本科教学专栏


【金课巡礼】第三期:《系统分析与设计》-人才培养强特色 创新模式育英才

2021年12月13日 09:36  点击:[]

《系统分析与设计》-人才培养强特色 创新模式育英才


《系统分析与设计》是软件工程专业本科三年级的专业必修课,发现问题、理解问题、捕获并准确定义用户需求,进而给出满足复杂需求的软件解决方案,这是软件开发整个生命周期中最关键和最困难的内容,也是本课程重点要解决的问题。本课程在软件工程专业中起着重要的承上启下作用,是一门理论性、抽象性很强的专业核心课程。与软件工程其他课程相比,本课程融合了多门课程知识,从进行软件产品构思、设计到构建的技术综合应用,需要学生对学习过的内容进行融汇贯通,尤其是能够进行行之有效的实践。由于课程内容较为抽象,知识点碎片多,学生在学习中存在较大困难,不利于自我评价学习效果,学习能力差异化较大,同时课程内容涉及的工程伦理、自主知识产权、工匠精神等价值目标,单纯灌输会影响学生的认可度。

该课程以“面向校企融合为教学手段,以推动科研成果及时转化为教学内容,以为行业培养高质量人才为目标”,运用新思维(新生代思维、互联网思维、新业态思维),探索新模式(培养模式、教学模式),构建新形态(校地融合、校企合作),营造新场境(真实项目、实训环境)等方面深化产教融合。

在课程教学中,引入了华为专家走进课堂,这些专家一方面带着企业案例走进课堂,带领学生在真实的企业环境进行开发,让学生提前了解企业的日常工作流程和规范,实现产学人才的无缝衔接,另外一方面通过微信群和华为云等通讯工具为学生在学习中碰到的实际问题进行解答,为课程提供了有力的技术支撑。

大学的学习知识是否在企业中能够得到多少的应用,到底校园理论和企业实践差距有多少,这个问题是困扰了很多大学生的问题。该门课程邀请华为的企业专家姚冬直接参与教学,创新的把大学老师和华为专家一起出现在课堂上,让学院派和产业派“华山论剑”,在教学中通过需求实践、代码管理实践、开发安全规范实践、数据库设计实践等内容,将理论与企业实践有效结合起来,让学习者明白理论基础的重要性以及如何将理论知识融入到实际的生产过程中。全国参加学习人数将近6万,建立了全国学霸榜,全国数十家媒体进行持续跟踪报道。如图1和图2所示。

在教学资源上,基于三项国家本科质量工程和华为精品课项目支持下,课程实现了教学资源全部数字化和网络化,包括92个视频1500分钟的教学视频、2200张的教学课件、600道习题,30多个虚拟仿真动画,10个实操实验等,出版了新形态教材3部,建设了系统分析与设计能力分析系统。以上教学资源全部在“中国大学MOOC”“华为E学云”等平台上线,并完成了6轮授课,被评为国家首批线上线下混合金课,华为重点封面介绍课程。

在教学设计上,采用了MOOC+SPOC+华为软件开发云翻转课堂的教学模式,通过MOOC完成线上学习知识,通过华为软件开发云练习企业级开发能力,在课堂上反思质疑,团队创新。课前重在督促,课堂重在互动,课后重在反思总结,混合式教学使得课上和课后与学生互动加强、帮助学生发现其学习瓶颈,分享其学习感悟,解决其学习困惑,既能够变被动为主动,重新找回学生对课程和课堂的关注,更能够开展原本没有时间进行但是又非常重要的价值塑造和课程思政教育,让课堂不仅是知识传授的舞台,更是价值引领的高地。同时采集慕课平台测试数据和学习通、华为云测试数据,以数据驱动调整教学内容和教学节奏,依据学生群体投放教学资源,同步完成形成性考核。设计形成性与终结性相结合的考核体系,各部分权重设计有据可依。

在授课过程中,把价值塑造放在课程培养的最高、最重要层面,在教学中融入和体现出我国古代人、当代人、身边人的成果,从思政上引导学生要有强烈的社会责任感,具有追求卓越和刻苦务实的精神。该课程已经在中国大学慕课和华为E学云累积开展线上教学12轮,基于完形填空、闯关式学习、学习画像等教学方法的设计,实时反馈学生信息,深受学生好评。

在课程思政方面,立足于本课程的工科性质,以社会主义核心价值观与课程专业知识融合,提出工程伦理相融合的课程思政建设方法,将课程各环节与工程伦理相结合,符合工科课程特点,增强思政内容亲和力与针对性,引领学生树立社会主义核心价值观,对华为自主创业事迹的现身说法更是激励学生未来投身民族产业。例如在讲解利用敏捷管理来完成酒店信息系统的设计时,为了方便酒店运营,需要给客户进行微信或者短信推广,这种涉及个人隐私的内容在在教学时是引入了工程伦理的思想,让学生讨论大数据时代如何管理个人隐私的话题,从思政上引导学生成为一名优秀的软件人才不仅技术要过硬,思想上必须保持正确的方向。同时在课堂让学生明白我们要实现民族复兴,要有自主知识产权的软件也是一项重要的内容。课程中以华为专家亲身讲解“枪林弹雨中的华为崛起”、“从芯片到工业软件的自主产权”、“智慧汽车与大国战略”等一系列思政案例,激发起学生的了家国情怀、文化自信、社会责任、大国工匠等精神,同时带领学生参观华为实验室,了解我国顶级工业级软件开发流程,增强民族自豪感,指导学生开展学生讲堂,自主完成体现我国科技成就报告40余份,实现课程思政由宣传到实践的跃升。

该思政教学内容也引入华为员工培训体系环节中,实现了思政从实践中来又反哺到实践的升华。本课程获得校课程思政示范课,马瑞新老师也被聘为校工程伦理特聘研究员。

在创新人才培养上,课程以产学合作、创新项目、科技竞赛、创业实践为骨架,凝练案例和教材辐射全体学生,有力支撑理论课,锻炼了学生的自学、创新、实践、沟通、协作、表达等六种能力。指导学生获得全国人工智能大赛一等奖、华为云大赛特等奖等20多项科技竞赛奖励;指导学生完成计算机软件著作权20余项,授权国家发明专利3项,对学生综合能力培养,以及保研、就业起到重要作用。

在助力金课建设上,课程获评2020年国家级线上线下混合金课,2019年华为精品课程,获得教育部华为产学育人优秀成果奖,新工科优秀实践案例、华为产学合作专项成果奖,全国混合课程大赛特等奖,授课老师被评为华为云MVP。北京大学汪琼教授评价:……混合式教学内容先进,层次分明,校企融合模式新颖,引导学生追求卓越,具有强烈社会责任感。华为云总架构师王千祥评价:……打破高校-企业边界,理论+实践双管齐下。学生评价:……学习到了一线企业技术,立志扎根祖国,争取突破封锁,实现国产化。

在行业技术发展上,该课程在新工科联盟大会、中国计算机教育大会、全国软件工程年会、人工智能教育大会、华为开发者大会等做过20余次经验推广报告,在辽宁、安徽、四川、云南等地进行了10次近400名教师专项培训,被大连大学、青岛大学、青软实训等40余所高校作为其正式教学内容。教学中的完形填空案例、闯关式案例经过与华为技术专家打磨,已经上传到华为云市场,可供学习者使用,而学习画像等能力分析系统也被华为所采用,重点打造华为云的教育平台。

《系统分析与设计》课程,以校企融合的教学改革、线上线下混合教学体系、工程伦理相融合的课程思政建设模式,“可量化、双闭环、多维度”的教学评价体系,改变了传统的软件学习方式,打破高校-企业边界,让学习者从企业的最低入职标准变成实际用人转正标准,理论+实践双管齐下。不仅加速软件工程学科的建设,更是培育具有高阶性、创新性的软件IT人才,符合本科教学实际,对工科院校的相关课程建设具有普遍借鉴意义。

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