在高等教育数字化转型的背景下,近年来,黄淮学院国际教育学院以软件工程专业获批省级一流专业建设点为契机,积极推进专业内涵建设,探索构建"三维育人图谱体系",通过知识图谱、能力图谱、素养图谱的深度融合,推动人才培养范式革新,形成“产教研赛”联动的实践育人路径,取得初步成效。
课程重构:从知识到能力的贯通
今年2月25号,国际教育学院邀请超星集团河南课程建设负责人白倩颖、高级讲师代亚鸽,围绕建设和使用智慧课程的能力,对学院全体教师进行了本科智慧课程建设培训,并结合软件工程专业的特点,就建设智慧化专业课程和建设专业知识图谱做了深入交流。
国际教育学院是从2022年初开始以软件工程专业为突破口,开始探索知识图谱建设。在学院指导下,各专业课教师克服重重困难,从无到有,摸索试验,经过不断设计、修改、完善,初步完成了专业课程系统化图谱设计。院长王保宇介绍说,这个系统化图谱体系的整体构想就是“将传统课程体系升级为具有认知延展性和实践驱动力的新型架构,建立从知识到能力贯通的数智化育人系统。”
目前已建立的这个系统化图谱在每门课程中包含了知识、能力、素养三项可视化内容,相互关联,彼此融合,层层递进。
——知识图谱引领。学院打破传统课程壁垒,按照"知识元-知识链-知识面-知识空间"四阶递进架构,抽取课程核心知识元,形成跨课程的知识链网络,构建覆盖软件工程全生命周期的知识面,最终形成具备认知推理、规律辨识和衍生拓展功能的立体知识空间。
——能力图谱激活。以"产、学、研、赛"四维联动,将企业真实项目、科研课题、学科竞赛与教学场景有机融合,打造阶梯式能力培养路径。学院在专业课程中嵌入“学科竞赛多维评价管理系统”“中药丸剂数字孪生生产线系统”“智能制造平台”等十多个真实科研项目,作为课程教学的实践载体,使抽象素养目标转化为可观测、可培育的行为标准。学生通过参与真实项目,在自主探索中实现知识汲取、技术攻关到创新应用的能力跃迁。
——素养图谱强化。学院具象化设计学生素养达成,通过解构育人目标和"厚德、博学、笃行、自强"校训,建立涵盖数字伦理、个人修养、团队协作、创新能力、家国情怀等12个素养维度的评价模型。
教师李福荣说:“可视化知识图谱的构建,将零散的知识点串联成有机整体,不仅帮助学生快速把握课程脉络,更能激发学生探索关联知识的主动性。这种教学模式既盘活了教学资源,又培养了学生的系统性思维与创新能力,为高校教学注入了数字化活力。”
学院将图谱体系与智能教学系统实现动态关联,形成"知识奠基-能力转化-素养内化"的育人闭环,建立起全新的软件工程专业产教融合课程体系。
模型牵引:学生学习生态的重塑
作为软件工程专业知识图谱建设项目的主持人,副院长李景富每天来到办公室,就会打开智能教学系统,了解学生最新学情。这个系统是学院依托教师知识图谱建设和学生学习行为数据自主开发的,系统平台上,学生学习过程及其表现一览无余。
在构建课程知识图谱的过程中,学院始终贯彻“以学生为主体”理念,努力塑造数字化学习新生态。他们汇集软件工程专业核心竞争力要素,构建“专业领域-学习者-教学”三维模型,即:软件工作专业领域模型,提炼“创新应用、团队协作、持续学习”等工程能力框架;学习者模型,动态追踪学生知识掌握度、学习行为轨迹及兴趣偏好;教学模型,聚焦“技术训练-问题解决”双主线,涵盖编程语言、软件架构等技术知识体系,以及复杂工程问题诊断与解决能力培养路径,明确“学生主学能力、教师主教方法”的核心靶点。
围绕三维模型,学院开发出智能教学系统,通过API接口集成多源数据与算法模块。系统基于用户画像实时优化推荐策略,动态生成个性化学习计划,精准推送微课资源、项目案例及薄弱点强化训练。课程管理、学习记录、进度提醒等功能模块,将传统单向教学升级为“数据感知-动态调整-即时反馈”的闭环学习体验。李景富说:“教师根据学生学习记录和完成情况,数字化呈现学生学习成效,针对性地弥补学生掌握不牢固的知识点,做到有的放矢。”
在知识图谱和智能教学系统的双向加持下,学生感受到了新的学习生态带来的驱动。软件工程专业张文雪同学说:“能清楚看到自己在不同时间参与随堂练习的情况,了解自己学习的时间分布和进度,方便回顾学习历程,比如可以知道自己在哪个时间段学习积极性较高,哪些时间段有所松懈。”软件工程专业陈慧芯同学说:“参与随堂练习都能获得相应积分,看到积分不断增加,会有成就感,从而更有动力投入学习。”
学生学习生态的重新构建,效果逐步显现。近三年,学院学生在互联网+、挑战杯、计算机设计、CCPC、天梯赛、工程实践与创新能力等学科竞赛中累计获国家级、省级奖项200余项。学生学术探索内驱力和系统设计、算法优化高阶能力提升突显。
数智驱动:教与学的双向提升
以课程知识图谱集群建设为基础,以智能教学系统为辅助,国际教育学院积极探索“学-教-管"三位一体数智化育人体系,实现教育全流程重构和育人方式改革,促进了教与学的双向提升。
体系以“学习过程可视化、教师教学数据化、管理服务具象化”为核心,通过智能平台实时采集学习轨迹、项目参与度等20余项行为数据,构建个性化学习画像;教师端集成课堂互动、作业批改等教学数据流,实现精准学情诊断;管理端将培养目标拆解为可量化指标,形成动态监测仪表盘。
体系基于学生学习行为大数据,建立"预警-干预-反馈"联动机制,运用机器学习算法识别学业滞后、心理波动等风险信号,触发分级预警与精准帮扶;开发智能答疑引擎,通过知识图谱关联实现问题秒级响应。同时,构建过程性评价模型,从代码规范度、系统设计能力等维度动态评估学习成效,打造"目标设定-数据采集-效果评估"的螺旋式优化闭环。同时,构建过程性评价模型,从代码规范度、系统设计能力等维度动态评估学习成效,将学生成长数据反向输入培养方案修订,实现教学质量持续提升。
承担《软件工程导论》和《软件项目管理》两门课程的邱栋老师说:“可视化、数据化、具象化的数智体系,有助于为学生规划清晰的学习路线,并能为学生查缺补漏,有效地提升了教学效果。”
近年来,这个学院先后有王艺均、刘霜、辛笑阳、张星宇等百余名学生被上海大学、江南大学、青岛大学、桂林电子科技大学、昆士兰大学、印度迈索尔大学等国内外知名高校录取为硕士博士研究生,录取数量、录取院校排名情况逐年提升;刘斌权、杨世栋、张长江等200余名学生在软通动力技术服务有限公司、浙江华睿科技股份有限公司、鸿富锦精密电子(成都)有限公司等知名企业就业,实现高品质就业,专业影响力和社会美誉度得到提升。
学院党委书记王卫华说:“知识图谱应用和人才培养模式目前已与我校相关学院初步达成经验推广应用合作意向,下一阶段,我们还将进一步优化问题图谱和思政图谱,让这个体系更加完善。”
教研并重:教学改革成果丰硕
在数字化转型的路上,国际教育学院通过不断探索和深化课程内涵建设,不仅构建出软件工程专业知识图谱集群,也取得了数字化教学实践和科研上的可见性成果。软件工程专业《软件项目管理》《软件开发框架》两门课程先后获批省级一流课程,《数据库原理及应用》获批河南省本科高校研究性教学示范课程,《基于LabVIEW的智能终端微程序与服务器端程序数据通信》获批省级虚拟仿真实验项目。学院教师编著的《大学计算机应用基础案例教程》《网络工程案例教程》《数据库应用技术(SQL Server版)》被评为省级规划教材。
此外,《面向产教融合的新工科专业教学过程智能规划方法研究》《知识图谱赋能软件工程专业教育教学数智化综合改革创新研究》获得省级教改项目立项,《AI赋能研究性教学模式创新与实践-以<数据库>为例》、《“工匠精神”背景下的<软件开发框架>课程思政建设》、《基于EIP-CDIO理念的<网络与通讯>课程实践教学体系的构建和实施》等5项目获得学校立项。教师参与省级教学技能竞赛获一等奖2项,省级课堂教学创新大赛获一等奖1项,二等奖1项,教育厅举办的教育教学信息化交流活动先后有《TCP 协议下 Socket 编程》微课、《工作区网络故障检测与排查》课例获三等奖2项。
(撰稿:李景富 初审:邱栋 复审:王保宇 终审:王卫华)