馬瑞新，原 旭，趙 亮

（大連理工大學 軟件學院，遼寧 大連 116100）

0 引言

系統(tǒng)分析與設計是軟件工程專業(yè)本科三年級的專業(yè)必修課。與軟件工程其他課程相比，本課程融合了多門課程知識，從軟件產(chǎn)品構(gòu)思、設計到構(gòu)建技術綜合應用，需要學生對學習過的內(nèi)容進行融會貫通，尤其是能夠進行行之有效的實踐。由于課程內(nèi)容較為抽象，知識點碎片多，學生在學習過程中存在較大困難，不利于自我評價學習效果，學習能力差異較大。同時，課程內(nèi)容涉及的工程倫理、自主知識產(chǎn)權(quán)、工匠精神等價值目標，若進行單純灌輸會影響學生的認可度［1］。

本課程教學中存在的痛點問題如下：

（1）知識碎片多，理論與實踐融合難。傳統(tǒng)的課程內(nèi)容基礎知識碎片多，實踐案例少?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)教育發(fā)達，在課堂如果再采用一些傳統(tǒng)的圖書借閱系統(tǒng)等案例，學生提不起學習興趣，更無法達到學有所用的教學目標［2］。

（2）學生學習能力差異化明顯，課程內(nèi)容高階性不足。經(jīng)過三年的大學學習，學生能力差異較大的問題十分突出，如何讓能力相對較弱的學生盡快打牢基礎，提高成績，讓能力強的學生得到更好的提升，分層次設立學習標準也是研究的重點問題。同時，新工科建設要求課程面向產(chǎn)業(yè)和社會需求，要強調(diào)學習內(nèi)容的高階性，如何能將學習的知識與實踐相融合，從而使學生能夠參加高水平競賽，解決企業(yè)實際問題，獲得高階性成果也是研究的重點［3］。

（3）對課程思政理解不深，達不到與課程內(nèi)容的系統(tǒng)化有機融合。本課程是典型的工科課程，傳統(tǒng)上比較注重專業(yè)知識學習，對價值塑造重視不夠，未能形成系統(tǒng)化的課程思政建設方案［4］。

1 教學建設創(chuàng)新理念

本課程聯(lián)合華為公司共同打造，基于校企深度融合的教學建設創(chuàng)新理念，采取了一系列教學創(chuàng)新方法，具體包括以下3個方面：

（1）設計了“華山論劍”的校企融合混合教學模式。通過高校教師代表的學院派與企業(yè)教師代表的產(chǎn)業(yè)派進行針鋒相對地“論劍”，讓所學知識能夠與企業(yè)實踐相結(jié)合，從而學有所用。

（2）按照“一致對準”原則設計分層教學內(nèi)容。利用慕課平臺和“學習通”“華為云”等智慧教學工具進行評測，從而掌握學習數(shù)據(jù)［4］，以數(shù)據(jù)驅(qū)動實施翻轉(zhuǎn)課堂，調(diào)整授課內(nèi)容與節(jié)奏，落實“以學生為中心”的教學指導思想［5］。

（3）加強課程思政建設，融入工程倫理的相關內(nèi)容。從社會、課程、教師等不同角度向?qū)W生講解程序可以沒有底線，但是工程師必須要有倫理，同時講授華為自主創(chuàng)業(yè)的事跡，達到課程思政建設張弛有度、潤物無聲的效果。

2 教學創(chuàng)新設計

2.1 校企融合的教學新模式

該課程面向行業(yè)前沿，以為行業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量人才為目標”［4］，在課程教學中引入華為專家。這些專家一方面帶著企業(yè)案例走進課堂，帶領學生在真實的企業(yè)環(huán)境進行開發(fā)，讓學生提前了解企業(yè)的日常工作流程和規(guī)范，實現(xiàn)產(chǎn)學人才的無縫銜接，另一方面通過微信群和華為云等通訊工具對學生在學習中碰到的實際問題進行解答，為課程提供了有力的技術支撐［6］。

大學學習的知識是否在企業(yè)中能夠得到應用？課堂理論與企業(yè)實踐差距有多少？以上問題是困擾了很多大學生的問題［7］。本課程邀請華為的企業(yè)專家姚冬直接參與教學，讓學院派和產(chǎn)業(yè)派“華山論劍”，在教學中通過校企教師對需求實踐、代碼管理實踐、開發(fā)安全規(guī)范實踐、數(shù)據(jù)庫設計實踐等內(nèi)容進行講解，將理論與實踐有效結(jié)合起來，讓學習者明白理論基礎的重要性以及如何將理論知識融入到實際的生產(chǎn)過程中，如圖1所示。

Fig.1 Sword competition on Huashan圖1 華山論劍

2.2 “高階內(nèi)容，科學考核”的線上線下混合教學模式

對標世界一流大學重構(gòu)教學內(nèi)容，建立完備的線上教學資源，依托教學平臺和“學習通”、華為云等智慧教學工具獲取實時學習數(shù)據(jù)，建立學生教學檔案。

采用DevOps教學內(nèi)容作為補充，重點介紹華為技術有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鯤鵬與人工智能技術相關內(nèi)容，同時增加了華為專家的命題考核，實現(xiàn)多樣化的校企考評方式［8］。

在3項國家本科質(zhì)量工程和華為精品課項目支持下，實現(xiàn)了教學資源全部數(shù)字化和網(wǎng)絡化，包括總共時長為1 500min的92個教學視頻、2 200張教學課件、600道習題、30多個虛擬仿真動畫、10個實操實驗等，出版了新形態(tài)教材3部，建設了系統(tǒng)分析與設計能力分析系統(tǒng)。以上教學資源全部在“中國大學 MOOC”“華為E學云”等平臺上線，并完成了6輪授課，被評為國家首批線上線下混合金課、華為重點封面介紹課程。

2.3 與工程倫理相融合的課程思政建設方法

立足于本課程的工科性質(zhì)，將社會主義核心價值觀與課程專業(yè)知識相融合，提出以工程倫理為主線的思政教學內(nèi)容。將課程各個環(huán)節(jié)與工程倫理相結(jié)合，增強思政內(nèi)容的針對性與親和力，引領學生樹立社會主義核心價值觀，開發(fā)出有益于社會的產(chǎn)品。在授課過程中，把價值塑造放在課程培養(yǎng)的最高與最重要層面，在教學中融入和體現(xiàn)出古往今來的相關成果，從思政上引導學生要有強烈的社會責任感，具有追求卓越和刻苦務實的精神［9］。

2.4 “可量化、雙閉環(huán)、多維度”教學考核評價機制

傳統(tǒng)教學中采用案例式教學，把案例講解完之后，學生照搬照抄一遍，但是能理解多少、學習效果如何都很難考量。因此，需要一種可量化的手段進行教學。本課程采用完形填空法，這是受到英語練習中完形填空的啟發(fā)，即讓學生知道整個案例流程，但是關鍵核心代碼都被挖去，學生自己填寫該核心代碼，并測試運行結(jié)果［7］。

為了讓授課教師和學生能夠及時掌握程序運行情況，采用華為云EduCloud平臺中的技術編寫了測試腳本，學生提交程序之后能夠自動評分。通過完形填空式編程以及自動化的用例測試，能夠讓教師和學生迅速了解問題所在，也形成了數(shù)據(jù)的沉淀和積累［9］。通過大數(shù)據(jù)分析即可了解課堂教學效果，如圖2所示。

Fig.2 Analysis of learning ability圖2 學習能力分析

同時，課程能否像游戲一樣，讓學生在學習中也有一種過關的成就感呢？這也是本課程研究的主要問題之一。通過對教學內(nèi)容進行整理，一關關設置教學任務，每過一關都給完成者以獎勵，并且作橫向和縱向比較，讓學習者能夠時刻看到自己的進步，如圖3所示。

Fig.3 Teaching of break through圖3 闖關式教學

本課程通過學生完成作業(yè)的實際情況建立學生的學習畫像，多維度分析本課程的學習效果，能夠根據(jù)其在校的學習和考試情況，定位將來的職業(yè)發(fā)展方向［10］。

另外通過課下溝通、調(diào)查問卷、學生評分等方式了解學生反饋意見，評估教學效果，實時調(diào)整教學節(jié)奏。本學年學生評教分數(shù)為99.27，近5年線上學生評價為5分，獲得校教學督導和教育部多位專家好評。

3 成效與推廣應用

該課程已經(jīng)在中國大學慕課和華為E學云累積開展線上教學12輪，深受學生好評。

課程獲評2020年國家級線上線下混合金課、2019年華為精品課程，獲得教育部華為產(chǎn)學育人優(yōu)秀成果獎、新工科優(yōu)秀實踐案例、華為產(chǎn)學合作專項成果獎、全國混合課程大賽特等獎，授課教師被評為華為云MVP。北京大學汪瓊教授評價：“混合式教學內(nèi)容先進，層次分明，校企融合模式新穎，課程內(nèi)容引導學生追求卓越，具有強烈的社會責任感?！比A為云總架構(gòu)師王千祥評價：“打破高校—企業(yè)邊界，理論+實踐雙管齊下?！睂W生評價：“學習到了一線企業(yè)技術，立志扎根祖國，爭取突破封鎖，實現(xiàn)國產(chǎn)化?！?/p>

在課程思政方面，提出與工程倫理相融合的課程思政建設方法，完成了資源建設，符合工科課程特點，對華為自主創(chuàng)業(yè)事跡的現(xiàn)身說法更是激勵學生未來投身民族產(chǎn)業(yè)。該思政教學內(nèi)容也被納入華為員工培訓體系中，實現(xiàn)了思政從實踐中來又反哺實踐的升華。該課程被評為大連理工大學課程思政示范課，馬瑞新老師也被聘為大連理工大學工程倫理特聘研究員。

本課程在新工科聯(lián)盟大會、中國計算機教育大會、全國軟件工程年會、人工智能教育大會、華為開發(fā)者大會等做過20余次經(jīng)驗推廣報告，在遼寧、安徽、四川、云南等地進行了10次近400名教師的專項培訓，被大連大學、青島大學、青軟實訓等40余所學校作為其正式教學內(nèi)容。教學中的完形填空案例、闖關式案例經(jīng)過與華為技術專家的打磨，已經(jīng)上傳到華為云市場，可供學習者使用，而學習畫像等能力分析系統(tǒng)也被華為所采用，重點打造為華為云的教育平臺。

4 總結(jié)與展望

本教學模式參考了國內(nèi)外先進的教學理念，以校企深度融合為基礎，將文化素養(yǎng)與專業(yè)技能有機結(jié)合［11］。改變了傳統(tǒng)的軟件學習方式，打破高?！髽I(yè)邊界，讓學習者的技能水平從企業(yè)的最低入職標準達到實際用人轉(zhuǎn)正標準，理論+實踐雙管齊下，不僅加速了軟件工程學科建設，而且培育了具有高階性、創(chuàng)新性的軟件人才，符合本科教學實際，對工科院校的相關課程建設具有普遍借鑒意義。

未來將在原有課程基礎上不斷嘗試新的教學方式，結(jié)合混合教學過程進一步完善一體化人才培養(yǎng)模式。期望通過不斷的實踐、反饋、改進的循環(huán)，探究出可以廣泛推廣的產(chǎn)教一體化人才培養(yǎng)模式［12］。