基于OBE与PDCA理念的软件项目与过程管理课程教学模式实践研究

甄爱军，吴凯，谢树龙

基于OBE与PDCA理念的软件项目与过程管理课程教学模式实践研究

甄爱军，吴凯，谢树龙

（天津农学院 计算机与信息工程学院，天津 300392）

本文针对当前软件项目与过程管理课程教学中存在的理论与实践脱节、教学实践缺少企业成功案例支撑和行业产业需求指导、项目技术落后领域单一问题，结合工程教育认证的规范要求、软件企业对岗位的技能需求，依托教育部协同育人项目提出课程教学实践改革措施。本研究建议课程教学采用建立学生项目团队，借鉴企业成功项目案例，考虑产业需求与技术发展方向，优选技术难度、规模适宜的项目，以仿真的手段置于软件开发公司的场景、对项目各阶段进行考核，高质量完成课程项目与实践教学。通过改革课程教学体系与内容，全面调动学生学习主动性、强调行业特色的个性化实践，既实现行业特色应用软件建设实施能力的提升，又促进了与行业、产业、企业双向融合发展，孵化产业项目的同时完成了课程实践。探索实现新工科背景下软件工程专业工程教育认证标准的教学培养目标，丰富特色软件学院、产业学院建设的内涵，培养合格的软件项目与过程管理人才。

软件项目；过程管理；教学模式；教学改革；软件教学

软件项目与过程管理（Software project and process managent，SPPM）是为实现一套高质量且按预定目标实施的软件，所需要执行的任务梗概，包括各种资源、人员及实现过程中所采取的方法、采用的工具，实现阶段性的工作产品[1]。对于如何能够按时获得一款功能定位、状态性能符合预期的高质量软件这一问题，在软件工程领域被誉为软件过程管理之父的瓦茨.S.汉弗莱（Watts.S. Humphrey）在《软件过程管理》一书中提出软件过程管理的原理与规范指导软件开发过程，可以有效地按照预定目标与进展，得到一套高质量软件，同时还可以了解团队如何持续进行过程改进，以提高市场竞争力[2]。

众多失败的软件项目凸显了软件项目过程管理的重要性。在软件工程领域软件开发技术不断地完善、改进，统一软件开发过程（Rational unified process，RUP）提出将软件开发过程向统一的、标准化的开发过程进行规范，从而提高软件开发的效率与软件质量[3]。RUP提出软件开发6个核心工作流和3个保证过程持续进展的支持工作流。其中配置与变更管理（Configuration and change management）、项目管理（Project management）和环境支持（Environment）等3个支持工作流相关工作内容，解决软件开发过程中存在的诸如需求随意变更、项目范围随意调整、组件版本管理混乱等问题，正是软件项目与过程管理的特色内容。

软件项目经理是软件项目团队的核心，其对软件开发过程的组织领导能力决定了软件团队的开发效能及软件的质量[4]。SPPM课程的主旨就要通过学习软件项目与过程管理的原理与规范，提升软件项目经理对项目的管控能力和团队开发过程持续改进能力。

1 软件项目与过程管理课程的历史与现状

在工程教育认证协会推荐的软件工程专业课程设置标准中，建议开设软件过程管理或项目管理课程，可见这两门课程存在一定的相关性。目前SPPM课程教学资源不足、可供借鉴且适合教学的成功项目案例有限，现行课程体系、教学模式与培养目标之间达成度不足，所以非常有必要通过对教学模式进行改革探索，寻找适合新工科背景下符合行业应用特色、符合产业需求的教学新模式，丰富教学资源。

通过多年的教学实践，分析传统教学内容、模式与情景，当前SPPM课程教学活动主要存在以下问题：

①由于课程教学内容涉及软件开发环节太多，课堂教学内容繁杂且量大，教学体系难成系统。

②实验学时有限，内容只能简单设置，无法起到巩固软件过程管理相关知识、锻炼学生解决复杂工程问题能力的效果。

③教学实践没有成功项目案例支撑，企业教师介入较少，使学习的基本理论、技能很难直接应用到企业实际项目中。

④只考虑学生个体，没有团队合作，不利于学生团队协作能力培养。

⑤课程考核方式单一，终点式、期末试卷的考核方式，无法全面衡量学生学习水平与专业实践能力。

2 教学模式研究的指导原则

OBE是一种“以学生为本”的教育哲学，它聚焦于学生在接受教育后能够获得什么，能够做什么。一切教学活动、教学过程和课程内容设计与组织都只是为达到预期学习结果采取的手段[5]。OBE 教育是以成果为导向的工程教育模式，将其引入到SPPM课程教学中，采用以项目驱动方式、以职业岗位需求为导向的教学方式将大大提高学生工程实践能力。

我国2015年发布《工程认证教育标准》，我国专业教育认证也向成果导向转化[6]。OBE教育理念强调通过教育过程使学生具备最大的能力，教师在教学过程中如何有效地帮助学生获取知识、实践能力和创新能力，如何有效准确评价学生是否已经获得了预定的学习目标。课程教学采用OBE教育理念更加强调学生学习的成果，将学习成果转化为工程思维能力、创新能力与实践能力，注重教学策略和方法，因此要求学生学习和教师讲授均需围绕学习成果进行，确保通过教学达到培养学生综合能力的目标。

工程教育专业认证对受高等教育的学生工程实践能力有明确规定。规定中出现了“复杂工程问题”，说明本科教育的基本定位就是培养学生解决复杂工程问题的能力[7]。除了理论教学方面，更加强调了对学生的实践工程能力培养，以及实践教学的重要性。工程教育认证对教学活动的指导思想特别适用于SPPM课程教学。

为了更好践行OBE指导思想，培养学生专业实践能力，提高学生解决复杂工程问题的能力。在教学活动中结合软件开发过程的特点，引入持续改进的思想，实现持续提高学生专业技能。即将每阶段教学环节分为目标计划（Plan）、实施活动（Do）、答辩检查（Check）和总结处理（Action）4个阶段[8]。过程管理就是基于PDCA 4个过程的循环，一个软件开发阶段教学结束，解决一些问题，完成一些中间工作产品，具备一定实践能力，带着未解决的问题进入新的开发环节教学，实现迭代进而螺旋式上升，最终完成项目任务，达成教学培养目标。将OBE教育理念与过程管理方法相融合，提高软件过程管理课程教学质量，实现新工科人才培养目标。

3 软件项目与过程管理课程教学方式改革

为了提高课程教学质量和学生实践能力，在教学组织过程中将OBE教学理念与PDCA过程考核与管理有机结合，引入SPPM课程教学，以软件岗位技能需要为目标，以学生学习结果为导向，进一步明确课程目标，改革完善课程教学过程。

通过采用过程方法和OBE教育理念相融合的教学模式，将软件开发过程中的“项目立项”“需求开发”“系统分析与模型建立”“系统功能实现”“系统集成与测试”和“系统部署”6个阶段分别结束于一个主要的里程碑，把“项目计划”“项目跟踪”和“项目结项”3个项目管理关键点作为补充考核点，进行项目里程碑与关键点答辩。在教学过程中，要求项目经理统筹兼顾，分派团队成员工作任务，锤炼团队协作意识，使成员各施其力、各尽所能。项目实施过程中，还需要进行角色轮换，以使学生在不同的岗位上实践软件过程管控能力。通过项目答辩，既锻炼学生的项目表达能力，又对项目实施进展情况进行跟踪落实，保证了项目质量。同时还了解了学生对软件项目与过程管理能力的掌握情况。

具体实施过程中，通过优选项目、搭建团队、过程考核、答辩验证4 个环节，展开教学活动。

3.1 优选项目

优选项目是课程教学模式改革的基础。为了打开学生的视野，教学实践研究参考借鉴天津东软教育信息技术有限公司、工信蓝桥等公司的成功项目案例，参考中国软件杯大学生软件设计大赛、服务外包大赛所设立的竞赛题目，以及软件开发技术、平台环境、社会热点等需求推出课程项目选题池，保证课程项目具有一定的难度，与技术发展方向相结合。同时将课程项目与“大众创新，万众创业”进行有机结合，孵化大学生创新创业项目，推动创新创业项目落地，将课程所学理论与创新创业项目实践相结合。

3.2 搭建团队

安排学生根据过往的课程成绩，申报本人的编程能力，分为A、B和C三档。每个项目团队以5人计，通常按1个A、2个B和2个C的标准，由学生自由组建项目团队。也可以根据学生情况进行微调，总的原则就是让每个项目团队的编程能力相差不多。研究表明[9]，在项目团队中，不同学生之间其个人能力是存在差异的，往往能力强的学生在小组中能发挥主导作用，带动其他组员学习，而相对薄弱的学生在团队负责人的带动下，既能更好完成自己部分的任务，又能得到拓展和启发。这样的制度设计既能让教学过程、教学实施效果相差不大，又能引入竞争机制，鼓舞士气，让每位同学在项目实施过程中都有所收获。

3.3 过程考核

过程考核是指在教学过程中，对项目6个里程碑、3个项目关键点进行项目进度核查。评价可根据课程时间采取提交项目资料、工作产品查阅和简单答辩等形式进行。项目过程考核这种机制保障了项目实施的质量，同时也能够让教师及时发现学生在课程学习中、项目实施中存在的问题并进行指导。这样既保障了项目发展方向，降低了项目失败的风险，还提高了课程教学质量。在过程考核中，还能够发现学生存在的问题，提出改进意见、督促团队改进，使项目团队的开发能力得到持续改进。

3.4 答辩验证

通过对项目的里程碑和关键点工作产品查阅与评价，可以得到学生对项目的理解程度、相关工作产品的操控能力和掌握水平。在项目结束、课程即将终结时，采取答辩的方式对课程教学项目实施效果进行全面评价，这对课程教学方案的持续改进帮助极大。在答辩过程中，既验证了学生对软件开发过程理解，又提高了对项目工作产品、项目关键点的理解力。锻炼了学生思考问题、表达思想、凝聚探索、解决复杂工程问题的能力，达成了工程教育认证的理念。采用项目成果答辩的形式，增强了形式感和团队荣誉感，提升了学生对软件开发过程认识与感悟，课程培养质量得到了升华。

4 考核评价模式完善

SPPM课程2013版教学大纲中教学考核是以期末闭卷考试进行，以期末考试卷面成绩加权平时作业和考勤成绩为评价依据，进行课程考核评价。这样评价方法和标准强调目标导向，忽视了教学过程，不利于准确评价学生是否具备了毕业要求本门课程需要达到的能力。

以岗位需求为导向就必须改革完善课程考核方式，改革后的教学模式采取过程考核+终期答辩的形式。在项目的每一个关键点处，都对项目团队所有项目材料进行非正式评审，由各项目负责人对考核小组进行匿名评价，形成该组此项目关键点的考核成绩，并且由项目负责人对项目进度进行更新。

当项目的里程碑和关键点全部进行考核后，在项目终期即进入课程考核阶段，安排项目正式答辩。由项目负责人汇报本组项目的整体情况，每位组员介绍各自任务以及对项目成果的贡献，演示项目完成的软件系统各项功能。综合考察项目的实际完成效果，由各项目经理、任课教师和企业代表依据《项目评价指标体系表》中的指标对项目的工作产品、项目成员答辩表现进行综合评价。最后对综合评价成绩进行加权处理，得到该项目组的考核评价成绩。再参考由项目负责人结合项目完成过程中的工作量、结项总结和具体表现，给予每位项目成员的项目成果权重系数，最终计算得出每位学生课程成绩。

这种考核方式，注重考查项目过程而非结果，减轻了学生在最后准备考试的压力。让学生在整个课程教学、项目实施的过程中，主动学习，积极完成项目任务，参与项目管理工作，真正有效提升自己软件过程管理能力。

5 SPPM课程教学效果评价

在多年的教学实践中，老师深知学生的个人能力是存在差异的。在完成项目设计与系统功能实现的过程中，项目组的每位成员发挥各自的作用[10]，编程能力强的同学主攻模块功能实现与算法设计优化，技术实力弱的同学则完成需求分析与系统测试等任务，充分发挥每一位同学的技术与能力优势。通过良好的团队协作、轮岗操作，学生在个人软件开发实践能力、团队协作意识和能力等方面都会得到很好训练。通过项目实施，学生培养质量、专业实践能力得到了提升，效果如图1所示。

6 结论

本研究是工程教育专业课程教学改革新思路的尝试，研究实践的结果必将对计算机、软件相关专业的教育教学改革起到重要的推进作用。在新工科背景下，课程教学研究和实践将围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系开展。通过本研究实践，形成了将OBE教育理念和PDCA过程管理方法相融合应用于SPPM课程教学体系的方法；形成了企业参与、考虑产业需求与行业特色、符合专业技术发展方向，以教学项目案例和PDCA过程驱动的方式，提升学生专业实践能力的方法，这是一种新思维、新模式的在SPPM课程教学改革的一次实践。本次实践研究，受时间、条件、样本数量以及成本所限，对于教学改革的效果还应通过毕业生的回访进行持续观察，才能得出客观公正的结论。

研究实践表明，高校课程教学应以学生工作岗位能力培养为主要追求目标，在OBE教育理念引导下，借助PDCA方法不断优化课程教学内容和实践教学环节设计，优化考核和评价指标、提升教学质量，对接产业需求与行业软件应用特色，建设一流“金课”。这是职业教育高质量发展的趋势，也是高校教师必须追求的目标。

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[3] 徐大伟，浅谈. RUP软件过程[J]. 长春大学学报，2006，16（6）：92-95.

[4] 汪颖. 人月神话[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

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[6] 李志义. 对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一：我们应该坚持和强化什么[J]. 中国大学教学，2016（11）：10-16.

[7] 姚莉，邓丹君，倪波. 基于OBE的物联网工程专业实践教学改革研究[J]. 物联网技术，2019，9（8）：106-108.

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[9] 叶超凡. 以项目人力资源为核心的管理模式构建方 法[J]. 人力资源，2020（4）：36-37.

[10] 张晓辉. 软件项目管理中的关键问题分析及对策[J]. 信息系统工程，2016（3）：130，133.

Research on teaching mode of software project and process management based on OBE and PCDA

Zhen Aijun, Wu Kai, Xie Shulong

（College of Computer and Information Engineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

In view of the problems existing in the current teaching of software project and process management course, such as the disconnection between theory and practice, the lack of enterprise successful case support and industry demand guidance in teaching practice, and the single field of backward project technology, this paper puts forward the reform measures of curriculum teaching practice, combined with the normative requirements of engineering education certification and the skill needs of software enterprises for posts, relying on the cooperative education project of the Ministry of Education. This study suggests that the course teaching should establish a student project team, learn from the successful project cases of enterprises, consider the industrial demand and technological development direction, select projects with appropriate technical difficulty and scale, place them in the scene of the software development company by means of simulation, assess each stage of the project, and complete the course project and practical teaching with high quality. Through the reform of the curriculum teaching system and content, it could fully arouse students' learning initiative and emphasize the personalized practice with industry characteristics, and it not only improves the construction and implementation ability of industry characteristic application software, but also promotes the two-way integrated development with industry, industry and enterprise, incubate industrial projects and complete the curriculum practice at the same time. This study helps to explore and realize the teaching and training objectives of engineering education certification standards for software engineering specialty under the background of new engineering, enrich the connotation of the construction of characteristic software colleges and industrial colleges, and cultivate qualified software project and process management talents.

software project; process management; teaching mode; teaching reform; software teaching

1008-5394（2023）02-0095-04

10.19640/j.cnki.jtau.2023.02.019

G420.4

B

2022-03-12

教育部协同育人项目（202101335041）；天津农学院特色软件学院建设项目（津教政办[2021]8号）

甄爱军（1975—），男，讲师，硕士，研究方向：系统建模、农业信息系统设计。联系电话：（022）23789018。

责任编辑：张爱婷