夏小娜　禹繼國　曹寶香

摘要：從工程化的實踐角度，對高等學校的軟件人才素養(yǎng)教育展開研究。結合傳統(tǒng)軟件工程學科的培養(yǎng)方案，充分考慮軟件生命周期過程的階段性和軟件自身的基本特點，以提高軟件人才的專業(yè)素養(yǎng)和實踐駕馭能力為目標，提出“軟件分析與設計的統(tǒng)一”與“理論與實踐統(tǒng)一”的軟件工程實施方案。在具體的展開過程中，達成方案優(yōu)化和人才素養(yǎng)深化的演化效用，實現(xiàn)“兩統(tǒng)一”的有效融合，即“A&D”+“T&P”融合核心理念。

關鍵詞：“A&D”+“T&P”融合；軟件工程；專業(yè)知識架構；軟件人才素養(yǎng)；軟件生命周期；課程設計

0.引言

隨著軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場對軟件人才的需求日益增加，對人才的軟件能力屬性和從業(yè)適應度也提出了更大的挑戰(zhàn)。軟件工程作為一個獨立專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，也已在各大高校展開。由于此專業(yè)起步慢、人才缺口大，關于其培養(yǎng)思路的探討從開始設置本專業(yè)至今，都得到了業(yè)內(nèi)教育界的積極思考。另外，軟件工程是計算機高等教育的一個分支，在培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式的討論議題上，在宏觀上依然沒有走出計算機基礎學科的思維模式；在微觀上關于專業(yè)方向和專業(yè)特色，很多的執(zhí)行措施并沒有太大明顯的專業(yè)性思路。軟件人才在專業(yè)性和特色性體現(xiàn)并不明顯，更多還是盤旋在傳統(tǒng)計算機學科專業(yè)的固化模式里。

長期以來，由于培養(yǎng)目標單一、培養(yǎng)過程與企業(yè)需求的脫節(jié)和錯位，高校軟件類人才培養(yǎng)不論在數(shù)量還是質(zhì)量都難以滿足產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的需要，也不能很好地做到柔性接口對接，無法為軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大提供強有力的人才支撐。由此產(chǎn)生了軟件實際需求的快速增長與適應性軟件人才極度缺乏的矛盾，一方面人才缺口很大，另一方面高校的軟件畢業(yè)生就業(yè)面依舊很窄，專用性不突出，通用性不健壯。對于軟件產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展，除了要有一定數(shù)量的研發(fā)人才之外，更欠缺的是批量熟練掌握軟件技術原理、柔性適應新型需求、能夠靈活貫徹軟件行業(yè)專業(yè)發(fā)展目標的應用型技術和架構人才。

1.軟件工程學科與軟件素養(yǎng)

軟件工程是一個成長中的學科，目前還存在不小成熟和提升的空間。它的理念來自于多個學科，并非一個單一的縱向純粹理念，使它的工程特性體現(xiàn)并不明顯。但它的培養(yǎng)目標和學科目的，以及培養(yǎng)對象和實施規(guī)范，卻是一個典型的工科門類，這在很大程度上可以反映出軟件工程的教與學可使用的材料、可借鑒的案例極為匱乏。文獻關于軟件工程教與學提出“軟件工程所有的課程必須要根植現(xiàn)實基礎”，并指出“軟件的概念、原理，以及解決方法應該貫穿于整個教學活動中以幫助學生建立起一個軟件工程心態(tài)”。后者的論斷是軟件工程的出發(fā)點也是終結點，所以在整個教與學的實施過程中，問題在于如何很好地提供一個基于以上兩點的教學與實踐環(huán)境，以幫助學生建立起一個“軟件工程心態(tài)”。所以，軟件工程學科的發(fā)展目標就是在人才培養(yǎng)過程中創(chuàng)設和浸入軟件的可持續(xù)素養(yǎng)，是理論與實踐的有效融合方案實施，更實現(xiàn)了人才與學科雙向的自適應性和可發(fā)展性。

軟件工程學科的特點決定了軟件工程課程的綜合性和實踐性并重。傳統(tǒng)的教學模式在理論和實踐環(huán)節(jié)上都存在一定空缺。一方面，國內(nèi)高校軟件工程課程教學仍停留在課堂授課為主，實踐環(huán)節(jié)薄弱。而理論教材相對于不斷涌現(xiàn)的新技術、新方法、新工具，都顯陳舊。軟件工程的教材不可能做到一本到底。另一方面，學生由于缺乏完備充分的實際項目研發(fā)經(jīng)驗，不能很好地理解理論聯(lián)系，做不到學以致用，做不到主動學習，導致學生學習完這門課程后仍難以面對一項完整的軟件項目開發(fā)。在進行軟件開發(fā)時會出現(xiàn)許多問題，如文檔不規(guī)范、建模使用混亂、CASE平臺體會不深、軟件項目估算與度量沒有方法、系統(tǒng)化軟件測試過程等。這些弊端，無法建立起一個自主的“軟件工程心態(tài)”，也并不能夠很好地體會軟件素養(yǎng)的真正實質(zhì)是隨需而動、隨時而變，而不是紙上談兵。

軟件工程學科和軟件工程課程都指出了一個重要參與因素，就是軟件工程專業(yè)培養(yǎng)過程的實踐性問題，這里一般規(guī)劃了軟件工程課程設計。在課程實施時做到課堂與設計的相輔相承、有效融合。軟件工程課程設計的目標使學生系統(tǒng)地掌握軟件工程的過程、方法和工具三要素，為學生將來從事軟件的研發(fā)和管理奠定基礎。軟件工程教學內(nèi)容是圍繞軟件生命周期展開的，其相關的過程階段、開發(fā)技術以及工程化的開發(fā)過程（軟件過程、配置管理、項目管理等）必須通過實際軟件問題的實際求解過程以及團隊合作進行體驗，而綜合的軟件開發(fā)能力的鍛煉和培養(yǎng)需要借助一個完整的軟件項目開發(fā)過程，而不僅是一個小的作業(yè)或者幾段程序的累砌。因此，以課程設計為基礎的實踐展開方案是鞏固課程教學成果、培養(yǎng)學生軟件工程應用能力的重要因素。為了高素質(zhì)、高質(zhì)量的人才必須強化理論與實踐的結合和跟進，通過強化實踐的素質(zhì)培養(yǎng)來提升人才素養(yǎng)。

2.專業(yè)知識架構演化需求

軟件工程的專業(yè)教授過程，是一個以軟件生命周期為縱向線索的執(zhí)行過程，涉及面廣，學科間融合度大。整個知識體系的架構拓撲，不能偏離這條主線。但它的具體實施，并非僅是一個簡單的直線序列，首先，需要一個全面扎實的基礎底層知識支持，這里需要計算機、軟件工程等相關學科的基本知識體系形成，例如數(shù)學、管理、經(jīng)濟學、計算機和軟件技術基礎等的前驅(qū)理念。其次，執(zhí)行過程是個階段間存在重疊、螺旋、迭代的局部整合結構，每個階段間存在嚴格的前驅(qū)后繼關系，逾越和跳躍的處理方式，均小可行，并且每個階段的展開過程，有著自己的知識體系，同時都存在知識間的前因后果聯(lián)系。再次，知識結構的縱向上升軸線，需要實踐的并行跟進，實踐反過來補充完善教學內(nèi)容。接下來，進入項目實訓過程，綜合先期的理論知識和實踐經(jīng)驗，以項目管理為指導，通過一個綜合性中等及偏上的案例。最后，總結案例過程，匯總相關資料，進一步完善案例內(nèi)容，補充優(yōu)化下一階段教學過程。

這里定義此架構為一個金字塔式的三維體系，如圖1所示。

由于軟件工程知識結構的綜合性和特殊性，金字塔的每個橫面和縱面展開細節(jié)是按需驅(qū)動的平臺。并且，知識結構的新型性和技術性是展開細節(jié)的主旨思想，即軟件工程的教科書知識點不可以拘泥于一本書。課程更多內(nèi)容，來自于最新的科研、學術、文獻和互聯(lián)網(wǎng)資料。為了更好地完成實踐意義和應用目標，在整個教學過程中，知識架構里需要一定實質(zhì)科研項目的引入，并非幾個簡單的課程作業(yè)。這個實踐環(huán)節(jié)，也是個重疊、螺旋、迭代、逐漸深入、實時反饋總結的過程。這一點，和軟件工程的基礎理論實施是相輔相承、相得益彰的。理論和實踐的實施是專業(yè)知識中金字塔的剛性框架是不變的，同時它的參與細節(jié)和過程是目標牽引、技術跟進和理論優(yōu)化完善的，所以此架構的演化，是基本結構不變，參與細節(jié)柔性優(yōu)化。endprint

3.“A&D”+“T&P”融合理念及實施方案

基于圖1所示的軟件工程理論與實踐進階體系結構，提出“A&D”+“T&P”的融合理念。此理念體現(xiàn)了4個關鍵字：A&D、T&P、軟件工程及適應性軟件素養(yǎng)，其中A&D（Analysis&Design）表示軟件的分析與設計素養(yǎng)的統(tǒng)一，T&P（Theory&Practice）表示理論與實施的相輔相承。在此理念的實施過程中，秉承軟件工程實施過程和先期取得的成果，從軟件工程學科的發(fā)展和軟件從業(yè)人才培養(yǎng)角度出發(fā)，堅持實施和應用的先導地位，強化分析與設計能力的深化和提升、理論與實踐的融合和相長。理念的研究思路強調(diào)了自主和適應，即從軟件工程的教與學實踐出發(fā)，緊緊圍繞軟件工程專業(yè)特點，突出人才的適應性和專業(yè)特色性，建立可行、自主的理論落實方案，實施深化提升軟件素養(yǎng)的分析與設計過程的全面和通用，做到分析與設計、理論與實施的高效結合，推進課程實施和具體應用向?qū)嵱猛茝V過渡，突現(xiàn)軟件工程人才“厚基礎、寬口徑、強適應、針對性”的素養(yǎng)結構。

在“A&D”+“T&P”的推進過程中，針對高校軟件工程學科的專業(yè)教育，隨著軟件工程學科的逐漸細化及不同研究方向間存在的耦合性關聯(lián)，加上其自身應用行業(yè)領域的廣泛性和普遍性，計算機各類專用和通用人才的迫切需求，有關計算機在企業(yè)、公司、市場等各個角落舉足輕重的地位和廣闊的發(fā)展前景，以及它和其他門類專業(yè)間存在的千絲萬縷的交互和融合關系，本理念實施方案的主旨目標著眼于高校計算機教育與自適應應用型人才培養(yǎng)的探討和實施。其實施的架構粒度化為教材框架的適應性創(chuàng)設和更新、課程設計向?qū)嵤玫臒o縫過渡、傳統(tǒng)理論基礎與前沿技術技能的有效融合和統(tǒng)一及兩條主線架構的分析與設計技能提升方案。圖2所示為整個方案的實施結構及成果演化拓撲圖。此理論的提出有如下創(chuàng)新和建設：

①本理念體現(xiàn)為4個方面的融合和統(tǒng)一，即自主教材建設，重視以課程設計為基準的應用進階過程，強調(diào)基礎理論與前沿技能理念的融合，以軟件生命周期為主線，體現(xiàn)結構化及面向?qū)ο蠹夹g。

②A&D、T&P的融合和統(tǒng)一。做到了分析與設計多種思維方式的融合，理論與實施的教學相長和相輔相成。

③軟件分析與設計的技能在整個軟件素養(yǎng)培養(yǎng)過程的強化和深化。

④適應性軟件人才素養(yǎng)的定位，打破課程，建立自主的學科知識結構拓撲規(guī)劃思路。

⑤碩帶本、高年級帶低年級的連帶式人才培養(yǎng)梯隊建設。

⑥“課程設計一軟件、嵌入式大賽組織一實踐項目參與”的應用實施方案。

⑦基于以上6點，建設了自主教學的《軟件工程》教材和講義。

4&自主性創(chuàng)新型與工程化目標的架構創(chuàng)設

本理念的主旨實施目標是實現(xiàn)自主性創(chuàng)新型的專業(yè)建設，以及人才工程化的培養(yǎng)目標。結合圖2所示實施結構及演化拓撲過程，在具體實施過程中，序列化為以下4個展開側(cè)面。

4.1自主教材框架的實施

軟件工程是計算機學科中一個年輕并充滿活力的研究領域，與此相關的軟件工程課程是高等院校計算機教學計劃中的核心課程。參考大量的國內(nèi)外軟件工程學科教材，從實際出發(fā)，總結多年的教學、科研和學科成果，結合軟件工程及計算機專業(yè)人才素養(yǎng)提升深化的需求，在多個實際軟件項目研發(fā)過程中積累經(jīng)驗教訓，充分考慮軟件工程和計算機專業(yè)本科生和研究生的知識結構，以軟件的生命周期為線索，結構化和面向?qū)ο箅s揉交織為分析與設計統(tǒng)一理念，項目規(guī)劃為基本滲入點，統(tǒng)籌傳統(tǒng)軟件工程和現(xiàn)代軟件工程的知識結構特點，規(guī)劃書稿章節(jié)，深入淺出，理論聯(lián)系實際，在實踐中總結理論要點，有效組織書稿內(nèi)容，自成體系。教材已由科學出版社出版，并在軟件工程、計算機專業(yè)展開講授，同時成為軟件工程學科碩士研究生的基礎參考書籍，取得了不錯的效果。

4.2課程設計向?qū)嵤眠^渡

課程設計是輔助軟件工程課程實施的有效實踐方案。在軟件工程的課程講授過程中，結合課程理論，已建成多個具體課程設計實施個案，具備了全套課程設計實施的文檔、軟件及作品。在課程設計的基礎上，加大了兩點力度：首先，軟件、嵌入式大賽的組織和參與，進一步鞏固深化了理論基礎，演化了課程設計作品向參賽作品的轉(zhuǎn)化，加強了軟件的全面性、兼容性、商業(yè)化和實用性，從各類大賽的結果和作品自身特色上，充分體現(xiàn)了課程設計在知識點和技能點演化方面的亮點和優(yōu)勢。其次，在課程設計和參賽基礎上，在軟件工程教師的科研項目中，加大了本科生參與的力度，實現(xiàn)了學生階段直接進入實施的目標，效果良好。有的學生在第4學年已可以進入軟件公司直接展開研發(fā)工作，并有著不錯的反響。

4.3基礎理論與前沿技能理念的融合

基礎理論與前沿技能理念的有效融合，體現(xiàn)在3個方面：軟件工程學科課程拓撲的縱橫兩個側(cè)面的思考，課堂教學、課程設計，實踐應用的力度分化和統(tǒng)一。一方面，關于課程拓撲和知識結構銜接，做到了變通和靈活。根植實際和市場，建立起一套適時而動、隨需而動的拓撲方案，即不拘泥一套培養(yǎng)計劃，加大和突出實用性，以軟件工程自身的特點為培養(yǎng)計劃的實施線索和展開思路，在基礎理論的講授實踐過程中，加大了新技術、新技能、新思想的滲透，并充分考慮和變通方向課和選修課的設置和實施。另一方面，打破了傳統(tǒng)課堂填鴨式理論灌輸方法，在啟發(fā)式教學的理論基礎上，靈活變通教與學角色、教師和學生身份，引導學生做專業(yè)學習的主人，強化討論班、答疑課和講座的力度，在討論和答疑過程中，實現(xiàn)了知識點、技術點和前沿新技能由點到線、由線到面的統(tǒng)一。再者，建立了有效的碩帶本、高年級幫低年級的培養(yǎng)梯隊。不定時地讓研究生和高年級本科生走進在授課程，交流研發(fā)經(jīng)驗，總結失敗教訓，交流學習和實踐心得，鼓舞了學生自主學習的主動性和自覺性。

4.4軟件分析與設計的兩條線索

在上述展開過程中，打破了傳統(tǒng)結構化和面向?qū)ο髢蓚€思路分階段實施的思路，轉(zhuǎn)以軟件生命周期為主旨線索，建立了銜接有效的線索階段劃分。針對每一階段，做到了結構化和面向?qū)ο髢煞N思維方式的并行化展開，在對比中加強階段目標的實現(xiàn)方式，在實現(xiàn)中加強兩種思維方式在軟件運作過程中的意義。

5.實踐應用情況

本理念的實踐應用本著“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向”的辦學方針，更新人才培養(yǎng)觀念，把適應性人才的自主培養(yǎng)放在極其重要的位置，切實從專業(yè)學科本位向職業(yè)崗位和就業(yè)本位轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)教育與就業(yè)的對接，切實提高了軟件專業(yè)素養(yǎng)。

自主教材框架的實施，打破了傳統(tǒng)課堂與設計隔離的弊端，建立了多渠道的學習和實施方式。在實施中，鞏固了實踐的引導作用，在實踐中自主完成理論的深化和融會貫通。由于教材的應用案例為多年的經(jīng)驗總結，理論基礎的成形參閱了大量的書籍和文獻，成熟、穩(wěn)定、熟練、典型、規(guī)范，提供了身臨其境的氛圍和案例過程。起到了事半功倍、觸類旁通的啟發(fā)式教學目的，效果良好。

靈活變通的學科拓撲方案設計，加大了實踐應用課程和選修課程的力度，強化了課程設置的適時、適人和適景，以課程設計為驅(qū)動，拓寬了學生的專業(yè)視野和覺悟。

提升了學生分析設計軟件的技能，尤其在全面性和商業(yè)化方面取得了長足進步，提高了學生參與各類比賽和各項科研項目的熱情，成果獎項逐年上升。

“碩帶本、高帶低”的幫帶方式，加強了學生間的交流，提高了學生的學習興趣，從另一層次上強化了學生參與實踐、勤于思考、勤于應用的熱忱。

同時，該成果的實施，催化了多個軟件工程學科的科研項目立項和研發(fā)，多個軟件成果屢獲大獎。

6.結語

“分析與設計（A&D）”和“理論與實踐（A&D）”統(tǒng)一的專業(yè)素養(yǎng)模式是軟件工程學科教育模式的一次創(chuàng)新嘗試，對“厚基礎一寬口徑”的工程型人才培養(yǎng)有著重要的指導意義。此理念從高層次人才需求角度出發(fā)，強調(diào)項目實踐研發(fā)能力的前提，在學科教育實際相關的“教學、科研、實訓”等環(huán)節(jié)，奠定理論的厚度和實踐的廣度，強化了人才能力結構關于項目架構和縱向?qū)嵤┑姆治龊驮O計的關鍵駕馭側(cè)面。此專業(yè)素養(yǎng)模型的實施，顯著加深了理論課程的“授受”效果，調(diào)動了學生學習和實踐的自主性和積極性。另外，該模型有效改良演化了課堂與實踐脫節(jié)、培養(yǎng)與就業(yè)脫節(jié)的傳統(tǒng)計算機學科教育弊端，達成師生共同的知識進階和實踐參與過程，教與學的互動反過來優(yōu)化了教師的專業(yè)和教學素養(yǎng)，實現(xiàn)雙贏。endprint