曹步清，肖小聰

（湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南湘潭411201）

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“軟件工程”專業(yè)課程教學(xué)與人才培養(yǎng)模式研究

曹步清，肖小聰

（湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南湘潭411201）

摘 要：軟件工程增設(shè)為一級(jí)學(xué)科，標(biāo)志著它進(jìn)入了一個(gè)規(guī)范發(fā)展的嶄新階段。針對(duì)目前軟件工程系列課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，引入MOOC進(jìn)行教學(xué)改革，形成“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)“傳統(tǒng)知識(shí)與新理論及新技術(shù)”相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，發(fā)展“以案例為驅(qū)動(dòng)”的理論及實(shí)踐教學(xué)方法，采用“引導(dǎo)和激勵(lì)”的課程考核方式。結(jié)合國(guó)內(nèi)外8家主流軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求及技術(shù)要求，構(gòu)建以“就業(yè)”為導(dǎo)向的軟件工程人才培養(yǎng)新模式。

關(guān)鍵詞：軟件工程；課程教學(xué)；MOOC；人才培養(yǎng)；就業(yè)

在2011年，國(guó)務(wù)院學(xué)位辦印發(fā)了《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄（2011年）》，確定增設(shè)軟件工程學(xué)科為一級(jí)學(xué)科（080835），這標(biāo)志著軟件工程學(xué)科進(jìn)入了一個(gè)規(guī)范發(fā)展的嶄新階段。然而，軟件工程學(xué)科的交叉性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，使其教學(xué)與人才培養(yǎng)過(guò)程中必然會(huì)面對(duì)更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)［1］。課程教學(xué)與人才培養(yǎng)是高等學(xué)校教育的核心與重心所在，既是把教育思想、觀念、知識(shí)與技能付諸于實(shí)踐應(yīng)用的紐帶，也是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展以及其他諸多方面做出重要貢獻(xiàn)的途徑［2］。目前，我國(guó)將軟件工程學(xué)科確立為一級(jí)學(xué)科，突顯出軟件工程在高等教育中的重要地位。新聞雜志周刊《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》日前推出2015年最熱門(mén)科技工作榜單顯示，軟件開(kāi)發(fā)工程師居首［3］。在此背景下，研究和探索適合地方院校的軟件工程教學(xué)與人才培養(yǎng)模式，不僅將切實(shí)提高教師的軟件工程教學(xué)水平和學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力，更能為社會(huì)培養(yǎng)高質(zhì)量的軟件工程方面的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)人才。

1　軟件工程系列課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1．1教學(xué)理念

傳統(tǒng)軟件工程教學(xué)比較注重理論教學(xué)、教師講授為中心的教學(xué)理念。在課程教學(xué)中，教師往往會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間與精力把統(tǒng)一、規(guī)范的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)理論、方法及技術(shù)教授給學(xué)生，力求讓學(xué)生形成良好的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)思想與習(xí)慣。在此情況下，學(xué)生可能對(duì)整個(gè)軟件設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)流程有了“理性”認(rèn)識(shí)，但卻缺乏真實(shí)軟件系統(tǒng)實(shí)踐開(kāi)發(fā)的“感性”認(rèn)識(shí)。實(shí)際上，理論指導(dǎo)下的具體的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例及經(jīng)驗(yàn)介紹更為重要［4］。

1．2教學(xué)內(nèi)容

國(guó)內(nèi)一些學(xué)校的軟件工程教學(xué)仍然是以傳統(tǒng)的軟件工程理論及技術(shù)作為重點(diǎn)，教學(xué)中講解的內(nèi)容以“需求分析—總體設(shè)計(jì)—詳細(xì)設(shè)計(jì)—編碼及實(shí)現(xiàn)—測(cè)試維護(hù)”這種從頂向下、逐步細(xì)化的思路為教學(xué)線索。在實(shí)踐中，主要以開(kāi)發(fā)圖書(shū)館管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)等MIS系統(tǒng)作為課程的實(shí)踐內(nèi)容。實(shí)際

上，軟件設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是近年來(lái)的云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，必然要求在軟件工程教學(xué)中注入新的知識(shí)元素。教師必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新與補(bǔ)充，否則學(xué)生所學(xué)知識(shí)將嚴(yán)重滯后于技術(shù)的發(fā)展［5］。

1．3教學(xué)方法

軟件工程課程的理論性與綜合性強(qiáng)，必須具備許多的先導(dǎo)課程知識(shí)（如程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等），一般是在大學(xué)四年級(jí)才開(kāi)設(shè)。在教學(xué)中，如果只采用單一教學(xué)方法或者過(guò)于注重理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教學(xué)，時(shí)間一長(zhǎng)，學(xué)生（尤其是大四學(xué)生）很容易產(chǎn)生厭倦的情緒，影響教學(xué)效果［6］。此外，該課程的授課對(duì)象為即將畢業(yè)的大四學(xué)生，如能運(yùn)用一些實(shí)際的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)或啟發(fā)式案例進(jìn)行教學(xué)，講透系統(tǒng)中的一些重要知識(shí)點(diǎn)、核心算法以及關(guān)鍵技術(shù)，不僅能夠充分發(fā)揮多種教學(xué)方法的交叉優(yōu)勢(shì)，更能夠?qū)W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)以及就業(yè)產(chǎn)生積極影響。

1．4課程考核

目前，一些學(xué)校的軟件工程課程采用的是傳統(tǒng)的筆試加平時(shí)成績(jī)的考核方式［7］。筆試主要考核學(xué)生對(duì)軟件工程基本理論及知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，比如瀑布模型、數(shù)據(jù)流圖、耦合與內(nèi)聚、詳細(xì)設(shè)計(jì)工具（程序流程圖、N－S圖、PAD圖）以及CMM等。這種考核方式能夠增進(jìn)學(xué)生對(duì)軟件工程概念性與原理性知識(shí)的記憶，卻不能促進(jìn)學(xué)生軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力的提高。

2　引入MOOC的軟件工程系列課程教學(xué)改革

MOOC（Massive Open Online Courses），即大規(guī)模在線開(kāi)放課程。2012年以來(lái)，美國(guó)一些頂尖高校陸續(xù)開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，如哈佛大學(xué)與麻省理工聯(lián)合發(fā)起的edX、斯坦福大學(xué)創(chuàng)立的Udacity和Coursera，以及可汗學(xué)院（Khan Academy）。這些MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)能夠提供免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)課程，教學(xué)效果明顯，熱遍全球。我國(guó)的北大與清華于2013年5月加入了edX，并上線了多門(mén)課程；北大、上海交大與復(fù)旦加盟了Coursera。我國(guó)一些重點(diǎn)大學(xué)也正在利用MOOC方式進(jìn)行教學(xué)方法改革［8］。MOOC中很多課程始于計(jì)算機(jī)專業(yè)，MOOC對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件工程專業(yè)的影響也是最大的。在現(xiàn)行的各個(gè)MOOC平臺(tái)中，計(jì)算機(jī)與軟件工程課程的比例是最大的。例如，Coursera平臺(tái)上現(xiàn)有計(jì)算機(jī)類課程94門(mén)（其中軟件工程課程為55門(mén)）；edX平臺(tái)上現(xiàn)有計(jì)算機(jī)類課程21門(mén)（其中軟件工程課程為10門(mén)）；Udacity平臺(tái)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)類課程23門(mén)（其中軟件工程課程為18門(mén)）［8］。因此，在傳統(tǒng)軟件工程系列課程教學(xué)中引入MOOC進(jìn)行教學(xué)改革，勢(shì)在必行。

2．1形成“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念

在軟件工程教學(xué)中，可將MOOC作為課堂教學(xué)的強(qiáng)化與補(bǔ)充，形成混合式課程，采取傳統(tǒng)教師課堂講授與學(xué)生MOOC在線學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合教學(xué)模式。同時(shí)，應(yīng)改變注重理論教學(xué)、教師講授為中心的傳統(tǒng)教學(xué)理念，變換教師與學(xué)生角色，切實(shí)形成以學(xué)生為中心的新的教學(xué)理念。MOOC將充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，可以重新構(gòu)造軟件工程個(gè)性化學(xué)習(xí)軌跡，實(shí)現(xiàn)師生及學(xué)生之間的互動(dòng)討論與協(xié)作、即時(shí)的系統(tǒng)測(cè)試以及學(xué)習(xí)反饋與評(píng)價(jià)。

2．2設(shè)計(jì)“傳統(tǒng)知識(shí)與新理論及新技術(shù)”相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)過(guò)程中，在傳統(tǒng)課本知識(shí)基礎(chǔ)上，需要引入一些新的軟件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)模型及技術(shù)。一方面，建議同學(xué)們參考新版書(shū)籍或MOOC上的電子資料；另一方面，及時(shí)補(bǔ)充當(dāng)下流行的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法及熱門(mén)技術(shù)。例如，在云計(jì)算SaaS模式中，以Blog，SNS，RSS等為特征的Web2．0服務(wù)方式造就了數(shù)量眾多的服務(wù)資源，包括Web Services、Web API等，使得沒(méi)有或較少編程專業(yè)知識(shí)的終端用戶能夠?qū)崿F(xiàn)面向服務(wù)的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。像類似于SOA架構(gòu)，Web Services發(fā)布與組合，RSS技術(shù)，企業(yè)Mashup技術(shù)等內(nèi)容需要補(bǔ)充到課堂內(nèi)容教學(xué)中。

2．3發(fā)展“以案例為驅(qū)動(dòng)”的理論及實(shí)踐教學(xué)方法

教師將MOOC作為軟件工程教學(xué)線上環(huán)節(jié)，提供以案例為驅(qū)動(dòng)的理論及實(shí)踐教學(xué)微視頻，讓學(xué)生提前自主預(yù)習(xí)課程知識(shí)。教師在課堂上重點(diǎn)講解具體案例，梳理各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)以及核心的算法及關(guān)鍵技術(shù)。其中，案例的選擇非常重要，可以選擇教師自己科研工作中實(shí)際開(kāi)發(fā)的軟件服務(wù)系統(tǒng)或者開(kāi)源的軟件系統(tǒng)，制作成微視頻，結(jié)合自己的切身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，把宏觀的理論知識(shí)以及微觀的具體技術(shù)細(xì)節(jié)教

授給學(xué)生。

2．4采用“引導(dǎo)和激勵(lì)”的課程考核方式

MOOC支撐下的軟件工程課程考核，應(yīng)以軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力為目標(biāo)，將課程考核分成平時(shí)考核、期中考核與期末考核3種方式。借助MOOC，根據(jù)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)軌跡，匯總學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況，加大平時(shí)成績(jī)考核力度。在課堂教學(xué)中期，引入具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)任務(wù)，以項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的完成情況作為期中考核標(biāo)準(zhǔn)。期末考核采用課程論文形式，對(duì)給出項(xiàng)目要求書(shū)寫(xiě)需求文檔、總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說(shuō)明。

3　構(gòu)建以“就業(yè)”為導(dǎo)向的軟件工程人才培養(yǎng)新模式

筆者調(diào)研了2015年國(guó)內(nèi)外主流軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求及技術(shù)要求，如表1、表2所示。

表1　國(guó)際知名軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求及技術(shù)要求

表2　國(guó)內(nèi)知名軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求及技術(shù)要求

從表1和表2可以總結(jié)出這些主流軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求重點(diǎn)及所側(cè)重的技術(shù)要求：1）國(guó)際知名IT企業(yè)尤其注重扎實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和代碼以及軟件設(shè)計(jì)能力；良好的英文讀寫(xiě)以及聽(tīng)說(shuō)能力。2）8家IT企業(yè)都要求熟練掌握一門(mén)或以上的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，C＼C＋＋＼JAVA仍然是主流的軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，而像python、．NET、PB、VS2008等也受歡迎。3）8家IT企業(yè)基本上都要求熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)理論及技術(shù)，尤其是MySQL、SQL Server以及Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。4）一些流行新模型及新技術(shù)，比如Hadoop云模型、Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)系列技術(shù)，也是目前企業(yè)所急需的。

根據(jù)以上的總結(jié)，在軟件工程人才培養(yǎng)的過(guò)程中，應(yīng)以“就業(yè)”為導(dǎo)向，以培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求、受歡迎的軟件工程人才為目標(biāo)，具體建議如下：1）必須加大與軟件工程相關(guān)性非常強(qiáng)的先導(dǎo)課程的教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)。尤其需要投入大量時(shí)間與精力到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)理論與技術(shù)這3門(mén)課程的教學(xué)中，使學(xué)生具備扎實(shí)的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)能力。2）務(wù)必培養(yǎng)學(xué)生精通至少1門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，熟練使用至少1種開(kāi)發(fā)工具，并在此前提下，以開(kāi)發(fā)出一個(gè)在一定代碼量（萬(wàn)級(jí)）以上的自己的“軟件作品”為大學(xué)四年的實(shí)踐目標(biāo)。3）教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解并掌握一些軟件新理論、新模型與新技術(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)術(shù)活動(dòng)，并邀請(qǐng)公司技術(shù)主管或教師以及高年級(jí)學(xué)生中的技術(shù)達(dá)人定期舉行技術(shù)講座。

4　結(jié)語(yǔ)

軟件工程增設(shè)為一級(jí)學(xué)科，突顯了它在整個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)科中的重要地位，其教學(xué)與人才培養(yǎng)也將面臨更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本文分析了目前軟件工程中教學(xué)所存在的問(wèn)題，并探索引入MOOC的軟件工程系列課程教學(xué)改革措施。同時(shí)，調(diào)研了2015年國(guó)內(nèi)外8家主流軟件企業(yè)軟件工程人才的知識(shí)需求及其技術(shù)要求，并給出了具體的人才培養(yǎng)建議。

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（責(zé)任校對(duì) 朱正余）

作者簡(jiǎn)介：曹步清（1979－），男，湖南湘鄉(xiāng)人，副教授，博士，主要從事軟件工程研究。

基金項(xiàng)目：湖南科技大學(xué)教學(xué)研究與改革資助項(xiàng)目（G31390）；湖南科技大學(xué)教學(xué)研究與改革項(xiàng)目（G31210）；湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通［2014］247－262）

收稿日期：20150513

doi：10．13582／j．cnki．1674－5884．2015．11．010

中圖分類號(hào)：G64

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674－5884（2015）11－0029－04