软件工程专业工程实践体系

1. 软件工程专业工程实践体系 主讲:林芳

2. 1 软件工程专业目标和思考问题 • 2 CDIO的“做中学”的教学理念 • 3 软件工程专业实践体系

3. 1 软件工程专业的目标和思考问题 • 软件工程为本省同类院校中第一个申办成功的专业，该专业属工科类专业，全日制四年，招收高中毕业生。 • 2008年首届招生60人 • 2012年顺利通过了学士学位授予权评估 • 这几年，每年招生人数基本稳定在60人左右 • 专业方向：企业计算和嵌入式软件

4. 软件工程专业的培养目标 • 根据学校的办学指导思想和办学定位，结合计算机科学与技术学科的发展特点和社会需求情况，围绕软件工程技术应用型本科人才的特征，发挥我院计算机类专业的办学优势，培养德、智、体全面发展，具有 • 扎实软件工程专业基础、 • 较强的软件开发能力、 • 较高的编程技能、 • 良好的科技和人文素质，能适应社会需求环境变化，实践能力强， • 并具有一定创新能力的复合型、应用型高级软件工程技术人才。

5. 对应的岗位职业 • 作为一个工程院校，我们的目标是培养工程技术人才。 • 具体来说，根据工程技术人才的个人能力和兴趣，他们将来至少可以从事五种不同的职业类型： • 研究员、 • 系统设计师、 • 设备/过程设计师或开发人员、 • 产品/过程支持或操作工程师、 • 企业工程师或管理人员。

6. 思考两个问题？ 我们的毕业生应掌握怎样的知识、能力和态度，才能符合这个目标？ 我们的工程教育应该怎样做，才能符合这些职业工程师的要求？

7. 我们的毕业生应掌握怎样的知识、能力和态度，才能符合这个目标？我们的毕业生应掌握怎样的知识、能力和态度，才能符合这个目标？ • 过去十几年，国外许多大学和企业一直在努力，希望尽快缩小工程教育与工程实践之间的距离，不少大的现代企业（如Boeing公司）就公布了他们所期望的毕业生的个人品质（Attributes），同时，工业界也希望对工程师的资格能够形成新的共识。

8. 企业界要求的工程师 • 可以发现：许多大的现代企业，他们对年轻工程师所需的品质有着惊人的相似之处。企业界要求工程师所需具备的知识、能力和态度主要包括： • 了解工程基础、工程设计和工程制造过程； • 具有工程实践的背景； • 具有批判性思维和创造性思维、沟通能力与团队工作能力。

9. 我们的工程教育应该怎样做，才能符合这些职业工程师的要求？我们的工程教育应该怎样做，才能符合这些职业工程师的要求？ • 传统教育模式的问题 • 重理论轻实践、 • 强调个人学术能力而忽视团队协作精神、 • 重视知识学习而轻视开拓创新的培养 • ……等问题。 CDIO的“做中学”工程教育模式为我们提供了一种新的教育方法，有助于解决工程教育普遍存在的问题，并可满足学生和社会的需求

10. “做中学”原则 • 杜威是美国著名的哲学家、教育学家和心理学家，是美国“进步教育”运动的先驱。 • “教育即生活”、“教育即生长”、“教育即经验的改造”是杜威教育理论中的三个核心命题，提出了举世闻名的“做中学(learning by doing)”原则。 • 杜威认为， “从做中学是比从听中学更好的学习方法”，“做中学”也就是 • “从活动中学”、 • “从经验中学”。 • 主张在教学中学生必须成为积极主动的参与者，而教师则是学生活动的协助者，以“做项目”为主线来组织课程，以用导学，在做项目的过程中学习必要的知识。

11. 2 CDIO工程教育模式 • 从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学等四所前沿的工程大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg（纳特•瓦伦堡）基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。 • 它的目标就是将企业界的需求以工程学基本原理来表述。

12. CDIO的指导思想是以诚信、职业道德培养为基础，以工程设计任务为导向，以培养个人能力、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标，让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程。 • CDIO代表构思（conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ,它是产品研发到产品运行的生命周期。 • CDIO的关联原则强调了工程项目实践全生命周期的教育，应着眼于能力、知识的教、学、做过程的关联，而不是专注于具体工程项目的知识内容。 • 它是“做中学”原则和基于项目的教育与学习的集中体现。

13. 国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的，让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的，让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。 • 适合工科教育教学过程各个环节的改革。

14. 3 软件工程专业实践体系 • 软件工程的工程素质的培养当然不是一个课程能完成的，CDIO强调的也是一体化的系统培养，强调课程之间的相互联系。 • 工程能力方面不仅仅是个人技能与态度，还应该包括团队协作、交流能力、企业和商业环境能力。

15. 设置原则 • 通过多层次、立体化的实践教学内容体系，培养学生的工程实践能力、设计能力和创新能力，使学生具有特色鲜明的软件设计开发应用型高级工程技术人才的特征。 • 实践教学内容体系按照 • 从简单到复杂， • 从验证性实验到“三性”实验， • 从课内到课外， • 从校内到校外， • 从单一课程知识的课内课程实验到综合多课程知识的课程设计直至大综合的毕业设计进行构建 • 从实践技能层、能力提高层、综合创新层和科技研究层四个层面建设和完善实践体系。分层次、分阶段、循序渐进的模式，由浅入深、由简单到综合、课内外结合，并通过开放式实践教学，充分调动学生学习的积极性和主动性，培养学生的工程实践能力。

16. 软件工程专业实践体系包含内容 • 为了培养出具备理论基础扎实、实践能力强、能综合运用所学知识分析问题和解决问题能力的软件工程专业人才，设置了多个体系环节来逐步提升学生实践能力： • 课程内的实验体系 • 专周设计体系 • 三性实验课程体系 • 实习体系 • 课外竞赛

17. （1）课程实验奠定实践的基础 • 不仅促进对基础理论知识的理解，而且奠定专业实践的基础，包括： • 学科基础课程实验教学体系 • 专业基础课程实验教学体系 • 专业方向课程实验教学体系 • 系级选修课程实验体系

18. 学科基础课程实验教学体系 • 主要对原理和一般性方法进行研究，以打好学生的基础为主，辅之以工程应用。 • “电路与电子技术基础”、 • “高级语言程序设计”、 • “算法与数据结构”

19. 专业基础课程实验教学体系 • 在专业基础课程实验体系中，适当删减原理性的实验项目，以目前流行的软硬件平台作为实践重点，帮助学生具备工程应用能力包括： • “面向对象程序设计”、“数据通信与计算机网络”、 • “数据库系统原理及应用”、“计算机组成与结构”、 • “操作系统原理与应用”、“软件测试技术”

20. 专业方向课程实验教学体系 • 本专业设置了“企业计算”和“嵌入式系统”两个专业方向。 • “企业计算”方向课程实验教学体系包括： • “web应用程序设计”、 • “企业资源规划”、 • “网络程序设计”

21. “嵌入式系统”方向课程实验教学体系包括： • “嵌入式系统原理及应用” • “单片机应用系统综合设计”为独立开设的“三性”实验课程，学生以MCS-51单片机为核心，通过实际案例，综合应用“计算机电路与电子技术基础”、“微机原理及接口技术”、“单片机技术应用”等知识，掌握单片机应用系统的设计、安装、调试等知识，提高实践动手能力，为以后的工程实践和后续课程打下坚实的基础。 • “嵌入式系统开发实例”为独立开设的“三性”实验课程，学生通过实际案例驱动，综合应用“高级语言程序设计”、“算法与数据结构”、“计算机电路与电子技术基础”、“微机原理及接口技术”、“操作系统原理及应用”、“单片机应用系统综合设计”、“嵌入式系统原理及应用”、“计算机控制技术”等知识，初步掌握实际应用课题开发的基本能力，掌握嵌入式应用系统开发流程、相关技术和方法，提高学生软硬件设计与调试的能力和兴趣，全面提高综合应用知识的能力，提高学生分析问题、解决问题和工程实践开发的能力，缩短学校教育与社会用人单位对人才需求的距离。

22. 系级选修课程实验体系 • 如 • “可视化编程技术”、 • “数据库开发技术”、 • “JAVA程序设计”、 • “数据挖掘技术” • … • 等课程也都安排了适当的实验环节。

23. （2）通过设计强化学生的设计实践能力 • 课程设计实践环节以专周的形式进行，学生暂停理论上课，进行一个较完整项目的分析、设计与实现并进行测试，最后通过答辩获得成绩。 • 在软件工程专业的人才培养过程中，课程设计实践环节贯穿四个学年。从一年级下学期开始，随着专业教学的深入，分学期循序渐进地开设了下列课程设计实践环节： • “高级语言程序课程设计”、 • “算法与数据结构课程设计”、 • “电路与电子技术课程设计”、 • “数据库应用课程设计”、 • “面向对象程序课程设计”、 • “计算机网络工程实践”、 • “毕业设计”等。 • 通过一系列循序渐进的课程设计实践环节来强化学生的设计实践能力。

24. 课程设计不仅是课程教学的延伸，有些课程设计我们强调多课程的综合运用。课程设计不仅是课程教学的延伸，有些课程设计我们强调多课程的综合运用。 • 例如 • 数据库应用课程设计 • 毕业设计

25. （3）通过三性课程强化学生综合实践能力 • 结构化程序综合设计 • C/S综合设计 • 软件建模综合设计 • “单片机应用系统综合设计”、 • “嵌入式系统开发实例”

26. 《结构化程序设计综合训练》课程 • 教学目的 • 课程安排及教学方式： • 结构化的开发方法与流程 • 各个专题

27. 课程的教学目的 • 本课程以C语言为工具，通过布置一些专题项目，以CDIO“做中学”方式进行结构化程序设计的综合训练，并进一步学习各种算法技术。 • 综合了”高级语言程序设计”,”算法与数据结构”的课程内容

28. 课程目的 • 通过该课程的学习，达到以下目的： • 在软件工程生命周期开发方法的指导下，以项目的方式进行工程实践的训练； • 进一步学习常用的算法设计技术 • 深入理解和真正掌握自顶向下、逐步求精的结构化程序设计方法； • 掌握良好的程序设计编码风格； • 进一步提高学生的程序设计能力和编程调试能力； • 提高学生的程序设计和编程兴趣。

29. 课程安排及教学方式 • 本课程是实验课程，主要以学生三性实验为主。 • 教师讲授结构化开发的基本方法、通过案例讲授结构化开发的流程以及各种算法技术。 • 按照CDIO做中学的教学模式有目的地组织布置各个项目，学生作为主导完成每个项目的整个生命周期，教师起辅助的作用。

30. 教学的几个环节 • 基本理论介绍 • 结构化的开发方法、各种算法技术 • 案例介绍 • 通过案例介绍结构化生命周期的各个步骤 • 项目驱动，做中学 • 每个项目学习一个算法技术，学生以案例做对照，通过完整地完成一个项目的生命周期体会和掌握结构化的开发方法、算法 • 相互阅读、交流、答辩 • 加强学生的沟通能力、团体合作能力

31. （4）通过实习在实际环境中加强灵活运用能力（4）通过实习在实际环境中加强灵活运用能力 • 实习包括电子工艺实习、生产实习、专业实习和毕业实习等环节，旨在提高学生的基本技能和综合素质。 • 电子工艺实习在校内工艺车间进行； • 生产实习和专业实习安排学生到企业实习。 • 毕业实习是实践教学工作的重要环节之一，要求学生能深入地了解本专业的生产技术、生产过程、管理知识，锻炼具有分析问题、解决问题、动手操作等实际工作能力。 • 另外，鼓励学生利用假期到企业进行社会实践。这样，既强化了“设计”教学的主线，又开阔了学生的眼界，提高了综合能力。

32. （5）以竞赛为促进 • 积极引导学生参加学科竞赛，提高学生工程实践能力和创新能力 • 积极鼓励学生参加课外科技实践活动，从低年级开始就积极引导鼓励学生参加各类课外科技实践活动，通过系、校科技节、各类学科竞赛、学生创新性实验立项等平台，培养学生科技创新意识，提高科研和创新能力、拓宽学生知识面。把科学研究引入教学过程，积极开展课外科技活动，通过数学建模、软件设计竞赛等进行基本的科研训练，提高学生参加研究与开发的技术开发能力。 • 第四届“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛全国总决赛 陆顺天 C/C++程序设计本科B组 一等奖 ;刘向峰 JAVA软件开发本科B组 三等奖 陆顺天是我们软件1201班的同学。