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【摘要】本文阐述了软件工程胜任力模型,指出新工科背景下软件工程专业学生胜任力导向培养的现实意义。 以胜任力模型为指导,建立健全面向产出的胜任力培养过程、课程体系、知识体系、实践体系。以全方位全时空协同 育人的理念,实行校企合作,提升毕业生培养质量并胜任未来工作。通过一个工程实训实例描述了将胜任力整合到 课程中的基本原理和策略,并反思了胜任力的变革对专业培养的意义。
【关键词】软件工程 胜任力 CC2020 培养途径
软件工程(SE)是一门工程学科,专注于开发和使 用严格方法设计和构造能够可靠执行指定任务的软件 工件 。 随着软件复杂性、重要性和社会影响越来越大, 软件从业人员及其教育工作者必须更加全面地了解工 程设计、方案选择、实施的后果,创造可能会对社会产 生广泛深远影响的软件制品, 需要从业人员对自己目 的有清晰的了解, 并对自己工作所产生的影响进行认 真的调查和负责,以锻炼自己的知识和技能。
传统上 SE 培养方案是以知识为中心,使用知识领 域(KA)、知识单元(KU)和学习成果(LO)来描述学科。 这种结构称为“知识领域、知识单元、学习成果”(KA- KU-LO)模型,解决“是什么“问题,这种范式可能不足 以应对未来教育中的所有挑战, 如毕业生可能掌握了 知识,但就是无法解决实际问题。教育教学中需要将知 识与其他属性结合起来。《计算机课程 2020》(CC2020) 中提出以胜任力为中心,解决”如何做“问题,即在软件/ 系统开发或支持中, 合理运用技术有效地实现实际目 标。
一、软件工程胜任力模型
IEEE 在软件工程胜任力模型(SWECOM)V3.0 中描 述了参与软件密集型系统的开发和修改的软件工程师 应具备的能力。胜任力模型指定了技能领域、技能领域 内的技能以及每种技能的工作活动, 按照熟练度分为 五个级别。SWECOW 建议工程胜任力是知识、技能和能 力的结合 。胜任力指的是具有在给定的能力水平上进 行工作活动(即技能)的知识和能力 。胜任力模型包括 认知属性、行为态度和技术技能。一些认知技能包括推理。
CC2020 中认为胜任力模型包括四个办法:任务、知 识、技能和性格 。胜任力总是体现在任务的上下文中, 是由性格介入的有目的和熟练的知识应用 。性格控制着个人是否以及如何倾向于使用他/她的技能, 可以指 导应用知识的价值观和动机,同时指定表示专业绩效标 准的知识质量。性格将知识和技能的“更好”或“正确”应 用并与环境联系起来。性格与细化能力相结合可能会坚 持质量的客观方面 (如正确性或准确性)。例如严守准 则 、协议或可量化参数 。 与更复杂的能力相关的特征 (例如,具有直接人机界面的系统、为方便或直观简单而 设计的人工制品)可能会遵循更主观的方法 。 因此更以 客户为中心的质量解释(例如,方便性、可靠性、透明性、 直观性、用户友好性)。
胜任力模型提出了在软件开发、管理的整个生命周 期的相关诉求 。涵盖如下的内容及要求数量:软件需求 (5)、软件设计(6)、软件构造(3)、软件测试(4)、软件维 护(6)、软件流程与生命周期(3)、软件系统工程(4)、软 件质量(5)、软件防范(7)、软件安全(4)、软件配置管理 (无)、软件度量(1)、人机交互(无)、项目管理(4)、行为 属性(4),共 56 个胜任力要求。
二、培养途径
传统上以知识为中心的教育理念,将工程教育划分 为通用知识、专业理论、专业技术,强调自身知识领域, 较少和其他课程协作互动, 也缺乏以输出为中心的能 力、性格培养措施。以胜任力为中心的教学新范式,要求 从根本上对培养方案、课程体系进行重塑,贯彻全员育 人、全方位育人、全程育人的“三全育人”教学思想。
(一)课程改革
按照胜任力模型进行培养方案和课程设置,应广泛 邀请校内外、行业专家等利益相关者参与其中,通过访 谈、调查和对现有需求评估进行实施。胜任力识别要考 虑全部四个部分,而不仅是知识与技能,如能够允许工 具对系统进行分析和建模,能够理解工作对社会与环境 的影响,能够和其他人进行有效合作,能够撰写报告、陈述意见 。胜任力识别结果往往采用知识—技能对形式 并给出应对策略。
根据胜任力规定的结果预期, 确定构成课程构成 特征 。得出与每项胜任力相关的初始学习成果集;然 后,将学习成果组织成学习经验。每个学习体验中的学 习成果集决定了学生应该参与的主题以及参与所期望 的教学形式 。持续评估所实施的学习经验使学生达到 预期水平的预期胜任力的程度。
应该意识到每个学习经历都会导致一系列学习成 果,这些成果共同需要使学生能够获得所需的胜任力。 每个课程都要指定主题、教学方法和预期学习成果,同 时要通过课程群方式,拟定一个共同主题,减少重复内 容。
(二)项目驱动的实践课程改革
工程教育认证要求以成果导向教育(Outcome-Based Education,OBE)理念,以工程能力为核心的教育产出是 评估工程教育质量的重要标准。当前实践课程如实训、 实习、设计,往往是理论课的附属物,或者是锻炼某个 技能比如编程为目标。以胜任力为中心重视实践课程, 是综合培养胜任力的重要教学手段 。 以项目驱动方式 是实践课程的最佳形式, 它提供了将来要面对的工作 环境、团队、任务的仿真环境 。项目驱动鼓励学生通过 团队合作完成一个相对复杂完整的任务, 并按照完软 件工程规范进行市场调查、领域建模、系统的质量和非 质量属性、环境和资源约束、系统生命周期、项目管理、 任务划分、设计评审、测试、部署等,这些过程是胜任力 模型中目标要素 。指导教师不是对最终的编码与报告 进行评分,而是对各个过程进行监督与综合评价,并与 预期的胜任力目标对照,总结经验,迭代提升。
(三)校企合作
行业专家可以通过多种方式提供支持, 如为教职 员工提供工具和见解,以提升他们的教学质量;在实践 课程中担任导师;给班级做特别演讲,向学生和教职员 工分享他们的工作经历以及公司发展过程; 担任兼职 讲师的职位,以加强大学的课程设置;进行现场访问; 校企合作研发生产、科研课题。
三、案例
安徽理工大学计算机学院暑期为三年级本科生举 行了为期 2 周的项目开发课程实训, 以培养软件工程 专业学生胜任力为目标。实训采用校企合作方式,企业 导师和专任教师双导师制 。模拟真实工作场景, 采用 Gitee 代码仓库作为协作平台,学生自主组队,分组合作 完成一个课题 。要求学生明确设计任务、设计目标及工 作计划、各自承担的职责 。按照软件工程流程,进行需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、部署等流程, 每天评审并形成评审记录 。通过现场答辩和作品演示 并结合评审记录、设计文档综合评定成绩。企业导师确 保实训是完全符合真实场景, 并和教师一起对各个学 生的工作进行评判。
通过下表演示了实训培养的胜任力目标及要求。
表 1 工程实训对应胜任力模型一览表
|
要求 1 |
要求 2 |
要求 3 |
要求 4 |
要求 5 |
要求 6 |
要求 7 |
软件需求 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
NAN |
NAN |
软件设计 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
NAN |
软件构造 |
√ |
√ |
× |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
软件测试 |
√ |
√ |
√ |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
软件维护 |
√ |
× |
√ |
√ |
× |
√ |
NAN |
软件流程和生 命周期 |
√ |
√ |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
软件系统工程 |
√ |
√ |
√ |
× |
NAN |
NAN |
NAN |
软件质量 |
√ |
√ |
√ |
√ |
|
NAN |
NAN |
软件防范 (security) |
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√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
软件安全
(safety) |
√ |
√ |
√ |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
软件配置管理 |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
软件度量 |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
人机交互 |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN |
项目管理 |
√ |
√ |
√ |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
行为属性 |
√ |
× |
× |
√ |
NAN |
NAN |
NAN |
NAN:表示无要求;√:表示符合要求;×:表示不符 合。
四、总结和反思
本文探讨了 CC2020 软件工程胜任力模型的内涵 及现实意义 。面向胜任力的新培养范式要求高校及教 师必须以学生为核心,以胜任未来工作为目标,改革课 程体系、设定课程胜任力目标,加强课程协作及校企合 作,重视实践课程,以“三全育人”思想培养具有竞争力 的学生,这是“卓越工程师”及新工科教育教学改革的 根本要旨。
参考文献:
[1]张锦,刘宏.软件工程专业人才培养模式实践与 思考[J].软件导刊,2020((1):11-14
[2]兰刚,甘涛,管庆,傅翀.软件工程专业综合设计 课程过程管理的改革和探索[J].教育教学论坛,2020(18):196-198
[3] 严权峰,胡文静,刘利强,范波,陆有丽.校企合作 培养工程型软件人才探索与实践[J].电子技术设计与应用,2017(3):47-49
[4]张静.新工科背景下地方应用型本科软件技术课 程群建设[J].电脑知识与技术,2020(16):180-181
[5]张锦,刘宏. 以项目为核心的软件工程专业人才 培养模式研究[J].计算机教育,2019(8):76-80
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