度和模式，大致可分為四種融合模式：①同層次課程融合，如編程語言、數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程之間的同級融合；②單鄰層次課程融合，如離散數(shù)學(xué)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫原理課程之間、離散數(shù)學(xué)與軟件工程課程之間的相鄰二級融合；③多鄰層次課程融合，如離散數(shù)學(xué)、編程語言和軟件開發(fā)模式等課程之間的相鄰三級融合；④跨層次課程融合，如實(shí)現(xiàn)離散數(shù)學(xué)與畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))之間的相間二級融合等。

二是要研究相關(guān)課程的教學(xué)方法。基于提出的四種融合模式，根據(jù)課程開設(shè)的序列，并以虛擬項(xiàng)目為主題，落實(shí)相關(guān)課程的融合順序，即確定某一門課程相對應(yīng)的向后融合、同時(shí)融合以及向前融合的相關(guān)課程，進(jìn)而確定在教學(xué)過程中的融入點(diǎn)與融入方式，旨在為進(jìn)一步設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)活動等關(guān)鍵環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

三是以課程拓展為驅(qū)動實(shí)現(xiàn)從灌輸型教學(xué)向研究型教學(xué)的轉(zhuǎn)換。在實(shí)施課程融合的基礎(chǔ)上，對軟件工程課程實(shí)行拓展。以虛擬項(xiàng)目設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，探索業(yè)務(wù)過程建模及其對軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性支撐作用，進(jìn)而為探索不同學(xué)科課程之間融合、探索向研究型教學(xué)轉(zhuǎn)換的機(jī)制打下基礎(chǔ)，其框架如圖3所示。在此，既要涉及到多級課程融合模式，如離散數(shù)據(jù)、軟件過程和軟件開發(fā)模式課程之間，又要融入業(yè)務(wù)過程管理，特別是業(yè)務(wù)過程建模的相關(guān)內(nèi)容，如作者的前期相關(guān)研究所示[7-9]。這種拓展的實(shí)施有一定難度，根據(jù)作者經(jīng)驗(yàn)，若與指導(dǎo)本科畢業(yè)論文相結(jié)合，則教學(xué)效果比較好。

圖3 從軟件工程向業(yè)務(wù)過程管理拓展框架

4 結(jié)語

學(xué)科融合已成為大學(xué)教育的趨勢之一。筆者前期實(shí)施的面向虛擬項(xiàng)目的IT人才培養(yǎng)模式屬于單課程縱向融合；在此基礎(chǔ)上，本文提出了全景式軟件設(shè)計(jì)類課程融合模式和框架，相關(guān)課程涵蓋了本科教育的全生命周期，屬于多課程融合。進(jìn)而，以軟件工程課程為基礎(chǔ)，探索在其中融入業(yè)務(wù)過程建模的技術(shù)[9]，以便為實(shí)施跨學(xué)科課程融合和向研究型教學(xué)轉(zhuǎn)換打下基礎(chǔ)。