【摘要】基于開源軟件，改進軟件工程CDIO課程體系不僅能夠滿足軟件工程專業(yè)培養(yǎng)的工程性、實踐性和創(chuàng)新性的要求，還能達到不同于其他工科專業(yè)人才的獨特特性，即人的協(xié)作性的培養(yǎng)，這對于培養(yǎng)在專業(yè)技能上、團隊協(xié)作上得到有效的鍛煉，成長為企業(yè)所期望的“來之即用”、“來之好用”，具有工程性、實踐性、創(chuàng)新性和協(xié)作性的高素質軟件工程人才，具有重要的意義。

【關鍵詞】開源軟件 CDIO 軟件工程課程體系 實踐教學

【基金項目】本文受重慶市高等教育教學教改項目（132022）資助。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）29-0240-02

軟件工程專業(yè)是我國高等教育中培養(yǎng)高素質軟件工程人才的專業(yè)，非常強調人才培養(yǎng)的工程性、實踐性和創(chuàng)新性，以及不同于其他工科專業(yè)人才的獨特特性，即人的協(xié)作性。軟件工程專業(yè)的人才培養(yǎng)要求與CDIO（Conceive、Design、Implement and Operate）工程教育模式是一致的，我校軟件工程專業(yè)進行了CDIO人才培養(yǎng)模式的初步探索，經過近幾年的實踐，軟件工程專業(yè)的建設已初見成效。尤其是，近3年來的“基于開源軟件，改進軟件工程CDIO課程體系”取得了明顯的教學改革成果。

一、開源軟件對于軟件行業(yè)的重要性

經過近30年的蓬勃發(fā)展，開源軟件已經深刻地改變了軟件產業(yè)結構，越來越多的企業(yè)開始將開源軟件提升到了企業(yè)IT的戰(zhàn)略層面，我國的《軟件和信息技術服務業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃）》中，明確了“支持開源軟件開發(fā)和應用推廣，加快形成基于開源模式的產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”的發(fā)展重點。工業(yè)和信息化部在“軟件和信息技術服務業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）”也明確指出“構筑開源開放的技術產品創(chuàng)新和應用生態(tài)。支持企業(yè)、高校、科研院所等參與和主導國際開源項目，發(fā)揮開源社團、產業(yè)聯(lián)盟、論壇會議等平臺作用，匯集國內外優(yōu)秀開源資源，提升對開源資源的整合利用能力?！币虼耍覈能浖a業(yè)亟需培養(yǎng)大量的各類層次的開源軟件工程人才，才能在未來的軟件產業(yè)轉型升級中跟上世界的脈搏。

二、傳統(tǒng)軟件工程專業(yè)課程體系的問題

1.課程內容案例單一，與實踐的結合性遠遠不夠，缺乏豐富的低、中、高等不同層次的新穎課程案例來支持實踐教學。

2.課程實踐缺乏相應的軟件工程實驗軟件，學生實踐比較困難，嚴重影響了CDIO“做中學”的教學效果；部分課程采用了盜版軟件，侵犯了知識產權，無法讓學生樹立版權意識，背離了CDIO職業(yè)素養(yǎng)教育的精神。

3.現有的大多數課程之間相對獨立隔離，無法在實踐中相互融合，嚴重影響專業(yè)人才協(xié)作性的培養(yǎng)。這些孤立的課程教學無法真正實現CDIO一體化課程計劃的設計，無法將軟件系統(tǒng)的生命周期作為工程教育的背景環(huán)境，無法將技術知識和其他能力的教、學、練融為一體化，無法培養(yǎng)出良好實踐協(xié)作能力的專業(yè)技術人才。

三、基于開源軟件，建立軟件工程CDIO課程體系

為了有效地解決上述問題，我校軟件工程專業(yè)進行了“基于開源軟件，改革創(chuàng)新軟件工程CDIO課程體系”的教學改革，建立了以開源軟件為基礎的軟件工程CDIO實踐教學體系，其基本結構如上圖所示。該體系包括了3年一貫制實施“課程實驗+項目實訓+創(chuàng)新競賽+企業(yè)實習+畢業(yè)設計”5大模塊。

圖中，整個體系中的下層模塊作為上層模塊的基礎，同時也有部分相互交叉的影響，注釋部分描述各個模塊的目標。

該教學實踐體系為軟件工程整個課程體系的改革和創(chuàng)新，提供了有力的實踐教學支撐，主要體現在以下幾點：

1.針對基礎課程，進行基于開源技術的實踐教學的改革

例如，在“C語言程序設計”的課程中，多數教師以往都是基于微軟的VC（Visual C++）或者VS（Visual Studio）開發(fā)環(huán)境來講述C語言編程技術，具有很大的局限性。VC和VS都不支持C語言的C99標準，更不支持C11、C17標準，無法基于這些環(huán)境講解C語言新標準的教學內容。為此，我們引入了在各個開源企業(yè)廣泛使用的GNU開源工具鏈，基于該工具鏈講解了C99、C11和C17標準的重要內容，通過讓學生掌握體會各個分立的工具cpp，cc1，ld，gcc和gdb的使用方法，讓學生理解軟件構建和調試的完整過程，初步建立了編程技術、操作系統(tǒng)技術與程序設計語言的關聯(lián)，并且改革傳統(tǒng)的理論考核方式為小組提交小型程序作品、個人上機考試、個人筆試相結合的考核方式。

2.針對軟件工程的核心課程進行整合，改進為基于開源軟件的課程群

在傳統(tǒng)的軟件工程課程體系中，C++程序設計、軟件工程導論、UML面向對象建模與設計和軟件工程課程設計是4門核心的課程，但由于這3門課程往往獨立講授，彼此無法將相關課程中的知識點完全連接到一起，造成了“學習C++只編程不建模，學習軟件分析和設計只寫文檔、學習UML建模只畫圖不關心模型與軟件分析、設計、實現的一致性和轉換性、課程設計只是簡單地拼湊軟件”的尷尬局面。同時，由于完整支持整個軟件生命周期的閉源軟件集太過于昂貴，使用Visio和VS的破解版也會引起法律的問題，這對課程的教學也帶來極大的影響。

為此，我們引入了開源的集成開發(fā)環(huán)境Eclipse/QtCreator，利用Eclipse的各類建模插件或者建模工具DoUML或者Umbrella，可以在同一環(huán)境中進行軟件的分析建模、設計建模、版本控制以及編碼實現，并為此將課程改革為《軟件工程I：語言與需求》、《軟件工程II：建模與分析》、《軟件工程III：設計與實現》和《“開源軟件杯”創(chuàng)新作品大賽》等四門關聯(lián)很強的課程，在教學內容上進行了彼此的融合，避免了傳統(tǒng)方式上教學內容的分裂，讓學生模擬真實的工程環(huán)境學習軟件技術、軟件工具和軟件過程。

3.為了增強學生的設計-實現的經驗和更好地提供進行工程實踐的場所，開展了一系列實踐教學課程改革，取得了較好的效果

在當前的課程體系中，設置了實驗、實訓、實習等初級、中級、高級的實踐環(huán)節(jié)并實施了相應的改革措施，以增強學生的設計-實現的經驗。在實施過程中，設計了大量的基于開源技術的實驗內容。尤其是“開源軟件杯”系列的比賽課程，鼓勵學生學習使用相關的開源技術，開發(fā)相應的軟件作品，對于學生專業(yè)實踐技能的培養(yǎng)，起到了極大的促進作用。

四、結語

在近3年來“基于開源軟件，改進軟件工程專業(yè)課程體系”的教學實踐實施以來，學生的專業(yè)能力得到了明顯的提升。本專業(yè)的學生先后參加“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽獲得全國二等獎2項、三等獎1項、最具潛力獎3項，中國大學生計算機設計大賽重慶市二等獎3項、三等獎1項；全國大學生數學競賽若干項。近3年的畢業(yè)生一次性就業(yè)率平均達到90%以上。許多學生到網易、百度、騰訊、深信服、HP、奇虎360、旭碩（科技）、豬八戒網絡、愛奇藝、中國民航信息有限公司以及成都民航二所等知名企業(yè)從事軟件研發(fā)測試等工作。因此，基于開源軟件，改進軟件工程專業(yè)CDIO課程體系是切實可行的課程體系改革，對于培養(yǎng)在具有行業(yè)競爭力的新時代的高級軟件工程人才具有重要的意義。

參考文獻：

[1]Roger S.Pressman. 軟件工程：實踐者的研究方法[M]. 機械工業(yè)出版社.2011.

[2]Edward F. Crawley， Johan Maimqvist等. 重新認識工程教育[M]. 高等教育出版社. 2009.

作者簡介：

龔偉（1974-），男，碩士，講師，主要研究方向為軟件工程。