摘要：本文提出了應(yīng)從學(xué)生軟件工程能力和軟件工程素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)要求進(jìn)行總體規(guī)劃，并就軟件工程能力要求、軟件工程實(shí)踐教學(xué)對(duì)環(huán)境的特殊要求，以及軟件工程實(shí)踐教學(xué)的組織和實(shí)施進(jìn)行了一定的探討。從實(shí)施效果證明其有效性。

關(guān)鍵詞：軟件工程能力；軟件開發(fā)過程；實(shí)踐環(huán)境；團(tuán)隊(duì)協(xié)作

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 22-0126-03

1引言

軟件工程實(shí)踐教學(xué)既指軟件工程系列課程的實(shí)踐教學(xué)，也指軟件工程專業(yè)學(xué)生的軟件工程能力和軟件工程素質(zhì)培養(yǎng)方面的實(shí)踐教學(xué)。軟件工程系列課程的實(shí)踐教學(xué)包括需求分析實(shí)踐教學(xué)、軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)、軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)、人機(jī)交互實(shí)踐教學(xué)、軟件測(cè)試實(shí)踐教學(xué)等。軟件工程的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)可以分為兩部分：程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)和軟件工程能力與素質(zhì)培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)。

程序設(shè)計(jì)能力、軟件工程能力和軟件工程素質(zhì)這三者既具有各自的內(nèi)涵，又相互聯(lián)系。程序設(shè)計(jì)能力包括編程能力和程序設(shè)計(jì)規(guī)劃能力。一個(gè)不會(huì)編程序的人很難體會(huì)到編程的艱難，自然難以產(chǎn)生為什么要學(xué)習(xí)軟件工程和運(yùn)用軟件工程知識(shí)的欲望。如果一個(gè)軟件開發(fā)人員只能會(huì)編程序，不會(huì)在軟件開發(fā)過程中運(yùn)用軟件工程的原理和方法作指導(dǎo)，不會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的軟件開發(fā)人員。所以培養(yǎng)學(xué)生軟件工程能力是培養(yǎng)學(xué)生軟件開發(fā)能力的自然延伸。在學(xué)生軟件工程能力培養(yǎng)過程中，通過軟件工程知識(shí)的掌握和軟件工程知識(shí)的運(yùn)用，來領(lǐng)會(huì)軟件工程的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生軟件工程的素質(zhì)。因此，在軟件工程專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)過程中，一定要對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和軟件工程能力的培養(yǎng)進(jìn)行綜合規(guī)劃，既要考慮階段性，又要考慮軟件工程知識(shí)和軟件工程實(shí)踐引入的時(shí)機(jī)，使學(xué)生在提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)過程中逐步培養(yǎng)學(xué)生軟件工程能力，在軟件工程能力培養(yǎng)過程中，升華學(xué)生軟件開發(fā)能力，逐步養(yǎng)成良好的軟件工程素質(zhì)。

2004年以來，我們遵循這樣一種指導(dǎo)思想，對(duì)我校軟件工程專業(yè)學(xué)生的軟件工程實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了一定的探索，取得了一定的效果。

2軟件工程實(shí)踐能力培養(yǎng)規(guī)劃

軟件工程能力培養(yǎng)不是靠一兩門課程來達(dá)到的，它同樣是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要周密計(jì)劃，穩(wěn)步實(shí)施。我們的基本策略是由淺入深，步步提高，通過加大編程的量來提高編程的難度，在難度中尋求降低難度的方法，適時(shí)引入軟件工程的原理和方法，并通過“項(xiàng)目”和“團(tuán)隊(duì)”軟件開發(fā)來加深對(duì)軟件工程的認(rèn)識(shí)，從中領(lǐng)悟軟件工程的內(nèi)涵。

我們對(duì)軟件工程專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)進(jìn)行了四年規(guī)劃：第一學(xué)年解決基本的程序設(shè)計(jì)問題，使學(xué)生能夠編寫并調(diào)試出150行源代碼程序。第二學(xué)年基本解決程序設(shè)計(jì)問題，能夠用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，按照基本的軟件開發(fā)過程開發(fā)出一個(gè)功能齊全的單機(jī)應(yīng)用程序，并具有一定實(shí)用性。基本能夠編寫出從軟件計(jì)劃到軟件確認(rèn)測(cè)試的全部文檔，包括技術(shù)文檔和過程管理文檔。第三年全面學(xué)習(xí)軟件工程的知識(shí)，并按照軟件工程過程開發(fā)出基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。第四年通過課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)能力和軟件工程知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3軟件工程實(shí)踐能力培養(yǎng)實(shí)施

基本的程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)可以通過課程實(shí)驗(yàn)和基本的課程設(shè)計(jì)來實(shí)施。在能力培養(yǎng)規(guī)劃中，我們用高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程來完成。而對(duì)于軟件工程能力培養(yǎng)需要特定的環(huán)境和過程。

3.1軟件工程基本能力

軟件工程基本能力包括：

(1) 軟件工程過程能力。無論采用何種軟件生存周期模型，都可以把一個(gè)開發(fā)周期分成若干個(gè)具有里程碑的階段。每個(gè)階段都有明確的輸入和輸出，輸出必須通過文檔的形式進(jìn)行完整描述，而且其輸出是可驗(yàn)證的。對(duì)于學(xué)生而言，要培養(yǎng)軟件過程能力，必須經(jīng)歷一個(gè)從任務(wù)接收到交出軟件的完整過程。并且知道每個(gè)階段的任務(wù)是什么，需要編寫那些文檔，每個(gè)階段任務(wù)完成的標(biāo)志是什么。

(2) 文檔編寫能力。軟件工程過程的每個(gè)階段都以文檔作為輸入，也以文檔作為輸出。在軟件開發(fā)過程中，編寫文檔的時(shí)間要比編寫程序代碼的時(shí)間長得多。學(xué)生必須具備文檔編寫的能力，即每個(gè)階段應(yīng)有那些文檔，文檔的內(nèi)容、格式、文檔描述語言(文檔核心內(nèi)容的描述工具，如圖形符號(hào)、表格等)，會(huì)使用文檔描述語言有針對(duì)性地描述應(yīng)用實(shí)例。

(3) 團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力在軟件工程能力中是最核心的能力。一個(gè)軟件項(xiàng)目不可能由一個(gè)人從頭到尾獨(dú)立完成，需要多人合作完成。一個(gè)軟件項(xiàng)目組的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力如何，將直接影響著軟件項(xiàng)目的進(jìn)度、效率和質(zhì)量。

軟件工程的實(shí)質(zhì)是在規(guī)定的時(shí)間和成本范圍內(nèi)開發(fā)出用戶可接受的軟件產(chǎn)品。在學(xué)生軟件工程能力培養(yǎng)過程中，雖然沒有軟件成本的約束，但可以規(guī)定時(shí)間約束和質(zhì)量保證措施。因此，軟件工程能力培養(yǎng)必須在特定的環(huán)境下進(jìn)行，否則這種能力培養(yǎng)達(dá)不到應(yīng)有的效果。

3.2軟件工程能力培養(yǎng)環(huán)境

根據(jù)對(duì)軟件工程能力培養(yǎng)的要求，我們將軟件工程能力培養(yǎng)的環(huán)境設(shè)定為：

(1) 選定合適的軟件項(xiàng)目。該軟件項(xiàng)目必須來自現(xiàn)實(shí)社會(huì)，具有真實(shí)感，避免學(xué)生作業(yè)性質(zhì)的題目。完成項(xiàng)目所需的軟件開發(fā)工作量符合教學(xué)要求，能夠在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成，但學(xué)生必須通過緊張的工作才能完成，不能很輕松地完成。

(2) 學(xué)生必須按照一定的組隊(duì)原則組成項(xiàng)目組。項(xiàng)目組內(nèi)按軟件開發(fā)階段和任務(wù)劃分設(shè)置若干個(gè)崗位，分工明確、各負(fù)其責(zé)，又互相協(xié)作。

(3) 文檔有規(guī)定的模版。文檔必須有一定的格式和內(nèi)容要求。文檔的模板體現(xiàn)文檔的規(guī)范性，避免文檔的隨意性。

(4) 學(xué)生必須按照軟件公司的工作方式進(jìn)行正常的上下班制。使學(xué)生真正體驗(yàn)一個(gè)真正的軟件公司是如何開展工作的。

沒有上述環(huán)境，軟件工程過程能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力很難體現(xiàn)出來。在一般的學(xué)校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，難以構(gòu)造這樣的環(huán)境。

3.3軟件工程實(shí)踐能力培養(yǎng)實(shí)施

根據(jù)調(diào)研，我們選擇四川某信息技術(shù)實(shí)訓(xùn)公司作為實(shí)習(xí)基地。該公司是原拓普公司下屬軟件公司，通過了CMM三級(jí)認(rèn)證，形成了規(guī)范化的軟件開發(fā)流程和規(guī)范化的軟件過程管理機(jī)制，具有進(jìn)行軟件人才培訓(xùn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，2003年以來，該公司以原四川托普公司的軟件項(xiàng)目資源為素材，經(jīng)過提煉后作為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，為軟件企業(yè)提供軟件人才培訓(xùn)服務(wù)。該公司提供的軟件人才培訓(xùn)服務(wù)與我們所期望的軟件工程能力和素質(zhì)培養(yǎng)具有很大的吻合性，但與我們對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)要求又有一定的差距，主要表現(xiàn)在：

(1) 項(xiàng)目組的組織。該公司將實(shí)訓(xùn)學(xué)生劃分成一個(gè)一個(gè)的項(xiàng)目組，按照軟件項(xiàng)目開發(fā)的組織形式進(jìn)行組織和管理，這是值得肯定的一面。但每個(gè)組至少15人，有的甚至多達(dá)20人。對(duì)于在校大學(xué)生，要從這些學(xué)生中挑選一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，要對(duì)每個(gè)人設(shè)置不同的崗位，把崗位和職責(zé)緊密結(jié)合起來，達(dá)到相互協(xié)調(diào)和配合，是很困難的，可能造成一部分學(xué)生沒事干或干事太少，達(dá)不到培訓(xùn)的目的，這也不太符合軟件工程原理中相關(guān)項(xiàng)目組組成對(duì)人數(shù)的要求，最好遵循7±2的原理。經(jīng)過協(xié)商，項(xiàng)目組以7～9人為宜。人太多，組織和協(xié)調(diào)困難；人太少，要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)同樣有困難。后來的實(shí)踐證明，這樣的分組，在項(xiàng)目中每個(gè)實(shí)訓(xùn)的學(xué)生都有明確的職責(zé)和任務(wù)，工作量非常飽滿，任何一個(gè)學(xué)生不努力或不配合，都可能導(dǎo)致任務(wù)完成得遲后。對(duì)7個(gè)學(xué)生的項(xiàng)目組與9個(gè)人的項(xiàng)目組相比，其進(jìn)度有明顯的差異。

(2) 軟件開發(fā)過程的劃分。在學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中不太注意過程的管理，一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)書下達(dá)后，只進(jìn)行最后的驗(yàn)收，沒有明顯的里程碑階段劃分。而學(xué)生的軟件工程能力最重要的是體現(xiàn)在軟件工程過程的組織、管理和控制的能力，必須具有里程碑階段的劃分，通過里程碑階段任務(wù)結(jié)束、階段成果審查和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)來體現(xiàn)軟件工程過程管理對(duì)于軟件質(zhì)量保證的重要性，使學(xué)生明白軟件質(zhì)量不是通過測(cè)試來保證的，而是通過確保軟件工程過程每一步的質(zhì)量來保證，軟件需求分析和設(shè)計(jì)是軟件質(zhì)量保證的最關(guān)鍵步驟。因此在實(shí)訓(xùn)過程中，里程碑階段的劃分和階段成果驗(yàn)收是保證學(xué)生軟件工程實(shí)訓(xùn)質(zhì)量的基礎(chǔ)。通過相互協(xié)商，我們把軟件開發(fā)過程分成三個(gè)里程碑階段：需求分析階段、概要設(shè)計(jì)階段和最后驗(yàn)收階段。每個(gè)階段結(jié)束后都應(yīng)有關(guān)鍵性的階段報(bào)告，并且對(duì)階段成果要進(jìn)行討論和評(píng)審，基本通過后才能進(jìn)行下一階段的工作。通過軟件過程的管理讓學(xué)生真正知道軟件工程的本質(zhì)是什么。

(3) 軟件工程能力培訓(xùn)的步驟。公司原來只考慮對(duì)學(xué)生進(jìn)行1次培訓(xùn)，安排在大三結(jié)束時(shí)。我們認(rèn)為，軟件工程能力和素質(zhì)的培養(yǎng)需要一個(gè)比較長的時(shí)間，靠非常短暫的時(shí)間來達(dá)到培養(yǎng)的目標(biāo)是不現(xiàn)實(shí)的。所以我們計(jì)劃進(jìn)行兩次軟件工程實(shí)訓(xùn)。第四學(xué)期安排2個(gè)學(xué)分的軟件工程課程學(xué)習(xí)，期末組織第一次軟件工程實(shí)習(xí)，實(shí)訓(xùn)題目是“綜合程序設(shè)計(jì)與軟件工程初步實(shí)習(xí)”，即在學(xué)生具備一定程序設(shè)計(jì)能力基礎(chǔ)上，以綜合程序設(shè)計(jì)為內(nèi)容，通過引入軟件工程知識(shí)和軟件開發(fā)過程管理，讓學(xué)生體會(huì)真正的軟件開發(fā)是怎么回事。盡管學(xué)生對(duì)按軟件工程要求進(jìn)行軟件開發(fā)還很不習(xí)慣，但通過這樣一個(gè)過程使他們認(rèn)識(shí)到軟件開發(fā)不是只寫代碼，必須按照一定的過程和規(guī)范一步一步地進(jìn)行，否則不能達(dá)到預(yù)想的目標(biāo)。在第三學(xué)年引入更多的軟件工程類課程，學(xué)習(xí)更多的軟件工程知識(shí)，再進(jìn)行第二次軟件工程實(shí)習(xí)，使學(xué)生更自覺地運(yùn)用軟件工程的知識(shí)進(jìn)行軟件開發(fā)的嘗試。

3.3實(shí)施效果

通過對(duì)2004、2005、2006、2007年暑假的軟件工程實(shí)習(xí)的跟蹤，帶隊(duì)老師與實(shí)訓(xùn)公司的不斷交流與協(xié)商，公司按照實(shí)習(xí)的上述相關(guān)要求和規(guī)范的軟件開發(fā)過程組織實(shí)習(xí)，達(dá)到了預(yù)期的效果。主要表現(xiàn)為：

(1) 使學(xué)生深深認(rèn)識(shí)到軟件開發(fā)并不只是編程序。我們每次安排實(shí)習(xí)時(shí)間4周，其中在學(xué)校準(zhǔn)備1周，給學(xué)生補(bǔ)充一些在實(shí)習(xí)過程中可能要用到的知識(shí)；在實(shí)訓(xùn)公司實(shí)習(xí)兩周，第四周進(jìn)一步完善在公司的實(shí)習(xí)內(nèi)容。在公司的實(shí)習(xí)的兩周共10個(gè)工作日中，理論和規(guī)范講解1天，軟件計(jì)劃、需求分析和總體設(shè)計(jì)一般需要4～5天，編碼和測(cè)試3～4天，驗(yàn)收1天。由于我們?cè)趯W(xué)生入學(xué)后的頭兩個(gè)年狠抓了學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，學(xué)生編程基礎(chǔ)好，程序設(shè)計(jì)已不是大問題，所以重點(diǎn)放在軟件開發(fā)的規(guī)劃、需求分析和方案設(shè)計(jì)方面。最后驗(yàn)收的講評(píng)重點(diǎn)也放在需求分析和設(shè)計(jì)方面暴露的問題(一般列出的功能要求都能實(shí)現(xiàn))。由于學(xué)生非常看重講評(píng)的結(jié)論和效果，這樣的講評(píng)能對(duì)學(xué)生理解軟件工程收到很好的效果。

(2) 對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作有了深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)任何一個(gè)項(xiàng)目組，如果同學(xué)之間不能很好地協(xié)調(diào)合作，不僅能影響進(jìn)度，而且影響軟件質(zhì)量。在時(shí)間受限的情況下，同學(xué)之間會(huì)主動(dòng)協(xié)調(diào)相互之間的關(guān)系。如果有同學(xué)不能很好地與他人合作，項(xiàng)目組會(huì)主動(dòng)進(jìn)行解決。曾經(jīng)有同學(xué)不習(xí)慣且不愿意與項(xiàng)目組協(xié)調(diào)，項(xiàng)目組同學(xué)要求從項(xiàng)目組開除該學(xué)生。最后該同學(xué)認(rèn)識(shí)到協(xié)同合作的重要性，表示愿意積極配合。在學(xué)生實(shí)習(xí)總結(jié)中認(rèn)識(shí)最深刻的就是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。

(3) 對(duì)軟件過程管理有了深刻的認(rèn)識(shí)。軟件過程管理對(duì)軟件質(zhì)量的影響是顯而易見的，在課堂上重復(fù)10遍也不會(huì)收到好的效果。但通過階段驗(yàn)收和最后驗(yàn)收和評(píng)審，把驗(yàn)收質(zhì)量與項(xiàng)目組的成績及成績分布掛起鉤來，特別是最后的規(guī)范化的驗(yàn)收，軟件過程管理中出現(xiàn)的問題就會(huì)暴露出來。曾經(jīng)有一個(gè)組在軟件開發(fā)過程中各方面的工作都作得很好，但在最后驗(yàn)收過程中，因軟件版本拷貝出了問題，軟件演示的程序不是最終版本，而是一個(gè)中間版本，出了部分質(zhì)量上的問題，最后的驗(yàn)收結(jié)論是“原則通過”，分配各種檔次成績的比例明顯偏低。驗(yàn)收后，該組學(xué)生集體抱團(tuán)痛哭一場(chǎng)。此情此景足以說明軟件過程管理的重要性，任何一個(gè)環(huán)節(jié)不按規(guī)范辦事，都會(huì)出現(xiàn)意想不到的問題。

4結(jié)束語

軟件工程能力和軟件工程素質(zhì)培養(yǎng)是軟件工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求。軟件工程能力培養(yǎng)和軟件工程素質(zhì)培養(yǎng)所需要的實(shí)踐環(huán)境與一般的課程實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)相比，具有其特殊性。如何構(gòu)造實(shí)踐環(huán)境，讓學(xué)生在環(huán)境中去感受和體會(huì)軟件工程的內(nèi)涵，具有重要的意義。軟件工程實(shí)踐在時(shí)間受限、項(xiàng)目組規(guī)模恰當(dāng)和管理規(guī)范的條件下，可以得到更好的效果。

作者簡介

周榮輝(1953-)，西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，長期參與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和軟件工程專業(yè)建設(shè)。