项目编号:201902146009
项目类型:新工科建设项目
项目实施背景

软件工程专业在人才培养上主要面向国家与企业,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要、能够胜任各自岗位的高质量、各类型工程技术人才,为国家新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。目前行业新的研发和迭代速度已经超过了学术研究和教学领域,软件人才培养计划和企业的人才需求存在脱节现象是高校教学面临的痛点。
教育部推出的新工科蓝图中,软件工程专业势必需要结合不同领域知识和需求开展,如何面向当前人才紧缺现状,同时考虑未来发展,建设“新工科”,形成一套基础知识扎实、关键能力突出、学科素养优秀、核心价值正确的创新型人才培养的有效模式,是软件工程教育亟待解决的核心问题。
改革思路及举措
本成果是在新工科改革背景下,以大连理工大学-华为ICT学院创新人才中心为依托,将高斯数据库、华为云计算、人工智能、大数据、欧拉系统等内容深度融合到软件工程教学实践中,并以华为自力更生等创业精神进行润物细无声的思政教育,如图1所示。
图1 基于校企融合课程建设
本成果重构了知识、思维、能力、素养四位一体的软件工程核心课程,将培养目标、资源共享、校企师资相融合,突出前沿理论和应用,强化使命驱动,构建量化可控的软件人才质量保障体系,进行贯通家国情怀的高端素质培养,引导学生形成正确的价值观,培养能解决卡脖子问题的人才,让学生适应行业发展,持续创新,如图2所示。
图2 一驱动两突出三融合的课程群
主要举措如下:
(1)重塑核心课程群内容,分类分层阶梯化教学,打造国家与省级一流课程群。
校企融合重塑软件工程核心课程群,联合打造贯穿于课程群中企业级实践案例,通过难度渐进的项目实践,分等级培养学生发现问题和解决问题的能力,如图3所示。
图3 软件工程核心课程群建设
软件技术是实践超前理论,核心课程群在引入华为鲲鹏的先进资源和技术之后,对课程内容分别进行了重塑,将企业先进技能体系进行解构、重构,对标相应的课程,如图4所示。
图4 核心课程中对应华为鲲鹏技术
在教学上设计低起点、高落点、由浅入深、循序渐进的阶梯化教学内容,为学生规划一条“过五关、斩六将”的能力进阶路线,为低起点减负,为高落点增负,助其实现个性化、差异化的学习目标,如图5所示。
图5 阶梯化教学内容
在教学中,采用了模仿英语完型填空的方式进行代码自动检测,模仿游戏设计进行项目闯关,并且通过自编软件对每个学生进行能力分析,建立学习画像,如图6所示。
图6 能力闯关与分析
(2)校企融合,培养具备解决卡脖子问题的人才。
本课程在华为云上模仿游戏把课程的相关知识点分解成了软能力、工程能力、创新能力,并将这些能力嵌入到租车系统的教学案例中,设置成了8个关卡,每个关卡都根据难易程度分成不同的初中高阶任务阶段,如图7所示。
图7 项目闯关
在任务闯关中,每项任务都有不同的难度等级,如图8所示,在完成登录系统设计任务时,按照课本上要求只需要使用SQL技术实现登录即可。
图8 分阶创设闯关难度等级
由于能够全过程量化学习数据,就可以对每个知识点学生掌握的情况进行详细的分析,同时也通过作业进度、工程能力、贡献度、项目质量、班级能力、个人能力等多维度进行学习画像,同时建立学霸榜,达到比学赶帮超的效果,目前全国已有6万人参与项目闯关,如图9所示。
图9 闯关能力分析与学霸榜
在校企融合中,师生也为华为解决了一系列技术难点,获得了3项华为的技术认证,代表了我们的技术被华为采用了,所教班级有同学因此入选了华为的“天才少年”。通过校企融合共同培育精英,在课程中找到课题,解决企业的难题,又反馈到课程中,让学生能够参加高水平竞赛,拿到职业技能认证,同时也为企业解决卡脖子难题,一举三赢,如图10所示。
图10 一举三赢
同时瞄准操作系统、数据库等国家卡脖子技术,围绕鸿蒙操作系统、高斯数据库、鲲鹏生态等进行国产软件的自力更生学习与创新,强化使命担当,也将课程思政润物细无声地融入到教学中,如图11所示。
图11 课程思政建设
(3)校企双向深度融合,打造“大连模式”
校企合作打破了高校与企业的边界,将先进的技术和方法引入到教学实践中,打造贯通课程群的案例,通过项目实训提高学生的探索意识和创新能力,同时也把企业的实际需求课题投入到教学实践中,通过师生共同学习,解决企业的卡脖子问题,反哺企业,把校企合作从内容到课程到课题到难题,打造“大连模式”,如图12所示。
图12 校企深度融合
项目成果、创新点及成效
(1)一流课程和教材得到了多所院校和学生采用
本项目中《系统分析与设计》、《编译技术》获评首批国家一流课程,《JAVA程序设计》、《软件工程》、《数据库系统》获批辽宁省一流课程。基于校企合作的国家级一流课程在中国大学慕课网、学堂在线、华为云等多个平台进行授课,有近30万名学生和200多所院校选课,获得了好评,被评为封面课程,如图13所示。
图13 一流课程建设
校企联合编写的教材是国内第一批融入国产软件进行教学的教材,被教育部软件工程教指委列为规划教材,被多所院校采用,同时也被华为等公司列为指定培训教材,印刷量超过20万套,如图14所示。
图14 校企联合编写教材
在疫情期间,针对全国学生进行连续直播,采用企业教师代表的产业派和学院教师代表的学院派进行“华山论剑”,在抖音、快手、华为云、目睹等多个平台直播,辐射全国100多所院校近6万名学子,被教育部列为疫情期间资源课,今日头条、全国高校思想政治工作网等主流媒体进行了重点发布。如图15所示。
图15 媒体推广发布
(2)学生创新能力得到了提升
在试卷难度逐年增加的情况下,学生平均分逐年提高。课程在爱课程平台被评为5星级课程,学生的自主学习完成度、目标达成度都很高,项目闯关通过率高,在自愿考取华为认证的情况下,95%的同学获得了华为认证,华为公司在我校的录用人数也逐年增加,学生对课程评价满意度高。
图16 学习成效
本成果把重要的比赛引入到教学中,把优秀的学生作品打磨参赛,着重培养了学生的社会适应能力、知识应用能力以及创新思维能力,激发学生创新、创造的意识和智慧,让学生能够利用所学参加创新能力比赛。
图17 学生参赛获奖证书
(3) 教学创新助力一流课程建设和教师发展
主讲教师近3年获得了20余项教学成果,包括国家首批一流课程和校课程思政示范课、国家教学成果二等奖、省教学成果一等奖,在教学竞赛方面获得全国高校教师教学创新大赛一等奖以及全国混合式教学创新大赛特等奖,并荣获省级教学名师和宝钢优秀教师奖等,如图18所示。
图18 教学竞赛部分获奖展示
本项目创新点如图19所示。
图19 创新点
在知识层面上,由于软件技术发展日新月异,传统课堂教学中基础理论与行业前沿相脱节,导致重基础理论、轻行业前沿,针对这个痛点采用四维联动课程资源,创设情境,校企论剑,瞄准前沿,夯实基础。
在能力层面,以往学生注重理论知识的学习,而对实践不感兴趣,高理论水平、低实践能力,针对这个痛点采用三堂联动、思政育人,让课程思政从学习到领悟到实践的跃升,强调家国情怀和使命担当,达到学以致用。
在素质层面,学生对软件开发的技术精益求精,但是缺乏自主知识产权的意识,重软件技术,轻使命担当。
应用及推广情况
在课程推广方面,本课程在计算机教育大会、新工科教育大会等受邀做过百余次专项报告,华为的创新大会专设专区(唯一高校展台)推广本课程成果,如图20所示。
图20 课程推广
本课程在爱课程和华为云等慕课平台被国内四十余所高校近十万名学生学习,被评为新工科优秀产学合作课程和教育部产学合作优秀项目案例,同时发表了20余篇相关的核心教育论文,获得2023年全国高校程序设计教育大会论文一等奖。本课程的校企深度融合模式被华为称为“大连模式”,在全国的华为合作院校中进行广泛推广,主讲教师获得了华为的MVP和布道师的荣誉。
经验总结
本项目以市场需求驱动为主转变为以国家战略驱动为主培养软件人才,从适应软件产业发展的专业人才培养转变为具有自主创新能力的高级复合型软件人才培养,从以人才培养为主转变为人才培养与面向国家战略需求的技术攻关并重。对现有课程体系从课程思政、课程内容调整和课程实践环节等方面进行了重构,并编写了融入国产软件的系列教材,指导学生编写基于毕昇的编译器、基于鸿蒙的小型操作系统、基于鲲鹏的高斯数据库等国产软件,为国家的软件国产化培养人才。下一步计划加入华为大模型以及仓颉语言等。