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一、課程體系
人才培養課程體系有兩種經典的組織管理模式：學科知識體系完整的學位教育模式；師傅帶徒弟似的職業培訓模式，即通過項目為導向的教學模式。第一種模式適于培養抽象思維能力，進行科學研究。第二種模式適合于學生模仿學習，提高學習興趣和知識吸收效率。在實踐中，更多是將這兩種模式融合。一種是以學科導向為主，把項目穿插其中進行知識關聯，如國際上流行的構思、設計、實現和運作（CDIO）工程教育理念，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動、實踐、課程之間聯系的方式培養工程能力，構建系統化能力培養課程體系和教學大綱，包括專業技術知識和推理能力，個人素質和職業素養，個人交際和團隊協作能力，在企業和社會環境下全面系統地應用知識能力等4類一級能力，17組二級能力以及73種具體能力，這是“做中學”和“基于項目教育和學習”等教學方法的集中概括和抽象表達。另一種是如當前的高職教育，以項目為主，把學科知識穿插其中，以典型工作過程來開發和建設課程體系。軟件工程+冶金工程復合型專業要培養掌握計算機科學理論與技術方法，具備有色金屬冶金的基礎理論、生產工藝知識、科學管理和工業設計的基本理論知識，系統接受軟件工程訓練，能在企事業單位有關冶金工程領域的信息系統軟件開發的應用型、復合型人才。其課程體系有兩個重要特點：軟件工程、冶金工程都是一門操作性、實踐應用性極強的專業，其復合型知識結構也繼承了這一特性，實踐性教學內容應該成為該類復合型人才培養的重要環節；軟件設計是一門藝術，沒有固定的評價標準，在進行與冶金工程有關軟件的設計過程中，必須根據項目的實際情況對各種要素進行權衡與折衷，才能滿足用戶要求。學生要在軟件開發過程中積累項目實踐經驗。課程體系貫徹軟件工程、冶金工程理論教學與實踐教學相結合原則，將冶金工程實踐教學內容融入軟件工程軟件開發案例教學，提高學生復合型專業知識學以致用能力。制定的課程體系如表1所示，以培養CDIO四類一級能力為目標。在該課程體系中，為了實現復合知識融合，學生一方面為掌握冶金工程專業知識使用別人開發的虛擬實驗平臺做相關專業實驗，通過基本素質課程、專業基礎課程、主干專業課程培養專業技術知識和推理能力及個人素質和職業素養；另一方面，結合軟件工程知識和冶金工程專業知識，開發具有自己特色功能的虛擬實驗平臺，既培養個人交際能力和團隊協作能力，又培養知識全面系統應用能力。在整個課程體系中，有兩條非常明確的軟件工程+冶金工程復合型專業知識融合的教學內容主線。第一條主線是以融合冶金工程專業知識的仿真軟件開發課程為主線，即高級語言程序設計（課程應用C語言開發數值計算仿真軟件）、C#軟件開發（開發鋼鐵冶煉虛擬實驗軟件為范例）。第二條主線是以軟件工程和冶金工程理論知識和實踐知識相互融合應用于分析解決實際問題為主線，如軟件項目管理（應用冶金工程知識進行軟件項目的進度控制）、計算機在冶金中的應用（從冶金工程、軟件工程等角度建立數值仿真模型）、CAD輔助設計（利用計算工具軟件輔助分析冶金過程自動檢測與控制參數）。
二、課程教學改革
設計好軟件工程+冶金工程復合型人才培養課程體系后，對每門課程必須按照CDIO標準進行教學內容和教學方法改革和實踐。在課程體系中，實踐性教學活動以培養學生成為軟件工程師和冶金工程師為目標，分為認識實習、課程單項實訓（高級語言程序設計實訓、冶金原理課程實驗）、虛擬實驗平臺模擬實驗（鋼鐵冶煉過程綜合模擬實訓）、畢業實習（含頂崗實習）等環節，幫助學生從軟件用戶（冶金工程師）、軟件開發者（軟件工程師）等不同角度，理解軟件工程、冶金工程等所傳授的專業知識，提高學習專業理論知識的興趣。為實現軟件工程專業、冶金工程專業課程知識相互融合，需要進行復合型案例驅動教學。在理論授課過程中，選擇軟件工程、冶金工程復合型專業知識的項目如鋼鐵冶煉過程作為案例，利用虛擬實驗平臺進行實驗教學。應用虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，圍繞冶金工業的整個工藝流程，研發了從采礦、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋等冶金工業過程關鍵工藝高度仿真的教學實驗資源。例如，虛擬仿真鋼鐵冶金加工過程，展示煉鐵-煉鋼鑄造、鍛造、焊接、擠、壓、拉、拔、熱處理等環節，避免了高危險、資源消耗大的大型綜合實驗開設風險?；谔摂M現實的煉鋼連鑄仿真系統，將工藝復雜煉鋼生產可視化，又不會產生廢氣、廢水、噪音等各種污染，學生可在安全的仿真環境中熟悉煉鋼連鑄生產設備和工藝。熱軋帶鋼虛擬仿真教學系統通過虛擬仿真技術讓學生具有身臨其境的現場實習感覺，理解復雜的工藝流程，提高對熱軋工藝流程的興趣和認識，掌握冶金工程、材料科學與工程專業知識。這些虛擬仿真實驗教學資源，有效增強了實驗教學的直觀性、易重復性、綜合性和創造性，學生能在虛擬環境中自主開展實驗活動，加深對實驗方法和學習內容的理解，更好地培養創新意識和實踐動手能力，為人才培養、科學研究和社會服務提供了強有力的支撐。在學生參與開發虛擬實驗平臺過程中，由軟件工程專業教師和冶金工程專業教師組成導師組，指導學生團隊，培養其協作與溝通能力，及全面系統應用知識能力。從大學三年級開始至畢業，采用師生雙向選擇的方式，為每名學生確定導師組，導師組完成對學生實踐環節及畢業設計的指導工作。如表2所示，通過開發鋼鐵冶煉仿真為范例實現復合專業知識融合，開發出具有自己特色功能的虛擬實驗軟件。
三、結語
軟件工程和冶金工程專業人才的培養都強調實踐能力的培養，其復合型人才培養方案引入CDIO現代工程教育理念是非常有益的，有助于學生對復合型專業知識在實踐中加以融匯貫通。經過幾年的教學實驗，應用CDIO理念進行教學改革的課程，學生個人綜合能力和職業素質得到了很大提高。在軟件工程+冶金工程專業復合型人才培養的教育實踐畢業班，三分之一學生考上冶金工程專業或軟件工程專業碩士研究生，三分之一學生就業崗位是從事軟件開發，三分之一學生從事冶金工程專業工作。實踐證明，以“虛擬實驗軟件”為軟件工程和冶金工程專業知識融合的載體，可以有效培養社會需要的復合型人才。
作者：邱曉紅 李渤 徐迎春 單位：江西理工大學軟件學院