应用型本科软件人才“三段式”实践教学体系实施与探讨

时间:2022-03-20 10:22:10 公文范文 浏览次数:

摘要:针对应用型人才规格要求,分析了传统软件系列课程实践存在的问题,构建实施了“三段式”实训体系,将实训环节整合为三个阶段,明确了每个阶段实训的能力目标,夯实了学生对问题的求解能力,锻炼了学生运用对象思维解决复杂数据类型的信息处理能力,强化了学生的工程实践能力,培养了学生团队合作和创新意识,使学生初步具备软件从业人员所需的基本素质。

关键词:应用型本科;三段式;问题求解;对象思维;工程实践

中图分类号:G642.41     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2015)35-0153-02

应用型人才是高校根据社会需要所培养的面向实际、面向生产一线的人才,是掌握一定的基础理论知识并有一定的科研成果创造转化能力的人才,是介于专才和通才之间的一种复合型人才[1]。在培养计划的安排上,分别确定理论教学和实践教学体系,适度加大实践教学的比重,并使两大教学体系融合交错,把应用能力、工程实践能力的培养作为交叉点和教学重点。加强实践教学方法研究、创新实训教学体系,目前成为高校教学改革的热点。无论是国内部分知名高校启动的“卓越工程师教育培养计划”[2],还是高职院校采用的与IT企业结合的“订单式”培养模式[3],普遍做法是适当整合课程与实训环节,或进驻IT企业进行专业实践,或是企业参与课程和实践环节,这两种方式很好地将课程与实践、实践与就业进行了结合。但是对于地方应用型本科高校来说,实施上述实训方式会涉及到资金、学制、教师、管理、学生负担等方方面面的因素,实施难度大。因此,依据自身的办学特点,探讨和实施一种以学校为主体的实训体系是可行之道。

一、存在的问题

传统培养体系下,计算机类专业的软件系列课程实践环节包含随堂实验和课程设计/实训环节(以下简称为课程实训)两种主要形式。

1.随堂实验。随堂实验是针对若干课程知识点而开设的实验。此类实验多属于验证型或设计型实验,因为主要针对课程知识点,所以实验受到课程进度及时间等因素限制,内容缺乏知识点的综合运用,整个实验环节相对离散、封闭,因此需要在完成课程理论学习之后,以课程实训形式加以解决。

2.课程实训。课程实训属于设计型、综合型实践环节,内容围绕该门课程主干内容展开,通过完成具有较好综合性的课题设计,把相对离散的知识点串联起来。但是由于实训课题针对课程本身,与关联课程衔接程度不高,具有一定的局限性。完整的软件系统包罗万象,涉及到软件开发的各个层面及各种软件元素的综合,因此,这种实训方式仍然缺乏综合性,整个实践体系仍相对离散、封闭。

二、“三段式”实训体系设计

以设计型和综合型实训环节整合为突破口,重组课程体系,适当整合课程内容,建立符合应用型软件人才培养规律的科学合理的“三段式”实训体系,每个阶段建立起明确的能力结构目标,力求解决传统实训体系存在的缺陷,注重系统性,提高实训效率,培养具备工程实践能力的应用型软件人才。

1.指导原则。以面向过程程序设计语言为工具,“数据结构+算法=程序”为核心内容,学习并掌握计算机问题形式化基本方法,培养学生问题求解的能力;以数据结构的抽象化为铺垫,面向对象程序设计与数据库应用为核心内容,学习并掌握用对象思维解决多类型复杂信息处理领域内的问题,并初步掌握面向对象软件工程开发的基本流程,培养学生对象思维能力;以基于面向对象的WEB开发技术为支点,现代软件主流开发平台应用为核心内容,强化训练学生的编程能力,培养学生的工程实践能力、团队合作素质及创新意识。

2.构建“三段式”实训体系。“三段式”实训体系以软件系列相关课程间的衔接为基础,在课程随堂实验基础上,针对阶段性课程教学目标及要求,围绕“能力”培养这条主线,提出“问题求解”—“对象思维”—“工程实践”这一递进的“三段式”软件系列课程实训体系。随着“三段式”向后推进,课题性质由计算问题逐步过渡到实际的工程问题,课题规模及复杂度、难度逐步增加,工作方式由个体工作逐步过渡到团队协同工作,实训持续时间也随之逐渐延长,实训的方向性也更加明确。“三段式”实训体系遵循课程体系由简入难的人才培养规律,随着实训环节向下层延伸,实训课题的问题规模、复杂度的递增,对学生知识、技能、能力的要求也不断提升和扩展。

三、实施

(一)“问题求解”阶段

“问题求解”阶段是在完成程序设计基础、离散数学及数据结构课程之后进行的实训环节,旨在培养学生可计算思维,强化学生面向过程语言应用和编码能力,形成严谨的科学态度和良好的程序设计习惯。我们对程序设计基础、离散数学、数据结构、算法分析系列基础课程进行了改革,整合了课程内容,实施模块化教学。鉴于系列课程持续学期长、跨度大等原因,具体实施时将该阶段分解为两个不同单元。

1.程序设计实训。针对具体问题抽象表达和寻找可行的计算过程这两个要素进行集中、专门性的训练。实训的训练要点是基本数据结构、算法逻辑与表达等,使学生深入理解程序在内存中运行的基本原理和过程,掌握如何控制简单的计算过程,培养学生基本的形式化和抽象表达能力。

2.问题求解实训。高效组织数据结构,对提升算法可行性和效率有着很大的影响。问题求解实训是上单元实训的延续,是在系统学习完数据结构与算法分析课程之后针对问题求解能力提升的一次实训,涉及知识点有非线性和线性数据结构设计、典型算法应用、复杂问题建模与求解等内容。

问题求解系列课程及实训强化了学生在基础学习阶段的知识储备,由于这个阶段实训内容和要求尚未真正与工程应用问题结合,仍处于基础理论巩固阶段,因此这个阶段实训是以学校为主体,以校内实训方式完成。

(二)“对象思维”阶段

“对象思维”阶段旨在于强化学生编程实现方法和设计技巧的训练,注重学生从面向过程设计思维到面向对象设计思维的转化,培养学生运用对象思维解决问题的能力。

“对象思维”阶段的实训是在学生完成面向对象程序设计、数据库技术及应用系列课程之后,内容涵盖了面向对象集成编译环境的应用、类的设计与实例化、GUI设计、C/S架构软件设计等。实训课题更加接近现实工程应用,待处理对象的数据类型更加复杂,更多的是涉及到非数值计算的问题,因而对数据结构的组织要求更高,结构更加复杂,数据操作复杂程度也随之提高,是面向过程求解领域的延续和扩展。

“对象思维”实训在整个实训体系中起着承上启下的作用,是以上个阶段的学习成果为载体基于面向对象的技术平台上的延续,并使学生初步了解现代软件开发的流程和模式,为“工程实践”阶段系列课程及实训打下良好的知识、思维、能力和意识基础。实训内容和要求开始逐渐涉及到实际工程应用问题,具体实施时采用了“走出去,请进来”方法,邀请IT企业技术人员结合工程问题参与并指导学生实训。

(三)“工程实践”阶段

应用型人才的核心能力是“工程实践”能力[4],主要包含理解用户问题需求、提出设计方案及编码实现三个主要方面,实施时需要从课题背景、实现方案、技术手段三个方面入手来解决。在具体实施时,我们根据课程设置和时间安排将工程实践分解为“软件项目综合”和“毕业实习与设计”两个单元。

1.软件项目综合。这一单元在完成WEB开发技术、软件建模技术等主要系统开发类课程之后进行的为期4~5周的实训环节,采用“任务驱动”的模式,强化学生方案设计、编码实现、质量控制等方面的训练,软件项目综合实训具有更高的综合性和复杂性,是提升学生的个人软件过程能力的关键阶段。

2.毕业实习与设计。毕业实习与设计作为本科培养最后的教学环节,较之前段实训不同,毕业实习与设计往往是针对规模较大的课题,个别课题来自指导教师的科研项目。毕业设计课题难以靠个人力量完成,以项目组形式组织学生成立课题组,以团队合作完成设计,指导教师定期听取课题组成员工作进展汇报,通过毕业答辩形式结题。毕业实习与设计过程在培养学生“工程实践”能力的同时,还锻炼了学生的沟通能力、团队合作意识和创新意识。

“工程实践”是实训体系的最后环节,经过这个阶段的实训,学生在文献检索与文档撰写方面也得到了进一步锻炼,能初步具备软件企业员工的知识、能力和素质方面的基本要求。由于这个阶段实训内容是工程应用的实际问题,因此,具体实施时仍采用“请进来、走出去”方式邀请IT企业技术人员结合实际问题为学生开展实训,在毕业设计阶段也可根据课题性质及要求,让学生进驻实习单位完成设计,毕业设计指导教师跟踪设计进展情况。

四、结语

任何事物都不是一成不变的,“三段式”实训体系的参与者有学生、指导教师及教学管理人员等,涉及培养计划、课程设置、实训技术手段与考核方法,甚至涉及到就业需求等市场因素,具有一定的复杂性和可变性,因此,需要持续地探索与不断改进,才能建立起科学合理的渐进式的实训体系。

参考文献:

[1]王勇,王忠群.面向应用的计算机软件方向课程群研究[J].长春大学学报,2011,(21).

[2]张晓报.我国“985工程”大学“卓越工程师教育培养计划”的实践与反思——基于课程的考察[J].高校教育管理,2013,(11).

[3]朱晓鸣.高职院校计算机类专业多位一体的校外实训基地建设[J].计算机教育,2014,(03).

[4]董玮,等.培养应用型软件人才的实践教学体系的研究与实践[J].计算机教育,2008,(10).

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