摘要：隨著軟件工程專業(yè)的出現(xiàn)，高校中計(jì)算機(jī)專業(yè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程“軟件工程”的教學(xué)面臨著更多的挑戰(zhàn)。本文討論該課程的教學(xué)中出現(xiàn)的典型問題和解決辦法。在分析該課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，指出必須面向需求、突出重點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)例，提出了一個(gè)面向普通高校、針對不同地區(qū)特點(diǎn)的軟件工程課程的教學(xué)方案，并與SWEBOK2004進(jìn)行了對比和分析。

關(guān)鍵詞：軟件工程；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)實(shí)踐；SWEBOK

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 20-0029-03

“軟件工程”課程在國內(nèi)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及國際上2001年的計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)體系(IEEE CC2001)中都是不可或缺的核心專業(yè)知識課程，其主要內(nèi)容也是2004年由IEEE-CS/ACM/AIS建議的計(jì)算科學(xué)教學(xué)體系的關(guān)鍵知識域(CC2004)。近年來，軟件工程的知識已經(jīng)成熟和系統(tǒng)化，足以構(gòu)成一個(gè)專業(yè)的知識體系，在國內(nèi)外大學(xué)的計(jì)算學(xué)科下面相繼出現(xiàn)了“軟件工程專業(yè)”。在這種情況下，傳統(tǒng)的“軟件工程”課程出現(xiàn)的新老問題更加凸顯，急需高校、特別是我國普通高等院校探討，盡快地提出解決問題的途徑和辦法。

1 “軟件工程”的教學(xué)難點(diǎn)

“軟件工程”課程的內(nèi)容廣博，涉及軟件開發(fā)的基本概念、原理、過程、方法、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、管理和工具等廣泛的技術(shù)與管理知識。作為一門課程，“軟件工程”所包含的知識面面具到，卻又難以深入。由于課程內(nèi)容不如數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，不如編程具體，不如數(shù)據(jù)庫實(shí)用，不如圖形學(xué)生動，加之學(xué)生基本上沒有參與過大型軟件開發(fā)的實(shí)踐，這就使得學(xué)生難以在一個(gè)學(xué)期就深入理解軟件工程中龐雜、抽象的內(nèi)容。在傳統(tǒng)的考試方式下，學(xué)生只能死記硬背，使得“軟件工程”課程變成了“第二政治課”。此外，由于軟件工程的理論和技術(shù)發(fā)展迅速，教材總是跟不上技術(shù)的發(fā)展；如果教師缺乏理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)就變得更加困難。

自2002年起，“軟件工程”在全國35所學(xué)校成為一個(gè)專業(yè)之后，龐大復(fù)雜的“軟件工程”從一門課程變成了一系列課程，知識的傳授相對容易起來?？墒菍ζ渌鼘I(yè)而言，則又面臨新的問題：如何在學(xué)時(shí)不變甚至減少的條件下，把一個(gè)專業(yè)的知識濃縮在一門課程中，完整而有效地傳授給學(xué)生。

2 “軟件工程”課程之管見

“軟件工程”研究的是如何系統(tǒng)地構(gòu)造軟件的知識，是計(jì)算學(xué)科中唯一涉及管理學(xué)的課程，內(nèi)容獨(dú)特，不可或缺。2004年IEEE和ACM的聯(lián)合公布的軟件工程知識體系(SWEBOK04)將其內(nèi)容概括為十個(gè)知識域，每個(gè)知識域又分若干子域，每個(gè)子域分為若干知識點(diǎn)，等等。SWEBOK04的出現(xiàn)標(biāo)志著軟件工程知識的成熟和一門專業(yè)的誕生。

筆者根據(jù)對軟件工程的多年研究、對該課程的中英文教學(xué)，以及給二學(xué)位本科和研究生講授“軟件設(shè)計(jì)方法”、“組件開發(fā)技術(shù)”、“軟件體系結(jié)構(gòu)”、“軟件項(xiàng)目管理”等相關(guān)課程的經(jīng)歷，認(rèn)為根本不可能在一門課程中把軟件工程的所有知識都讓學(xué)生掌握！前人嘗試的結(jié)果導(dǎo)致了無論是教材、還是教學(xué)，都只能是走馬觀花、蜻蜓點(diǎn)水，造成教與學(xué)的困惑。SWEBOK04及其教學(xué)指南提出了軟件工程的基本知識范圍，卻沒有明確規(guī)定教學(xué)的詳細(xì)程度，允許靈活掌握。作為一門課程，我們應(yīng)該、而且必須結(jié)合實(shí)際、面向需要，合理地取舍傳授知識的寡眾與深淺。

事實(shí)上，國內(nèi)外的經(jīng)典與新近出版的“軟件工程”課程的教材基本上都可以覆蓋要求的知識內(nèi)容。但是，在選材的深度與廣度、知識的更新以及組織方面有明顯的側(cè)重。以軟件分析與設(shè)計(jì)為例，有些教材注重知識的全面性，把結(jié)構(gòu)化方法與面向?qū)ο蠹夹g(shù)并重地講解(如Pressman的最新版本，國防科大齊治昌、譚慶平和寧洪的教材)；有些教材只講最新穎、更實(shí)用的基于UML的面向?qū)ο蠼７椒?作者如Sommerville，清華大學(xué)的孫家廣與劉強(qiáng))。

我們認(rèn)為，“軟件工程”作為一門課程是計(jì)算學(xué)科的入門課，可以借鑒管理學(xué)科，將其稱之為“軟件工程導(dǎo)論”或“軟件工程概論”。區(qū)分對待SWEBOK04中的知識點(diǎn)，確定出了解、理解和掌握等不同程度的教學(xué)要求。下面就結(jié)合實(shí)例介紹一個(gè)具體的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施。

3 “軟件工程”課程教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)設(shè)計(jì)

3.1背景

筆者所在大學(xué)是一所省屬綜合性大學(xué)，界于教學(xué)型與研究型大學(xué)之間，目前更偏重于教學(xué)型。畢業(yè)生多數(shù)在省內(nèi)、特別是在青島工作。自2003年起青島市把軟件列為優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)扶持軟件外包、信息家電等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。我校是全國35所成立了軟件學(xué)院的院校之一，負(fù)責(zé)培養(yǎng)軟件工程專業(yè)的本科學(xué)生。工程碩士的培養(yǎng)仍由筆者所在的信息工程學(xué)院負(fù)責(zé)。

我院最近5年的考研率在20%左右，大多數(shù)本科生畢業(yè)后面臨就業(yè)問題。除升學(xué)與出國外，我院近80%學(xué)生的就業(yè)去向包括：軟件企業(yè)、非軟件企業(yè)、政府部門與事業(yè)單位、自謀職業(yè)等。只有在軟件企業(yè)或者大型傳統(tǒng)企業(yè)IT部門的畢業(yè)生從事軟件開發(fā)，其它大多數(shù)計(jì)算機(jī)畢業(yè)生從事與軟件開發(fā)無關(guān)的職業(yè)，如市場、銷售、采購、管理等。為了滿足社會需要，更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，我院經(jīng)將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)分為3個(gè)方向供學(xué)生選擇：軟件技術(shù)與理論、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)工程。“軟件工程”課程是所有專業(yè)方向的必修基礎(chǔ)課。

3.2需求分析與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

在這些背景下，我們的“軟件工程”課程的教學(xué)方針是：滿足社會需求、面向?qū)W生未來；將課程定位為：全面地介紹軟件工程學(xué)的基本知識，突出大型軟件開發(fā)和管理的基本原理、方法和實(shí)用技術(shù)，滿足計(jì)算學(xué)科對系統(tǒng)化軟件構(gòu)造知識的基本要求，同時(shí)成為學(xué)習(xí)軟件工程專業(yè)的先導(dǎo)課程。課程名稱也相應(yīng)地改為“軟件工程導(dǎo)論”；在滿足軟件工程知識點(diǎn)和學(xué)科體系的同時(shí)，根據(jù)市場需求，適當(dāng)增減內(nèi)容，把具體的實(shí)用技術(shù)講深講透，同時(shí)介紹前沿課題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表1是我院“軟件工程導(dǎo)論”課程的理論授課內(nèi)容與課時(shí)安排(不含課程緒論與課堂練習(xí)、總結(jié)的4個(gè)學(xué)時(shí))，按照SWEBOK04提出的10個(gè)知識域進(jìn)行了重新組織。由于選用的教材以及實(shí)際教學(xué)內(nèi)容的組織與SWEBOK04的知識域并非完全一致，因而出現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)學(xué)時(shí)。如“軟件工程工具與方法”知識域，我們在授課章節(jié)介紹相關(guān)的軟件工具，如在軟件需求和設(shè)計(jì)中使用了ROSE和MS Visio；在講解項(xiàng)目進(jìn)度中示意了MS Project；在軟件測試中提到了JUnit。此外，還按照教材集中地講解了CASE概念與工具，補(bǔ)充了Eclipse以及最新的青鳥系統(tǒng)。

為便于對比，我們將“軟件工程導(dǎo)論”的教學(xué)內(nèi)容按照SWEBOK04的知識域計(jì)算出每個(gè)知識域所用學(xué)時(shí)占總課時(shí)的百分比；同時(shí)計(jì)算出SWEBOK04中10個(gè)知識域中的子知識域在整個(gè)子知識域中的百分比，如圖1所示。

從圖1可以看大：我們對產(chǎn)品工程的設(shè)計(jì)和測試講授了更多的內(nèi)容。相比于SWEBOK04，我們的設(shè)計(jì)部分超出一倍，軟件測試的內(nèi)容則多出三分之二。對于同樣重要的需求分析則沒有增加更多的內(nèi)容，這主要是考慮到需求分析是超越初級軟件工程師的知識，需要溝通技巧、領(lǐng)域知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等綜合知識與能力，屬于系統(tǒng)分析員的職責(zé)，應(yīng)屆本科畢業(yè)生基本上達(dá)不到。對軟件構(gòu)造以及軟件支持方面的知識(如軟件配置管理)則縮減了學(xué)時(shí)，一個(gè)原因與所選教材有關(guān)。在軟件質(zhì)量方面，則補(bǔ)充了CMMI的過程改進(jìn)及其結(jié)合TSP/PSP的內(nèi)容，使得我們的學(xué)時(shí)略微高出。

在處理知識域時(shí)，我們遵循了“突出重點(diǎn)、面向?qū)嵱谩钡闹笇?dǎo)思想，舉例如下。我們在軟件建模和測試方面加大了學(xué)時(shí)，以便學(xué)生掌握這兩個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)；同時(shí)減弱了對其它知識域的學(xué)習(xí)要求，只需要理解、甚至了解有關(guān)的知識。例如，我們在需求分析與設(shè)計(jì)中都講解了結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒?，但是，所分配的時(shí)間差別巨大。對于結(jié)構(gòu)化方法，主要介紹其基本思想、常用工具及其簡單應(yīng)用，如DFD圖、數(shù)據(jù)字典、程序結(jié)構(gòu)圖、判定樹、PDL等。對面向?qū)ο蠹夹g(shù)，則大大地?cái)U(kuò)充了選用教材的內(nèi)容，加上相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，共有近30學(xué)時(shí)，可以當(dāng)作一個(gè)“基于UML的軟件建?！钡男⌒驼n程。目的是使學(xué)生認(rèn)識到軟件工程并非是空虛無物的條條框框，開發(fā)軟件的工作在編程之外還有分析、設(shè)計(jì)和測試等。而且希望學(xué)生通過該導(dǎo)論課程實(shí)實(shí)在在地掌握一種當(dāng)前常用的軟件建模技術(shù)，以便能夠在實(shí)際工作中盡快地熟練使用。圖2示意了“軟件工程導(dǎo)論”中對軟件設(shè)計(jì)有關(guān)知識點(diǎn)分配學(xué)時(shí)的比例。

4實(shí)踐與體會

教學(xué)內(nèi)容的變更僅僅是改善教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)方面，還需要改變教學(xué)方式，舉例如下。

例1：傳授知識的過程要從日常生活到軟件領(lǐng)域。在講解過程改進(jìn)時(shí)，我們以劉翔為例提出問題：劉翔身后的科研小組和上百萬元的投資，包括攝像、動作分解和分析是為了什么？表面上看是為了改進(jìn)跨欄和起跑的動作(軟件開發(fā)過程)，實(shí)質(zhì)上最終是為了改進(jìn)其跨欄成績(軟件產(chǎn)品)。從學(xué)生們比較熟悉、容易理解的事情開始，立刻就吸引了他們的注意力，進(jìn)而簡化了對軟件過程及其改進(jìn)的講解。

例2：綜合運(yùn)用學(xué)過的知識。在講開發(fā)高可信軟件時(shí)，把容錯(cuò)技術(shù)與面向?qū)ο缶幊讨挟惓Ｌ幚淼臋C(jī)制結(jié)合起來，加深了學(xué)生對容錯(cuò)技術(shù)的理解、對異常處理的認(rèn)識；在介紹形式化技術(shù)時(shí)，通過演示斷言在Java中的實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生認(rèn)識到這些看起來玄乎的理論正在逐步實(shí)現(xiàn)。

例3：不失時(shí)機(jī)地簡單介紹相關(guān)的研究動向以及國內(nèi)的相關(guān)工作，讓學(xué)生了解軟件工程學(xué)最新的理論研究，對少數(shù)優(yōu)秀的學(xué)生指出鉆研方向、提高研究興趣。例如，我們在課堂上簡介了最近三年中國首次主辦的“軟件工程國際大會”，“軟件過程改進(jìn)”和“軟件工程理論”等國際高規(guī)格專業(yè)會議，包括其中的主題報(bào)告。

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改進(jìn)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，成績也顯著提高。限于篇幅，我們在考試、課程設(shè)計(jì)以及實(shí)踐教學(xué)方面的嘗試不在本文討論范圍。

我們將繼續(xù)搜集和分析不同專業(yè)方向的學(xué)生對該導(dǎo)論課程的反應(yīng)，針對性地調(diào)整有關(guān)內(nèi)容，以便更好地滿足社會的需要，如針對嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)，增加實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)技術(shù)方面的知識。

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作者簡介

李勁華(1963—)男，博士，副教授，主要從事軟件工程的教學(xué)與研究。

楊厚俊(1965—)男，碩士，副教授，分管教學(xué)副院長。

通信地址：青島大學(xué)信息工程學(xué)院 266071

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