智慧课程| 智构三阶,开源协同:《软件工程》课程“师-生-机”共筑的智慧实践生态

智慧课程案例：青岛城市学院 -《软件工程》

青岛城市学院《软件工程》课程始建于2004年，2006年面向计算机工程学院学生开设，2025年获评山东省首批智慧课程。在教育部“101计划”与山东省“111计划”引领下，《软件工程》课程积极响应新时代软件工程人才培养需求，以开源协作、DevOps、智能化开发为特色，构建“系统能力-创新实践能力-复杂问题解决能力”三阶能力培养体系。教学团队始终坚持以“以学生为中心”，秉持“智构三阶，开源协同”理念，创新“智慧实践生态”，“以学习成果为导向”的理念，通过线上线下混合式教学，实现“学-练-创”闭环。核心目标在于提升学生系统思维、创新实践与解决复杂问题的能力。设计上，依托GitHub等平台，整合跨校资源，构建模块化案例库，形成“师-生-机”协同进化共同体，共筑智慧实践生态，培养新时代高素质软件工程人才。

课程架构图

课程门户

教学结构创新：图谱赋能重构课程知识体系

通过构建知识图谱、问题图谱、能力图谱及课程思政图谱，深度赋能并重构了课程知识体系。图谱群深度覆盖了软件开发全生命周期，从需求分析、设计、编码、测试到维护，每一环节都详尽无遗。知识图谱以开源协作、DevOps、智能化开发为核心节点，系统梳理了软件工程的关键知识点，形成模块化、层次化的知识结构，助力学生构建完整的知识框架。问题图谱则聚焦于软件工程实践中的复杂问题，通过提炼典型问题场景，引导学生分析问题、设计解决方案，培养其复杂问题解决能力。能力图谱明确“系统能力-创新实践能力-复杂问题解决能力”三阶能力培养路径，将知识学习与实践应用紧密结合，确保学生能力逐级提升。思政图谱融入工程伦理、团队协作等思政元素，通过案例分析、角色扮演等形式，引导学生树立正确的价值观与职业观。四大图谱协同作用，不仅丰富了课程内容，更提升了课程的深度与广度，为“师-生-机”共筑的智慧实践生态提供了坚实的支撑。

知识图谱

能力图谱

问题图谱

课程思政图谱

地图图谱

教学范式创新：重构线上线下互补融合的教学场景

本课程积极构建智慧实践生态，通过重构线上平台与线下教学，打造出互补融合新教学场景。线上，依托超星学习通等平台，完成了丰富的课程资源建设，任课教师能够实时发布学习任务，开展预习、课前测试等活动，不仅有效解决了线下学时不足的问题，还实现了“一生一案”的个性化自主学习，培养了学生的自主学习能力。线下教学则采用“翻转课堂+项目工坊”的双轨模式，确保了线上线下学习的无缝衔接与优势互补。例如，在编码实现章节中，学生先在线上完成基础知识学习和测试，筑牢基础；随后在线下参与“项目工坊”+“代码重构擂台赛”等活动，通过实践深化理解。任课教师则基于SonarQube静态分析结果，现场分享代码优化策略，帮助学生提升编程技能与问题解决能力。该教学模式不仅提升了学生的系统思维、创新实践与复杂问题解决能力，更为新时代高素质软件工程人才的培养奠定了坚实基础。

课程统计和授课场景图

工具应用创新：构建“师-生-机”协同进化共同体

在“师-生-机”三元互动中，任课教师担任“学习脚手架搭建者”，把控教学方向，聚焦学生的思维盲区，开展线下研讨活动。智能系统充当学生学习的认知伙伴，借助 GitHub Copilot实时提供编码推荐，运用Jira看板追踪项目进度，形成“人机协同”的问题解决闭环。让学生组建项目组，依托智慧平台实现“需求-开发-应用-反馈”的快速迭代进化。每月组织一次“AI+教育”沙龙，激发学生利用智能工具辅助项目开发的热情。

实时编码推荐

Jira看板项目进度追踪

课程突破预设教案框架，采用“问题驱动-迭代生成”方式。任课教师仅提供基于知识点的问题逻辑文档，学生通过自动化构建工具的实践，经过多次迭代不断发现问题、思考问题、解决问题。例如，在面向对象需求分析阶段，通过DeepSeek等大语言模型基于用户需求的迭代,多次生成PlantUML代码，基于该代码在UML Editor中智能生成相应UML模型图。教师在此过程中扮演“认知教练”角色，课程最终产出了包含需求分析文档、测试用例库、缺陷修复日志的“生成式知识包”，经教学团队教师审核后沉淀为课程资源，形成“学习-创造-共享”的良性循环。

大模型生成PlantUML代码

智能生成相应UML模型图

资源服务创新：融合生成式资源，构建“开源+群智+AI”的模式

1.生成式资源的应用与整合

在编码过程中利用GitHub Copilot等代码生成工具，为学生提供实时的代码生成建议。这些工具能够根据学生的输入，智能生成符合规范的代码片段，大大提高了学生的编程效率和代码质量。此外，还整合了丰富的在线视频教程、交互式学习材料和虚拟实训项目等生成式资源，形成了多元化的教学资源库。这些资源既涵盖基础理论，又涉及了最新技术动态和实践案例，为学生提供了全方位的学习支持。

平台资料库

2.开源+群智+AI三方融合与应用

本课程也融合了“开源+群智+AI”的模式。开源方面，整合GitHub等平台资源，引入工业级代码案例，让学生接触真实项目，掌握开源协作、版本管理等技能。群智方面，依托“101计划”虚拟教研室，加入跨校“虚拟开发者社区”，模拟开源社区协作模式，让学生跨团队贡献代码、文档，培养群智协同能力。人工智能方面，利用AI技术重构教学内容，集成代码生成、缺陷检测等工具，构建智能工厂，实时提供实践指导；通过智能分析学生学习数据，生成个人能力画像，实现个性化学习路径推荐，精准提升学生能力。

结语

智构三阶，开源协同,“师-生-机”共筑的智慧实践生态教学显著提升了教学成效，学生不仅理论知识扎实，实践与创新能力也大幅增强。通过智慧化教学手段，实现了教育理念与目标的深度融合、教学内容与平台智慧化升级、教学过程智慧化重构以及考核评价体系的智慧化创新。

以学生为中心，利用AI工具提升实践效率，整合富媒体资源丰富教学内容，搭建多元化教学场景促进互动协作，并推动教师向“双师双能型”转型，全面提升教学质量。同时，此案例为兄弟院校提供了可借鉴的教学模式和方法，通过共享课程资源、开源教学平台和工具链，以及开展培训与指导，有助于推动软件工程教育质量的整体提升，促进教育协同发展。