郭衛(wèi)斌，虞慧群，李建華，羅勇軍

（華東理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系，上海 200237）

0 引 言

教育部公布的2015年中國(guó)大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)報(bào)告將建筑學(xué)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等7個(gè)專業(yè)列為本科就業(yè)綠牌專業(yè)[1]（綠牌是指失業(yè)量較小，就業(yè)率、薪資和就業(yè)滿意度綜合較高的專業(yè)，為需求增長(zhǎng)型專業(yè)）。高層次、實(shí)用性、復(fù)合型、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的軟件工程人才的培養(yǎng)，要求學(xué)生具備一定的國(guó)際化視野、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。研究探索新形勢(shì)下的軟件工程人才培養(yǎng)模式及方法，將為規(guī)劃部署教學(xué)條件和實(shí)習(xí)基地建設(shè)，培養(yǎng)既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又有一定的工程實(shí)踐能力、管理能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高素質(zhì)軟件工程專門人才，奠定良好的基礎(chǔ)。

1 軟件工程專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

1.1 面臨的挑戰(zhàn)

通過(guò)對(duì)軟件行業(yè)、企業(yè)調(diào)研和畢業(yè)生質(zhì)量的問(wèn)卷調(diào)查反饋、查閱文獻(xiàn)可知，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于軟件工程人才培養(yǎng)亟須解決如下問(wèn)題[2-3]：①人才培養(yǎng)目標(biāo)內(nèi)涵不清晰。缺少以規(guī)范、精確的方式對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求進(jìn)行詳細(xì)清晰地定義。②課程體系與專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)不協(xié)調(diào)，忽視軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用與工程經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的需要，實(shí)踐課程體系缺乏以解決實(shí)際問(wèn)題為背景的知識(shí)綜合應(yīng)用與工程能力訓(xùn)練。③教學(xué)模式與培養(yǎng)途徑與工程實(shí)際能力培養(yǎng)不適應(yīng)，忽視工程環(huán)境中以問(wèn)題求解為導(dǎo)向的主動(dòng)學(xué)習(xí)，缺少啟發(fā)式教學(xué)和基于實(shí)際工程項(xiàng)目的案例教學(xué)。④管理體制和運(yùn)行機(jī)制與高素質(zhì)人才培養(yǎng)不匹配。任課教師缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，難以支撐工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，運(yùn)行機(jī)制很難讓企業(yè)參與人才培養(yǎng)過(guò)程。

1.2 存在的機(jī)遇

（1）軟件產(chǎn)業(yè)是信息社會(huì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是上海等大中城市優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，該產(chǎn)業(yè)需要大批既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)又有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)專門人才。但目前，我國(guó)軟件行業(yè)人才缺口較大，就業(yè)形勢(shì)非常好，具有很大的需求潛力。

（2）通過(guò)多年發(fā)展，個(gè)別高校建立了自己的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，可以為軟件工程人才的培養(yǎng)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以華東理工大學(xué)為例，該校在軟件工程領(lǐng)域具有較好的科研和教學(xué)積累，承接多項(xiàng)國(guó)家級(jí)高科技項(xiàng)目，在可信計(jì)算與信息安全、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息處理和商業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，形成了自己的研究特色；許多教師畢業(yè)于計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)，具有豐富的軟件開(kāi)發(fā)從業(yè)經(jīng)歷，具備組織開(kāi)發(fā)大中型軟件項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和能力，在老師的帶領(lǐng)下，該專業(yè)的學(xué)生在各種國(guó)際、國(guó)內(nèi)競(jìng)賽中成績(jī)突出。

（3）當(dāng)前，國(guó)家正在開(kāi)展新工科專業(yè)的研究與實(shí)踐，聚焦國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)發(fā)展新工科，進(jìn)行高等教育改革，推動(dòng)學(xué)科專業(yè)交叉融合，加強(qiáng)復(fù)合型工程技術(shù)人才培養(yǎng)，成為當(dāng)前高校的一項(xiàng)重要任務(wù)。國(guó)家當(dāng)前和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要以及工程教育改革的新形勢(shì)為軟件工程專業(yè)開(kāi)展改革與實(shí)踐提供了恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)和良好的契機(jī)。

2 軟件工程人才培養(yǎng)體系

2.1 建設(shè)思路

在重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力和軟件工具應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)軟件項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目組織與管理能力、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新能力等能力的培養(yǎng)。

基于以上定位，依照科學(xué)分層、合理配置、全面培養(yǎng)、突出創(chuàng)新的原則，構(gòu)建以學(xué)生的全面發(fā)展為中心，以培養(yǎng)工程意識(shí)、工程興趣、工程能力和創(chuàng)新精神為核心，對(duì)軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)格、理論教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)體系、教學(xué)方式方法、管理與運(yùn)行機(jī)制等進(jìn)行改革，建立面向?qū)I(yè)全體學(xué)生、符合專業(yè)規(guī)范和學(xué)校特色的華東理工大學(xué)軟件工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)體系。

2.1.1 出發(fā)點(diǎn)

（1）從知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)科能力和專業(yè)素質(zhì)等方面制訂適合本校學(xué)生特點(diǎn)的軟件工程人才培養(yǎng)規(guī)格。

（2）結(jié)合CDIO（conceive構(gòu)思、design設(shè)計(jì)、implement實(shí)現(xiàn)、operate運(yùn)作）理念，整合課程體系，構(gòu)建以學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量為中心、以工程創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的“寬基礎(chǔ)、精方向、重創(chuàng)新”的理論教學(xué)體系，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練，構(gòu)建漸進(jìn)性階梯式軟件工程實(shí)踐教學(xué)體系。

（3）以實(shí)際工程項(xiàng)目的問(wèn)題定義、可行性分析、需求建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試為主線，強(qiáng)調(diào)學(xué)生探索、教師指導(dǎo)下的問(wèn)題求解，實(shí)踐以軟件需求為導(dǎo)向、以問(wèn)題求解為主線的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法。

（4）建設(shè)多元化師資隊(duì)伍、引入績(jī)效考核機(jī)制、創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研合作教育模式等。

2.1.2 預(yù)期目標(biāo)

（1）內(nèi)涵建設(shè)是當(dāng)前我國(guó)高等教育改革的核心，培養(yǎng)符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的高素質(zhì)軟件工程專門人才的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)是內(nèi)涵改革的重要任務(wù)。按照軟件產(chǎn)業(yè)的人才需求特點(diǎn)，從基礎(chǔ)知識(shí)與工程技術(shù)、專業(yè)技能與素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通、軟件系統(tǒng)與產(chǎn)品等方面凝練出軟件工程人才應(yīng)具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。

（2）CDIO是由麻省理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)提出的先進(jìn)工程教育模式，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，以培養(yǎng)其工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力[4-5]。在構(gòu)建軟件工程人才培養(yǎng)體系時(shí)，力求反映CDIO理念、理論與實(shí)踐教學(xué)體系合理實(shí)現(xiàn)CDIO大綱要求，以使學(xué)生在上述4個(gè)層面達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（3）結(jié)合在線課程、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)等新興教學(xué)模式，開(kāi)展基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、以問(wèn)題求解為導(dǎo)向的案例式、啟發(fā)式、探究式教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)課前自學(xué)、課堂深入引導(dǎo)和課堂研討等形式啟發(fā)學(xué)生開(kāi)展自我探索式學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

2.2 人才培養(yǎng)體系構(gòu)建

依照以知識(shí)傳授為載體、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以素質(zhì)提升為目標(biāo)的原則，建立以工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的軟件工程本科人才培養(yǎng)體系，包括軟件工程知識(shí)體系和人才培養(yǎng)規(guī)格、軟件工程理論課程體系、軟件工程實(shí)踐教學(xué)體系和軟件工程創(chuàng)新訓(xùn)練體系4個(gè)部分。

2.2.1 軟件工程知識(shí)體系和人才培養(yǎng)規(guī)格

IEEE最新發(fā)布的軟件工程知識(shí)體系（SWEBOK）包括軟件需求、軟件設(shè)計(jì)、軟件構(gòu)造、軟件測(cè)試、軟件維護(hù)、軟件配置管理、軟件工程管理、軟件工程過(guò)程、軟件工程的工具與方法、軟件質(zhì)量等10個(gè)知識(shí)域，這些知識(shí)域貫穿軟件產(chǎn)品生命周期的全過(guò)程[6]。

按照國(guó)際軟件規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軟件產(chǎn)業(yè)需求和軟件工程專業(yè)特點(diǎn)，基于SWEBOK從基礎(chǔ)知識(shí)與工程技術(shù)、專業(yè)技能與素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通、軟件系統(tǒng)與產(chǎn)品4個(gè)方面制訂軟件工程人才培養(yǎng)規(guī)格。規(guī)格包括知識(shí)結(jié)構(gòu)（工具性知識(shí)、人文社科知識(shí)、自然科學(xué)知識(shí)、工程學(xué)知識(shí)、經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)、專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)等）、能力結(jié)構(gòu)（獲取知識(shí)能力、應(yīng)用知識(shí)能力、創(chuàng)新能力等）和素質(zhì)結(jié)構(gòu)（思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、身心素質(zhì)等）。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)這些知識(shí)、能力與素質(zhì)進(jìn)行梳理，形成與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣，依此判斷人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。

2.2.2 軟件工程理論課程體系設(shè)計(jì)

在制訂課程體系時(shí)，通過(guò)專題研討、在校生交流、專家訪談、校友座談、走訪用人單位和問(wèn)卷調(diào)查等方式，征集學(xué)生、企業(yè)和行業(yè)對(duì)軟件人才的需求特點(diǎn)，據(jù)此不斷改革課程體系和調(diào)整教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃。軟件工程專業(yè)的理論課程體系由學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程和方向選修課程3個(gè)層次組成，如圖1所示。在劃分3個(gè)層次的邊界時(shí)，既要考慮對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科的傳承，又要體現(xiàn)軟件工程的學(xué)科特點(diǎn)[6-9]。

圖1 軟件工程專業(yè)的理論課程體系

學(xué)科基礎(chǔ)課程主要培養(yǎng)學(xué)生在簡(jiǎn)單、普適的環(huán)境下進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力，訓(xùn)練學(xué)生的初步和基本的工程能力，一般在第1—3學(xué)期開(kāi)設(shè)。專業(yè)核心課程包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)課程和軟件工程方法課程兩部分。其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用軟件工程方法解決某種計(jì)算環(huán)境下具體軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力；軟件工程方法課程可按照自底向上或者自頂向下的方式講授軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生在軟件工程專門領(lǐng)域解決復(fù)雜軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，一般在4—6學(xué)期開(kāi)設(shè)。方向選修課程是指按照專業(yè)方向模塊開(kāi)設(shè)不同的研究型課程，強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合，根據(jù)專業(yè)和學(xué)校的具體情況，可分為數(shù)據(jù)科學(xué)、數(shù)字媒體、物聯(lián)網(wǎng)工程和信息分析等4個(gè)方向模塊，分類培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用領(lǐng)域知識(shí)的能力和科學(xué)研究能力，一般在第7學(xué)期開(kāi)設(shè)。

2.2.3 軟件工程實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

（1）將工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課外實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，同時(shí)加大課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的比重，加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，優(yōu)化課程實(shí)驗(yàn)體系與內(nèi)容，使其具有層次性、階段性和系統(tǒng)性。

（2）將實(shí)踐教學(xué)分為學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、軟件過(guò)程訓(xùn)練和綜合實(shí)踐3個(gè)層次，全方位培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)硬件、軟件，網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面的工程實(shí)踐能力。第1層次的實(shí)踐從認(rèn)識(shí)開(kāi)始，逐步增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰统醪降墓こ桃庾R(shí)；第2層次的實(shí)踐包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和專題實(shí)踐等環(huán)節(jié)，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生熟悉軟件工程過(guò)程；第3層次的實(shí)踐包括軟件職業(yè)實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和工程開(kāi)發(fā)能力。

（3）建立不同層次、課程模塊與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣。

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)室與實(shí)訓(xùn)基地的硬件、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)大綱與指導(dǎo)、實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍與管理隊(duì)伍、實(shí)踐教學(xué)管理制度等進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)踐環(huán)境建設(shè)研究。

（5）創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)包括科研實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力、信息獲取與選擇能力和創(chuàng)新能力。

3 應(yīng)用實(shí)踐

3.1 以軟件需求為導(dǎo)向、以問(wèn)題求解為主線的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法實(shí)踐

（1）改革理論與實(shí)踐教學(xué)方法，通過(guò)分組討論、頭腦風(fēng)暴、逆向思考等形式進(jìn)行創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法訓(xùn)練。

（2）通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)進(jìn)行軟件工程技術(shù)研究方法的訓(xùn)練。以教師真實(shí)的科研項(xiàng)目或工程項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維能力，建立學(xué)生自主研究和創(chuàng)新的機(jī)制，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

（3）變?cè)敿?xì)講授為問(wèn)題求解討論。圍繞學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容講解知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵性原理，幫助學(xué)生理解重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。利用啟發(fā)式提問(wèn)以及重點(diǎn)分析的方式進(jìn)行引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生深度思考，舉一反三，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。

（4）建立先進(jìn)的能力考核與評(píng)價(jià)機(jī)制。改革考核方式與考試內(nèi)容，減少客觀題型，增加有利于能力提高的主觀設(shè)計(jì)類題目的比例，重視學(xué)生的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)，通過(guò)多元化方式對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)。

（5）將科技競(jìng)賽、科學(xué)研究、校企合作等納入實(shí)踐教學(xué)模塊。以科技競(jìng)賽為切入點(diǎn)，形成學(xué)生自覺(jué)參加實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)制，以校企合作為突破，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化的工程訓(xùn)練。

3.2 師資隊(duì)伍、教學(xué)管理與運(yùn)行機(jī)制建設(shè)

（1）聘請(qǐng)行業(yè)專家和校外教師參與授課和實(shí)踐指導(dǎo)，鼓勵(lì)教師參加國(guó)內(nèi)相關(guān)的教學(xué)研討會(huì)和培訓(xùn)班，選派青年教師到企業(yè)參與產(chǎn)學(xué)研踐習(xí)計(jì)劃、赴國(guó)外進(jìn)行教學(xué)研修，形成理論水平高、工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件工程師資隊(duì)伍。

（2）構(gòu)建量化評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度的機(jī)制。該機(jī)制共包括評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)原理、評(píng)價(jià)依據(jù)、評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)和人員、評(píng)價(jià)周期及評(píng)價(jià)合格標(biāo)準(zhǔn)等6個(gè)部分，如圖2所示。

圖2 畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)模型

（3）培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進(jìn)。圍繞培養(yǎng)目標(biāo)確立課程體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)，制定各教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立規(guī)范的教學(xué)管理體系，制定并執(zhí)行科學(xué)的管理方法和規(guī)章制度，確保培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。

圖3 軟件工程專業(yè)教學(xué)管理體系架構(gòu)

為持續(xù)提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)，還可建立相應(yīng)的質(zhì)量跟蹤反饋體系，及時(shí)了解課程體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)管理等存在的不足，社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求等，持續(xù)改進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)是當(dāng)前教育界的熱門話題之一。華東理工大學(xué)軟件工程專業(yè)利用新專業(yè)建設(shè)的契機(jī)，從知識(shí)體系、人才培養(yǎng)規(guī)格、理論課程體系、實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)新訓(xùn)練體系等方面，對(duì)該專業(yè)進(jìn)行了卓有成效的探索和實(shí)踐，為專業(yè)的下一步建設(shè)和改革積累了較好的成果和經(jīng)驗(yàn)。下一階段，課程改革將對(duì)軟件工程課程體系進(jìn)行深入的研究與整合，構(gòu)建更加合理的分層次多模塊的軟件工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。

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